Carnosina

 

A pesar de que la L-carnosina fue descubierta en Rusia en 1900, sus propiedades antienvejecimiento, sólo han sido extensamente estudiadas desde hace unos pocos años.

Una reciente revisión de la bibliografía existente sobre la L-carnosina, reveló 780 estudios publicados, principalmente por investigadores rusos y japoneses. Los últimos y sorprendentes descubrimientos de las propiedades antienvejecimiento de australianos y británicos han aumentado el interés por esta sustancia natural y totalmente inocua, sin efectos secundarios conocidos ni incompatibilidad con otras drogas.

 


La carnosina ( beta-alany L- histidina), es un dipéptido que se encuentra de forma natural en músculo, cerebro y otros tejidos inervados, en animales y humanos. A menudo se le llama neuropéptido, debido a sus propiedades protectoras de la masa cerebral. Se forma mediante un proceso en el que está implicada la enzima carnosina sintetasa, que une los aminoácidos alanina e histidina. Este proceso tiene lugar principalmente en músculos y cerebro y se mantiene en equilibrio gracias a las carnisinasas, que son enzimas específicas, destinadas a inactivar la carnosina en los tejidos o en la sangre.

Hay otros dipéptidos naturales, como la carcinina, anserina, homocamosina y ofidina, que se cree que ayudan a mantener el equilibrio homeostático.

Hay altas concentraciones de carnosina en células de vida larga, tales como las neuronas. La concentración de carnosina en músculos está relacionada con la duración de la vida, lo que hace que sea un prometedor biomarcador del envejecimiento. Además se encuentra en altas concentraciones en músculos que se contraen activamente, y en bajas concentraciones en casos de enfermedades neuromuscularess.

Con el incremento de la edad, el efecto antioxidante de la carnosina disminuye aproximadamente a la mitad. Esta drástica reducción de su concentración en el músculo, pude ser debida a una disminución de la fortaleza y funcionalidad de la masa muscular, relacionada con la edad.

El estrés y los traumas, sobre todo en ancianos, también pueden causar una reducción de los niveles de carnosina, que pueden ayudar a explicar el aumento de mortalidad en estos casos.

La carnosina, ha demostrado tener un amplio repertorio de acciones beneficiosas en el cuerpo:

  • Mantiene un pH equilibrado en los músculos, en el ejercicio fuerte.
  • Potente antioxidantes.
  • Mantiene la vitalidad muscular, aumentando la fortaleza.
  • Inhibe el daño celular causado por el alcohol.
  • Quelante de metales pesados, especialmente cobre y zinc.
  • Previene la carboxilación y glicosilación de proteínas celulares
  • Previnieniendo la modificación de biomacromoléculas, y por tanto manteniendo su funcionalidad bajo condiciones de estrés.
  • Protección de los proteosomas.
  • Actuando como neurotransmisor en el cerebro y nervios.


La carnosina también puede ser beneficiosa en casos como:

  • Degeneración neurológica (Alzheimer, Parkinson, epilepsia, depresión, esquizofrenia, demencia y ataques de apoplejía).
  • Autismo, dislexia, dispraxia, Síndrome de Tourette, Síndrome de Asperger, etc.
  • Envejecimiento celular en general.
  • Cataratas.
  • Formación de radicales glicosídicos (AGE's)
  • Acumulo de proteínas dañadas.
  • Atrofia muscular.
  • Apoplejía.
  • Enfermedades cardiovasculares.
  • Diabetes y sus complicaciones.

La carne es la principal fuente de carnosina. Son necesarias altas dosis de carnosina para un efecto terapéutico, porque el cuerpo la degrada naturalmente con la enzima carnosinasa. La absorción de la carnosina procedente de la comida es de un 30 a un 70% (dependiendo de la cantidad de aminoácidos). En cambio, la absorción de la L-carnosina pura es de más de un 70%. Una gran parte de la absorción ocurre en el intestino delgado (en el yeyuno, pero no en el íleon). Una vez absorbida, y ya en sangre se traslada al músculo, cerebro y otros tejidos. En el plasma humano no es posible detectar su posible deficiencia, ya que no se encuentra en cantidades detectables, pero si en plasma de caballos.

La Carnosina: Un potente antioxidante

La carnosina actúa junto con otros antioxidantes biológicos, tales como la vitamina E y C, zinc y selenio, economizando el consumo de los mismos en los tejidos. Estabiliza y protege la membrana celular, previniendo el estrés oxidativo producido por los radicales libres. Previene la formación de mediadores del estrés oxidativo, pero también protege de los dañinos compuestos ya formados, tras reaccionar con los radicales libres, como por ejemplo los peróxidos lipídicos como el MDA (malondialdehído).

El MDA, un peligroso compuesto producido tras la reacción con los radicales libres es bloqueado por la carnosina. Si no se controla el MDA, puede producir daño a los lípidos celulares, enzimas y DNA. De hecho, juega un importante papel en el proceso de arteriosclerosis, inflamación articular, formación de cataratas y envejecimiento, en general. La carnosina, reacciona con el MDA, inactivándolo y sacrificándose ella misma.

La Carnosina y el deporte

En 1935, un científico ruso, S.E. Severin demostró que la carnosina tampona el ácido láctico producido por el esfuerzo intenso, y que suplementando con carnosina, se aumenta la contractibilidad y resistencia del músculo. Aumenta en más de un 30% la capacidad tamponadora del cuerpo. Durante el esfuerzo, es consumida en el músculo, en el que se acumula ácido láctico, disminuyendo el pH, y haciendo que aparezca la fatiga muscular. Al consumir la carnosina, los músculos se recuperan casi inmediatamente, y se contraen como si nunca hubieran estado exhaustos. A este efecto se le conoce como el "Fenómeno Severin". Todo el mundo que haya tenido experiencia en el deporte, entenderá por este motivo, la inmensa importancia de la suplementación con este dipéptido.

Estudios recientes confirman que el aumento de las concentraciones de carnosina en músculo conducen a un aumento de la capacidad tamponadora intramuscular del ión hidrógeno (H+), y que su ingesta regula el pH intracelular de las fibras musculares oxidativas y glicolíticas. Cuando el ácido láctico se acumula en los músculos, tras ejercicio intenso, y el pH disminuye, nos sentimos cansados. Debido a que la concentración de carnosina en músculo disminuye con la edad, también disminuye nuestra resistencia física y fortaleza.

La capacidad tamponadora de la carnosina es superior a la de la histidina, en particular en el rango de pH entre 7 y 8.

La capacidad tamponadora se refiere a la cantidad de ácido o base necesaria para cambiar el pH de un solvente en una unidad.

La Carnosina Un nuevo suplemento alimenticio.

La carnosina ayuda a la bomba de calcio en el retículo sarcoplásmico de las células musculares y mantiene los canales de calcio abiertos. Con la carencia de ésta, se cierran los canales, y como resultado hay una acidificación, peroxidación lipídica y acumulo de malondialdehido (MDA).

En deportes en general, y en culturismo en particular, la carnosina está implicada en la detoxificación de los aldehídos reactivos (procedentes de la peroxidación de los lípidos), generados en las células musculares durante el esfuerzo físico. Los científicos sugieren que la suplementación con L-carnosina parece restaurar la concentración muscular de la misma, incrementando así la fortaleza, resistencia y velocidad de la recuperación tras el ejercicio.

La carnosina, combate todas esas reacciones dañinas y parece ser un suplemento ideal para el deporte. No está considerada como una sustancia dopante.

Investigadores japoneses, estudiaron las relaciones existentes entre la concentración de carnosina en el músculo, distribución, y el rendimiento en el ejercicio de gran intensidad, en 11 hombres sanos.

Las muestras consistían en biopsias en el vastus lateralis en reposo, y su concentración, fue determinada mediante un autoanalizador de aminoácidos. Los resultados, evidenciaron que la concentración de carnosina podría ser un importante factor en el rendimiento en el ejercicio de alta intensidad.

Evidentemente, la carnosina previene lesiones musculares y aumenta la velocidad de recuperación del músculo.

Otro estudio, esta vez, en ratas, indica que la concentración de carnosina en músculo aumenta unas 5 veces y el contenido en histidina 2 veces, en 8 semanas, cuando se suplementa la comida con un 1.8% de carnosina. En hombres, se supone que tiene lugar algo similar. Por este motivo, la carnosina parece ser el complemento ideal para atletas.

La carnosina y su efecto antienvejecimiento.

Se ha demostrado en estudios in vitro, que concentraciones fisiológicas (20-30 mM) prolongan la vida de fibroblastos humanos, y reduce significativamente las características normales del envejecimiento en los mismos`.

MÚLTIPLES MECANISMOS ANTIENVEJECIMIENTO DE LA CARNOSINA:

• La síntesis de la carnosina ocurre principalmente en el cerebro y la musculatura. La ruta metabólica de la carnosina se muestra en el siguiente esquema:

La carcinina, un análogo estable de la carnosina, ha sido utilizada experimentalmente para eliminar las cataratas. Los dos aminoácidos de las carnosina, histidina y (3-alanina, son metabolizados en el ciclo del ácido cítrico. La alanina entra a través de la vía de la coenzima A, y la histidina, a través de la vía del a-cetoglutarato.

El envejecimiento, está asociado con el daño a las proteínas celulares, dando lugar a uniones inter e intra moleculares. La carnosina protege a las proteínas celulares de ese daño metabólico de al menos dos maneras:.

1. Como antioxidante: la carnosina previene la formación de azúcares oxidados, o radicales glicosídicos, también llamados AGE's (Advanced glycosilation end products).

2. La carnosina, se une con grupos carbonilo, potencialmente dañinos que atacan y se unen a las proteínas de la membrana celular, neutralizándolos.

Estos dos procesos, son de gran relevancia en la terapia antienvejecimiento, en la que la carnosina, no sólo previene los complejos dañinos desde su formación, sino que también elimina complejos ya formados, restaurando la función normal de la membrana', estabilizándola y protegiéndola.

Normalmente, los radicales glicosídicos (AGE's) se eliminan mediante las células del sistema inmune (macrófagos), las cuales llevan receptores especiales para ellos (RAGE's). La carnosina, facilita este proceso de eliminación, ayudando a los macrófagos a reconocer mejor a los radicales glicosídicos.

La camosina, puede suplementarse con la Vitamina E, para aumentar así su poder antioxidante.

Efecto antienvejecimiento visible

• En un artículo reciente, científicos rusos, presentaron un informe en el que hicieron pruebas con ratones, suplementando su dieta con carnosina. Los ratones, no sólo aparentaban ser mucho más jóvenes, sino que también experimentaron un incremento de su vida en un 20%.

La Carnosina y el Alzheimer

La enfermedad del Alzheimer es un desorden degenerativo del cerebro que causa una pérdida progresiva de la memoria y en general de las capacidades cognitivas. Lenta e inexorablemente, la enfermedad ataca a las células nerviosas, siendo éstas irrecuperables. Constituye la causa más frecuente de demencia.

Aparte de la progresiva destrucción de las células nerviosas, pueden observarse un amplio rango de anormalidades en los cerebros de pacientes que han muerto por esta enfermedad, incluyendo depósitos extracelulares de proteína y microscópicos enredos de fibrina dentro de las células nerviosas.

Mutaciones en el gen de la proteína precursora amiloidea, localizado en el cromosoma 21, son responsables del 5 a120 % de los casos de enfermedad de Alzheimer familiar precoz. La proteína precursora amiloidea al ser procesada por una vía amiloidogénica origina el péptido beta amiloide, el cual se deposita en las placas seniles y causa efectos tóxicos directos sobre las neuronas.

En el cromosoma 17 se encuentra el gen que codifica la síntesis de la proteína Tau. Mutaciones en este gen impiden su función normal y facilitan su autoagregación, formando los ovillos neurofibrilares. Aunque aún en estudio, se acepta que el depósito de beta amiloide constituye una de las primeras causas de la enfermedad, sin embargo, la única correlación establecida entre la intensidad de la enfermedad y las lesiones patológicas se da con los ovillos neurofibrilares.

En experimentos realizados, el tratamiento con carnosina redujo o previno completamente el daño celular causado por el péptido beta amiloide, la sustancia encontrada en el cerebro de los pacientes con Alzheimer.

Por otra parte, la carnosina protege las células cerebrales compitiendo con la acroleína aldehído alfa, beta insaturada. Esta sustancia, altamente tóxica se produce durante la peroxidación de los lípidos polünsaturados, aumentando la posibilidad de que funcione como un "segundo mensajero" toxicológico durante el daño celular oxidativo. Recientes estudios también confirman que el tóxico aldehído insaturado, crotonaldehído (CA) contribuye a la carbonilación, dañando las proteínas durante la peroxidación lipídica.

La carnosina es un neuroprotector muy versátil. Los mecanismos protectores son, la función antioxidante y la prevención de la glicosilación y carbonilación. Protege a los proteosomas que tienen un papel central en la disposición de las proteínas carboniladas. Detiene la de transformación de las proteínas y por lo tanto puede ayudar a ralentizar esta enfermedad y otros tipos de demencia.

En las enfermedades crónicas cerebrales como el Alzheimer, Parkinson, epilepsia, depresión y esquizofrenia, predomina el estrés oxidativo, y por tanto, todas las otras reacciones peligrosas interrelacionadas, suceden en un alto porcentaje. La glicosilación desnaturaliza proteínas y fosfolípidos y produce radicales glicosídicos (AGE's), que a su vez promueven la oxidación de los lípidos de las membranas celulares. El estrés oxidativo, aumenta la actividad de una enzima hidrolítica llamada FOSFOLIPASA A2 (PLA2), que libera los ácidos grasos de las membranas celulares. Todas estas reacciones interfieren con los neurotransmisores.

La carnosina antagoniza el estrés oxidativoZ9 y las consiguientes reacciones dañinas. También trabaja como un neurotransmisor, un anticonvulsivo y quelanteZ°. Es además, un versátil neuroprotector contra todos los síndromes y desórdenes psiquiátricos y neurológicos.

El cobre y el zinc se liberan durante la actividad sináptica normal. Sin embargo, en presencia de un entorno ligeramente acidificado (característico de esta enfermedad degenerativa), se reducen a su forma iónica, volviéndose tóxicos para el sistema nervioso. Diversos estudios han mostrado la capacidad de la carnosina para tamponar la toxicidad tanto del cobre como del zinc en el cerebro, uniéndose a ambos y eliminándolos del cuerpo.

Referencias Bibliográficas:
1. Baslow, MH. Function of the N-acetyl-L-histidine system in the vertebrate eye. Evidence in support of a role as a molecular water pump. J Mol Neurosci,1998,10(3),193-208.
2. Jackson, MC, Lenney, JF. The distribution of carnosine and related dipeptides in rat and human tissues. Inflamm Res 1996,45(3):132-5.
3. Gariballa, SE, Sinclair, Al. Carnosine: physiological properties and therapeutic potential. Age and Aging, 2000,29:207-210.
4. Quinn PL Baldyrev AA. Formaziuk VH. Carnosine: its properties, functions and potential therapeutic applications. Mol Aspects Mod,1992,13(5):379-444.
5. Stuerenburg HJ, Kunze K; Concentrations of free carnosine (a putative membrane-protective antioxidant) in human muscle Biopsies and rat muscles. Archives of Gerontology and Geriatrics,1999, 29: 107-113. 6. Hipkiss, AR, Brownson, C. A possible new role for the anti-aging peptide carnosine. Cell Mol Life Sci, 2000, 57 (5): 747-53.
7. Hipkiss, AR, Preston, JE, Himsworth, DT, Worthington, VC, Keown, M, Michaelis, J, Lawrence, J, Mateen, A, Allende, L, Eagles, PA, Abbott, NI. Pluripotent protective effects of carnosine, a naturally occuring dipeptide. Ann N Y Acad Sci,1998, 854:37-53.
8. Hipkiss AR. Carnosine, a protective, anti-aging peptide? Int J biochem Cell Bio1,1998, 30(8): 863-8. 9. Yuneva, M.O., Bulygina, E.R., Gallant, S.C., et al. Effect of carnosine on age-induced changes in senescence-accelerated mice. J Anti-Aging Medicine, 2: 1999, 337-342.
10. McFarland, GA, Holliday, R. Retardation of the senescence of cultured human diploid fibroblasts by carnosine. Exp Cell Res, 1994, 212(2): 167-75.
11. Dunnett M., Harris R.C. "influence of oral beta-alanine and L-histidine supplementation on the carnosine content of the gluteus medius". Equine Vet. J. Suppl. 1999;30:499-504.
12. Dunnet M, Harris Rc, Dunnet C.E., Harris P.A. "Plasma carnosine concentration: diurnal variation and effects of age, exercise and muscle damage". Equine Vet. J. Suppl. 2002 (34):283-7.
13. Trombley PQ, Horning MS, Blakemore LJ. Interactions between carnosine and zinc and copper: implications for neuromodulation and neuroprotection. Biochemistry (Mosc). 2000 Ju1;65(7):807-16. Review
14. Horning MS, Blakemore LJ, Trombley PQ. Endogenous mechanisms of neuroprotection: role of zinc, copper, and carnosine. Brain Res.
15. Coddou C, Morales B, Huidobro-Toro JP. Neuromodulator role of zinc and copper during prolonged ATP applications to P2X4 purinoceptors
16. Dukic-Stefanovic S, Schinzel R, Riederer P, Munch G. AGES in brain ageing: AGE-inhibitors as neuroprotective and anti-dementia drugs?
17. Bonfanti L, Peretto P, De Marchis S et al. Carnosine-related dipeptides in the mammalian brain. Prog Neurobiol. 1999 Nov;59(4):333-53. Review.
18. Hipkiss AR. et al. Protective effects of carnosine against MDA-induced toxicity towards cultured rat brain endothelial cells. Neuroscience Letters. 1997. 135-138.
19. Rubtsov AM. Molecular mechanisms of regulation of the activity of sarcoplasmic reticulum Ca-release channels (ryanodine receptors), muscle fatigue, and Severin's phenomenon. Biochemistry (Mosc). 2001 Oct;66(10):1132-43.
20. Chez MG, Buchanan CP, Aimonovitch MC, Becker M, Schaefer K, Black C, Komen J. Double-blind, placebo-controlled study of L-carnosine supplementation in children with autistic spectrum disorders. J Child. Neurol. 2002 Nov;17(11):833-7.
21. Damon BM, Hsu AC, Stark HJ, Dawson MJ. The carnosine C-2 proton's chemical shift reports intracellular pH in oxidative and glycolytic muscle fibers. Magn Reson Med. 2003 Feb;49(2):233-40. 22. Aldini G, Carini M, Beretta G, et al. Carnosine is a quencher of 4-hydroxy-nonenal: through what mechanism of reaction? Biochem Biophys Res Commun. 2002a;298(5):699-706.
23. Aldini G, Granata P, Carini M. Detoxification of cytotoxic alpha,beta-unsaturated aldehydes by carnosine: characterization of conjugated adducts by electrospray ionization tandem mass spectrometry and detection by liquid chromatography/mass spectrometry in rat skeletal muscle. J Mass Spectrom. 2002b Dec;37(12):1219-28.
24. Suzuki Y, Ito O, Mukai N, Takahashi H, Takamatsu K. High Level of Skeletal Muscle Carnosine Contributes to the Latter Half of Exercise Performance during 30-s Maximal Cycle Ergometer Sprinting. Jpn J Physiol. 2002;52(2):199-205
25. Nagasawa T, Yonekura T, Nishizawa N, Kitts DI). In vitro and in vivo inhibition of muscle lipid and protein oxidation by carnosine. Mol Cell Biochem. 2001;225(1-):29-34.
26. Decker EA, Livisay SA, Zhou S. Re-evaluation of the Antioxidant Activity of Purified Carnosine. Review. 27. Fontaine FR, Dunlop RA, Petersen DR, Burcham PC. Oxidative bioactivation of crotyl alcohol to the toxic endogenous aldehyde crotonaldehyde: association of protein carbonylation with toxicity in mouse hepatocytes. Chem Res Toxicol. 2002;15(8):1051-8
28. Keller JN, Hanni KB, Markesbery WR. Impaired proteasome function in Alzheimer's disease. J Neurochem. 2000; 75:436-9.
29. Boldyrev AA, Johnson P, Wei Y, et al. Carnosine and taurine protect rat cerebellar granular cells from free radical damage. Neurosci Lett. 1999;263(2-3):169-72.
30. Burcham PC, Kerr PG, Fontaine F. The antihypertensive hydralazine is an efficient scavenger of acrolein. Redox Rep. 2000;5(1):47-9.
31. Gra. Menéndez, Padrón Pérez, Libre Rodríguez. "Péptido beta amiloide , proteína Tau y enfermedad de Alzheimer". Rev. Cubana Invest. Biomed 2002: 21 (4) : 253-61.
32. Suslina ZA, Federova TN, Maksimova MIu et al. [Antioxidant therapy in ischemic stroke] Zh Nevrol Psikhiatr Im S S Korsakova. 2000;100(10):34-8
33. Thorpe SR, Baynes JW Role of the Maillard reaction in diabetes mellitus and diseases of aging. Drugs Aging 1996;9(2):69-77
34. Baynes JW, Torpe SR. Role of oxidative stress in diabetic complications: a new perspective on an old paradigm. Diabetes 1999;48 (1) 1-9
35. Stuerenburg HJ. The roles of carnosine in aging of skeletal muscle and in neuromuscular diseases. Biochemistry (Mosc). 2000 Ju1;65(7):862-5. Review.
36. Gamez Navarro HA. Calcio y enfermedades cardiovascular. Med Crit Venez 2000;15:17-23
37. Bharadwaj LA, Davies GF, Xavier IJ, Ovsenek N. L-carnosine and verapamil inhibit hypoxia-induced expression of hypoxia inducible factor (HIF-1 alpha) in H9c2 cardiomyoblasts. Pharmacol Res. 2002;45(3):175-181.