Carnitina libera in ser

Carnitina liberă în ser

Ce este carnitina liberă în ser

Carnitina este un compus mic, solubil în apă, esențial pentru producerea de energie din grăsimi. Doar forma L-carnitinăeste activă biologic.

De unde provine:

• din alimentație: carne, carne de pasăre, pește și lactate. Fructele, legumele și cerealele conțin foarte puțină carnitină;
• din sinteza proprie: organismul o produce din aminoacizii lizină și metionină, mai ales în ficat și, în mai mică măsură, în rinichi. Sinteza are nevoie de fier, vitamina B6, niacină și, probabil, vitamina C.

Unde se găsește și cum se păstrează:

• carnitina este cel mai concentrată în țesuturile care folosesc acizii grași drept principal combustibil: mușchii scheletici și inima;
• rinichii reabsorb aproximativ 95% din carnitina liberă filtrată, prin transportorul OCTN2. Același transportor asigură pătrunderea carnitinei în celulele musculare și cardiace.

Ce rol are carnitina

Acizii grași cu lanț lung nu pot intra singuri în mitocondrii, unde sunt „arși” pentru energie (beta-oxidare). Carnitina îi transportă prin ciclul carnitinei:

1. Activarea. În citoplasmă, acidul gras este legat de coenzima A și formează acil-CoA.
2. Legarea de carnitină. Enzima CPT I (carnitin-palmitoiltransferaza I), de pe membrana externă a mitocondriei, transferă acidul gras pe carnitină și formează acilcarnitina.
3. Transportul. CACT (carnitin-acilcarnitin translocaza) trece acilcarnitina prin membrana internă a mitocondriei.
4. Eliberarea. CPT II (carnitin-palmitoiltransferaza II), de pe membrana internă, reface acil-CoA, iar carnitina eliberată se întoarce în citoplasmă.
5. Beta-oxidarea. Acil-CoA este degradat prin beta-oxidare până la acetil-CoA, care intră în ciclul Krebs.

Alte funcții ale carnitinei:

• exportă din mitocondrie grupările acil cu lanț scurt și mediu;
• menține echilibrul dintre coenzima A liberă și cea legată;
• ajută la eliminarea din celule a grupărilor acil potențial toxice.

Ce măsoară analiza

În sânge, carnitina există în două forme:

• liberă, nelegată;
• legată de acizi grași (acilcarnitine).

Carnitina liberă este forma disponibilă pentru transportul acizilor grași. Se află în echilibru cu acilcarnitinele. Când în organism se acumulează grupări acil, ca în acidemiile organice și în defectele de oxidare a acizilor grași, carnitina liberă este „consumată” prin legarea lor, iar nivelul ei scade.

Analiza este un test de screening pentru tulburările ciclului carnitinei și pentru tulburările secundare ale nivelului ei. Au fost descrise peste 100 de astfel de tulburări, cu o incidență cumulată de aproximativ 1 la 1.000 de nou-născuți vii.

Indicații

Suspiciunea unei tulburări primare a ciclului carnitinei, de exemplu:

• deficitul primar de carnitină;
• deficitul de CPT I, CPT II sau CACT.

Suspiciunea unui deficit secundar de carnitină, în acidemiile organice și în defectele de oxidare a acizilor grași.

Simptome care ridică suspiciunea:

• slăbiciune musculară cronică, hipotonie;
• cardiomiopatie;
• miopatie cu depunere de lipide;
• întârziere de creștere;
• episoade de hipoglicemie fără corpi cetonici (hipoglicemie hipocetotică) sau de acidoză metabolică, mai ales în timpul postului sau al unei boli.

Situații cu risc de deficit secundar:

• tratamentul cu acid valproic;
• hemodializa;
• nutriția parenterală prelungită;
• tratamentul prelungit cu antibiotice conjugate cu pivalat;
• sindromul Fanconi.

Monitorizarea tratamentului cu L-carnitină.

Când valoarea din ser este scăzută și se suspectează o pierdere prin rinichi, se face și carnitina liberă în urină.

Pregătirea pacientului

Nu este necesară o pregătire specială. Consumul de carne și suplimentele cu carnitină pot crește valorile, așa că medicul trebuie informat despre suplimentele luate.

Recoltare

Metodă

Cromatografie de lichide cuplată cu spectrometrie de masă (LC-MS).

Valori de referință

Transformarea unităților de măsură: 1 µmol/L = 1 nmol/mL.

Interpretarea rezultatelor

Valori scăzute

Deficitul primar de carnitină (deficitul sistemic primar de carnitină):

• cauza: variante ale genei SLC22A5, care produce transportorul OCTN2;
• transmitere: autozomal recesivă;
• frecvență: aproximativ 1 din 100.000 de nou-născuți;
• mecanism: rinichiul nu mai reabsoarbe carnitina, care se pierde în urină, iar celulele nu o pot capta. Rezultatul este o lipsă severă de carnitină în țesuturi;
• simptome: apar de obicei la sugar sau la copilul mic:
  • encefalopatie, prin hipoglicemie hipocetotică;
  • cardiomiopatie;
  • slăbiciune musculară, vărsături;
  • riscul de moarte subită există la toate persoanele afectate;
• factori declanșatori: postul și infecțiile. Severitatea variază, iar unele persoane nu au simptome;
• analize: carnitina liberă din ser este foarte scăzută, în timp ce carnitina din urină poate fi normală sau chiar crescută, semn de pierdere renală;
• tratament: suplimentarea cu L-carnitină. Netratată, boala poate fi letală.

Deficitul de CACT (carnitin-acilcarnitin translocază):

• cauza: variante ale genei SLC25A20, cu transmitere autozomal recesivă;
• frecvență: foarte rar;
• debut: de obicei imediat după naștere, cu tulburări de respirație, convulsii, aritmii, ficat mărit și cardiomiopatie;
• analize:
  • carnitină liberă scăzută;
  • hipoglicemie hipocetotică;
  • amoniac crescut în sânge;
  • acumulare de acilcarnitine cu lanț lung.

Deficitul de CPT II (carnitin-palmitoiltransferază II):

• cauza: variante ale genei CPT2, cu transmitere autozomal recesivă;
• are trei forme:
  • forma miopatică este cea mai frecventă și cea mai ușoară. Debutează de obicei în copilărie sau adolescență, cu dureri musculare și uneori rabdomioliză (urină roșie sau maro). Episoadele sunt declanșate de efort, frig sau căldură extremă, stres, infecții sau post;
  • forma infantilă severă începe de obicei în primul an de viață. Dă hipoglicemie hipocetotică, convulsii, afectare hepatică, cardiomiopatie și aritmii;
  • forma neonatală este letală. Apare imediat după naștere, cu insuficiență respiratorie și hepatică, cardiomiopatie și aritmii;
• analize: carnitina liberă este scăzută. În deficitul de CPT II, ca și în cel de CACT, carnitina totală poate fi normală, deoarece carnitina se găsește mai ales sub formă de acilcarnitine cu lanț lung.

Deficitul secundar de carnitină este mult mai frecvent decât cel primar. Poate apărea în:

• boli neuromusculare, de exemplu distrofia musculară Duchenne/Becker;
• tulburări gastrointestinale și cardiomiopatia familială;
• tubulopatii renale, de exemplu sindromul Fanconi, în care carnitina urinară este crescută;
• boala cronică de rinichi cu hemodializă, care elimină carnitina din sânge;
• tratamentul prelungit cu:
  • acid valproic, care interferă cu sinteza carnitinei. Riscul este mai mare la vârste mici, la tratament cu mai multe antiepileptice, la alimentație deficitară sau la dieta cetogenă;
  • antibiotice conjugate cu pivalat;
  • corticosteroizi;
• nutriția parenterală totală;
• acidemiile organice (de exemplu, deficitul de propionil-CoA carboxilază) și defectele de oxidare a acizilor grași(de exemplu, deficitul de MCAD). În aceste boli, grupările acil acumulate se leagă de carnitină și sunt eliminate, ceea ce epuizează rezerva de carnitină liberă.

Pentru a deosebi deficitul primar de cel secundar sunt necesare investigații suplimentare:

• carnitina liberă în urină;
• aminoacizii în plasmă;
• acizii organici în urină;
• profilul de acilcarnitine;
• confirmarea genetică.

Valori crescute

Deficitul de CPT I (carnitin-palmitoiltransferază I):

• cauza: variante ale genei CPT1A, cu transmitere autozomal recesivă. Enzima afectată leagă în ficat carnitina de acizii grași cu lanț lung, iar când lipsește, carnitina rămâne liberă;
• simptome: hipoglicemie hipocetotică, confuzie, letargie, convulsii, ficat mărit, cu risc de insuficiență hepatică, comă și moarte subită. Simptomele sunt declanșate de post sau de boli și pot începe de la vârsta de sugar până la vârsta adultă;
• analize: carnitina din ser este crescută, iar acilcarnitinele cu lanț lung sunt scăzute;
• sarcina: o femeie purtătoare a unei singure variante CPT1A, însărcinată cu un făt cu ambele variante, are risc de ficat gras acut de sarcină.

Aportul și suplimentele. Consumul de carne și suplimentele cu carnitină pot crește valorile.

Rezultatul se interpretează de medic, împreună cu tabloul clinic. Tratamentul tulburărilor metabolice se stabilește de medicul specialist în boli metabolice.

Limite și interferențe

• Suplimentele cu carnitină și consumul de carne pot crește valorile.
• Nou-născuții ai căror mame au deficit primar de carnitină pot avea valori scăzute trecătoare. Uneori, deficitul matern este descoperit chiar prin screeningul nou-născutului.
• O valoare normală nu exclude un defect al ciclului carnitinei. Interpretarea se face împreună cu carnitina totală și cu acilcarnitinele.
• Valoarea singură nu deosebește deficitul primar de cel secundar. Sunt necesare teste suplimentare.
• Hemoliza intensă poate influența rezultatul.

Bibliografie:

1. Linus Pauling Institute, Oregon State University. L-Carnitine. Micronutrient Information Center. Actualizat iulie 2019.
2. Mayo Clinic Laboratories. Carnitine, Plasma (CARN). Test Catalog.
3. Mayo Clinic Laboratories. Carnitine, Random, Urine (CARNU). Test Catalog.
4. MedlinePlus Genetics (U.S. National Library of Medicine): Primary carnitine deficiency; Carnitine palmitoyltransferase I deficiency; Carnitine palmitoyltransferase II deficiency; Carnitine-acylcarnitine translocase deficiency.