VN1-K-Carnitine-afbeelding 4-sporten-shutterstock_1363099022

Carnitine: iedereen heeft het, maar bijna niemand weet het. Wat is carnitine eigenlijk? Wat doet het en wat gebeurt er als het in meerdere of mindere mate aanwezig is in het lichaam? Zes studenten van de opleiding Food Commerce & Technology van Hogeschool Inholland deden, onder supervisie van een docentonderzoeker, een literatuuronderzoek.

Carnitine, tevens bekend onder de naam L-carnitine (de actieve vorm die spiegelbeeldig is aan de inactieve variant D-carnitine), is een aminozuurderivaat en wordt ook wel een halfvitamine genoemd. Het wordt gevormd uit de aminozuren lysine en methionine. Carnitine speelt een cruciale rol in de energieproductie van het lichaam en is onmisbaar voor het transport van vetzuren naar de mitochondriën (1,2).

Carnitine shuttle

Carnitine is essentieel voor het transport van langketenvetzuren naar het binnenste van de mitochondriën. In de mitochondriën worden de vetzuren afgebroken en met co-enzym A (CoA) omgezet tot acetyl-CoA. De CoA-groep is daarbij belangrijk, omdat het de vetzuren “activeert”. De vetzuurverbranding staat ook wel bekend als β-oxidatie en is cruciaal voor de energieproductie in onder andere de hartspier. Carnitine werkt bij het transport als tijdelijke vervanger van CoA. Het transportsysteem wordt ook wel de carnitine shuttle genoemd. Carnitine kan worden gesynthetiseerd door het lichaam of worden opgenomen uit vlees en zuivelproducten (3).

Lange historie

De kennis over carnitine heeft een lange historie. Het werd voor het eerst beschreven in 1905 en de chemische structuur werd in 1927 vastgesteld. De grote gelijkenis met de voedingsstof choline leidde tot fysiologische studies in 1930. Uit deze studies kwam echter nooit bewijs voor de werkelijke rol van carnitine. In 1952 ontstond er nieuwe interesse in carnitine, toen werd ontdekt dat het een groeifactor is voor meelwormen. Insectenlarven met een gebrek aan carnitine stierven wanneer ze werden uitgehongerd. Ze waren niet in staat om hun opgeslagen vet om te zetten in energie om te overleven. Later, na 1955, ontdekte men dat carnitine het co-enzym A kan vervangen in energierijke verbindingen (geactiveerde vetzuren zijn voorbeelden van energierijke verbindingen). Daarnaast vond men dat carnitine niet alleen in spieren voorkomt, maar ook nodig is voor de oxidatie van vetzuren in de lever (1).

Carnitine zit hoogstwaarschijnlijk in alle levende organismen, alleen in planten komt het niet veel voor. De concentratie ervan kan flink verschillen en is afhankelijk van het soort organisme en het type weefsel. De meeste carnitine zit in spierweefsel. In de meeste planten wordt slechts een paar micromol per liter (µmol/l) gevonden. In menselijk spierweefsel is dat ongeveer 3 millimol per liter is (1), zo’n 1000 keer hoger dan in planten.

Deficiëntie

Bij een carnitinedeficiëntie kunnen vetreserves niet worden gebruikt. Omdat carnitine ook een belangrijke rol speelt in het ontwikkelen en onderhouden van de spiermassa is het logisch dat de hoogste concentratie van carnitine en de gerelateerde enzymen wordt gevonden in het hart en de skeletspieren. Daarnaast kan carnitine ook in de lever en nieren worden gevonden. (4).

Wetgeving

Er geen aanbevelingen voor het innemen van extra carnitine. In de Warenwet zijn regelingen opgenomen voor de regulering van toegevoegde stoffen aan bijzondere voeding. Hoewel carnitine hierin wordt genoemd, wordt er verder niet ingegaan op limieten en toepassingsdoeleinden. Wel wordt carnitine vaak toegevoegd aan babyvoeding, omdat baby’s in het begin van hun leven geen of onvoldoende carnitine aanmaken. Het is van nature aanwezig in moedermelk.

Er mag geen enkele claim rondom carnitine worden gevoerd voor onder andere het herstel van spieren, cholesterolconcentratie of prestatiebevorderende effecten, omdat daar onvoldoende wetenschappelijke onderbouwing voor is. Dit heeft de Europese instantie EFSA in 2011 vastgesteld en is tot op heden nog niet aangepast (5).

Carnitine en voeding

In bijna alle componenten van onze dagelijkse voeding is carnitine te vinden. Voornaamste bronnen zijn dierlijke producten, zuivelproducten, gevogelte en vlees. Rood vlees bevat de hoogste concentraties. In tabel 1 worden de carnitinewaardes weergeven van de verschillende voedingsmiddelen (volgende pagina).

Tabel 1. Carnitine in voeding. Een inventarisatie door hbo studenten, voor details zie van der Hoek (2020). 

Voedingsmiddel  Carnitine      Voedingsmiddel  Carnitine  
        Vlees:  mg/100g            Gevogelte:  mg/100g 
Schapenvlees  160    Kippenlever (gekookt)  94 
Kalfsvlees  133    Kippenvlees (zonder huid)                       10,4 
Rundergehakt   88    Kippenvleugel (z. huid)  10,0 
T-bone steak  84    Kalkoenhuid  15,4 
Paardenvlees  83    Eenden biefstuk  13,3 
Ossenhaas  79    Kalkoenvlees  11,3 
Kalfsschouder  78            Zuivel:   
Rundvlees Worst  66    Munster  19,8 
Lendevlees  65    Geitenkaas  15,3 
Lamskotelet  41    Comté  12,2 
Gekookte ham (varken)  34    Saint Môret  12,5 
Schouderham (varken)  21    Schapenmelk  4,9 
Fruit; kruiden:      Reblochon  4,4 
Appel  0,05    Feta 48% vet       3,9 
Abrikoos  0,50    Yoghurt 2,6% vet  2,6 
Bieslook  4,7    Magere melk   2,5 

 

Dierlijke producten

Volwassenen die gevarieerd eten, waaronder dierlijke producten, krijgen ongeveer 60-180 mg carnitine per dag binnen. Bij veganisten is dat ongeveer 10-12 mg, omdat ze dierlijk voedsel vermijden en hun voeding daardoor een lager carnitinegehalte heeft. Zij kunnen overwegen om carnitinesupplementen te nemen. Er zijn echter niet veel studies gedaan die de voordelen van carnitinesupplementen bevestigd hebben (zie verderop in dit artikel).  De inname van carnitine uit voeding ligt tussen de 54-87% en is afhankelijk van de hoeveelheid die in de maaltijd zit (7).

Halfvitamine

Zoals eerder vermeld, kan het lichaam ook zelf carnitine produceren. Deze productie komt tot stand wanneer de voorraad van carnitine in het lichaam laag is. Het carnitinegehalte wordt dus beïnvloed door zowel de hoeveelheid die men via de voeding binnenkrijgt als de hoeveelheid die het lichaam zelf produceert.

Bij kinderen is de machinerie om carnitine te maken nog niet voldoende “uitgerijpt”. Vandaar dat het voor kinderen als halfvitamine wordt beschouwd.

Suppletie

Carnitine is een populair ingrediënt als het gaat om dieetsupplementen, in het bijzonder sportproducten en producten die gewichtsverlies stimuleren. Carnitinesupplementen worden vaak via websites aangeboden. Wat deze websites gemeen hebben, is dat erop geclaimd wordt dat carnitine kan “bijdragen aan een gezonde levensstijl”, of zelfs aan een snellere vetverbranding of dat ze mogelijk goed zijn voor mensen met een vegetarische of veganistische levensstijl (8). Naast de claims op websites, zijn er wetenschappelijke onderzoeken waarin een positieve werking van carnitinesupplementen wordt beschreven. Zo zou suppletie mogelijk kunnen bijdragen aan de behandeling van obesitas, de verbetering van glucosetolerantie en van invloed zijn op de totale hoeveelheid energie in het lichaam (9). Mogelijke risico’s van carnitinesupplementen zijn nog onduidelijk (10).

Compensatie

Vegetariërs en veganisten nemen minder carnitine in via de voeding, maar dat wordt gecompenseerd door carnitinesynthese in het lichaam zelf, de zogenaamde endogene aanmaak (11). De carnitine-inname van vegetariërs is ongeveer 1,2 µmol per kg lichaamsgewicht per dag. Dit is bij mensen die wél vlees eten tussen de 2-12 µmol per kg lichaamsgewicht per dag. Theoretisch zou suppletie met carnitine ‘endogene synthesestress’ kunnen ontlasten, maar er lijkt geen fysiologische noodzaak voor. Carnitinesupplementen kunnen mogelijk wel levensreddend zijn wanneer er een tekort aan carnitine is in het lichaam door bijvoorbeeld nierziekten of ouderdom. Ongebruikte carnitine die oraal wordt ingenomen, wordt overigens gewoon afgebroken als het lichaam geen tekort heeft (9). VN1-K-Carnitine-afbeelding-3-vlees-300x200

Casus

In 1984 werd onderzoek gedaan naar een 11-jarige jongen die sinds zijn eerste levensjaar last had van ernstige braakaanvallen, lusteloosheid en een instabiele bloedsuikerspiegel. Toen hij een vegetarisch dieet ging volgen, werden deze klachten erger. Na onderzoek bleek dat de jongen een ernstig tekort had aan carnitine. Hij werd direct met carnitine behandeld en binnen enkele dagen werden al drastische verbeteringen in zijn toestand waargenomen (12).

In een ander geval bleek een baby van 7,5 maanden een carnitine- en jodiumtekort te hebben. De baby had onder andere last van een ontwikkelingsachterstand, spierslapte, zichtbare schildkliervergroting en ernstige botafbraak. De ouders van de baby waren strikte veganisten. De baby had tot de leeftijd van 2,5 maand borstvoeding gekregen en daarna uitsluitend een mengsel van amandelextract in water. Daardoor ontstond dit ernstige carnitinetekort. Het onderzoek werd niet verder voortgezet, omdat de ouders van de baby stopten met hun deelname eraan (13).

Carnitine en sport

In de sportwereld kun je bijna niet meer om de grote potten met poeders, pillen en oplossingen (liquid carnitine) heen. Wat levert het innemen van extra carnitine een sporter op? Er zijn drie aannames op basis waarvan gedacht wordt dat carnitine bij conditieoefeningen prestatiebevorderend zou werken (14):

De carnitineconcentratie in de spieren zou bij intensief sporten te laag zijn om de enzymen die carnitine verwerken te laten functioneren en om de vetzuuroxidatie te ondersteunen.

Orale inname van carnitinesupplementen zou leiden tot een verhoging van de carnitineconcentratie in de spieren. Deze verhoging zou een verhoogde oxidatie veroorzaken van intramusculaire vetzuren en triglyceriden tijdens het sporten, waarmee de spierglycogeenafbraak wordt vertraagd en vermoeidheid uitgesteld.

Er zijn veel onderzoeken gedaan naar de effecten van carnitinesupplementen bij sport en herstel.

Het grootste gedeelte van de deelnemers (305 proefpersonen in 14 onderzoeken) beweren een positief effect te merken in de spierfunctie tijdens sport en herstel. Een kleiner gedeelte (70 proefpersonen in 7 onderzoeken) ondervindt geen effect van het gebruik van carnitine in het dieet (14).

Carnitine en lichaamsgewicht

Naast het gebruik in sportvoeding en supplementen, wordt carnitine gebruikt om te helpen bij afvallen. Een onderzoek laat zien dat het gebruik van carnitinesupplementen helpt bij het beheren van het lichaamsgewicht. Suppletie zou zelfs beter werken dan een dieet gebaseerd op een negatieve energiebalans (minder energie binnenkrijgen dan het lichaam nodig heeft). In dit onderzoek werkte het beheren van het lichaamsgewicht het best bij orale inname tot 6 gram per dag, gedurende 14 dagen. Dit was het geval voor de parameters body mass index, lichaamsvetpercentage, de verhouding tussen middel- en heupomtrek (waist-hip ratio), vrije vetzuren, triacylglycerol en totaalcholesterol in serum (15).

Spierbevorderend

Wanneer carnitine in hoge doses wordt ingenomen, kan het de functie van glucocorticoïden nabootsen. Deze anabole hormonen staan bekend om hun spierbevorderende werking (16).

Er zijn ook onderzoeken gedaan bij dieren. Daaruit bleek onder meer dat een dosis van 300 mg/kg carnitine een gunstig effect had op gewichtsverlies bij muizen met overgewicht (17). In een ander onderzoek werd gekeken naar de effecten van carnitine bij muizen op obesitas, diabetes en als middel om inspanning te verhogen. Bij muizen met een dieet hoog in vet werden zowel leptine (een hormoon dat vetopslag en hongergevoel reguleert) als buikvet verhoogd. Bij de groep die naast een hoog-vetdieet ook carnitine toegediend kreeg, waren de leptine- en buikvetwaardes lager dan bij de non-carnitine groep. Verder werden de toenames in het niveau van triglyceriden en totale lipiden (verschillende vormen van vetten) met carnitine tegengegaan. In ditzelfde onderzoek werd ook gekeken naar het lipidenprofiel en inspanningsvermogen in getrainde ratten en mensen onder invloed van carnitine. Het lipidenprofiel en inspanningsvermogen in zowel mensen als dieren bleek verbeterd, wat suggereert dat carnitine in combinatie met antioxidanten een gunstig effect zou hebben op inspanningsvermogen (18).

In een onderzoek onder licht-obese vrouwen die carnitine als supplement kregen toegediend (4g/d voor 56 dagen) werd echter geen verschil gemeten met de placebogroep (19). Net als bij het gebruik van carnitine door sporters wordt dus ook over het effect op lichaamsgewicht divers gerapporteerd.

Referenties

  1. Bremer J. Carnitine - Metabolism and Functions. Physiological Reviews. 1983;63(4):1420-1480. doi: 10.1152/physrev.1983.63.4.1420
  2. Ueland T, Svardal A, Øie E, Askevold E, Nymoen S & Bjørndal B. Disturbed carnitine regulation in chronic heart failure — Increased plasma levels of palmitoyl-carnitine are associated with poor prognosis. International Journal Of Cardiology. 2013;167(5):1892-1899. doi: 10.1016/j.ijcard.2012.04.150
  3. Longo N, Frigeni M, & Pasquali M. Carnitine transport and fatty acid oxidation. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular Cell Research. 2016;1863(10):2422-2435. doi: 10.1016/j.bbamcr.2016.01.023
  4. Carnitine. 2019. https://www.voedingscentrum.nl/encyclopedie/carnitine.aspx
  5. European Food Safety Authority. Scientific Opinion on the substantiation of health claims related to L-carnitine. 2011. Retrieved from https://www.efsa.europa.eu/en/efsajournal/pub/2212
  6. Van der Hoek MD. Carnitine metabolism in relation to physical performance and cognition in aging. Thesis, Wageningen University.doi: 0.18174/513041.
  1. Rebouche CJ. Kinetics, pharmacokinetics, and regulation of L-carnitine and acetyl-L-carnitine metabolism. Annals of the New York Academy of Sciences. 2004;1033:30-41. doi: 10.1196/annals.1320.003
  2. Websites: Bulk Powders, Bodylab, XXL nutrition, Body & Fit
  3. Flanagan J, Simmons P, Vehige J, Willcox M & Garrett Q. Role of carnitine in disease. Nutrition & Metabolism. 2010;7(30):1-14.
  4. Hathcock J. Risk assessment for carnitine. Regulatory Toxicology and Pharmacology. 2006;46(1):23-28.
  5. Lombard KC, Olson AL, Nelson SE & Rebouche CJ. Carnitine status of lactoovovegetarians and strict vegetarian adults and children. The American Journal of Clinical Nutrition. 1989;50(2):301-306. doi: 10.1093/ajcn/50.2.301
  6. Etzioni A, Levy J, Nitzan M, Erde P & Benderly A. Systemic carnitine deficiency exacerbated by a strict vegetarian diet. Archives of Disease in Childhood. 1984;59(2):177-179. doi: 10.1136/adc.59.2.177
  7. Kanaka C, Schütz B & Zuppinger K. Risks of alternative nutrition in infancy: a case report of severe iodine and carnitine deficiency. European Journal of Pediatrics. 2019;151(10):786-788. doi: 10.1007/BF01959092
  8. Karlic H & Lohninger A. Supplementation of L-carnitine in Athletes: Does It Make Sense? Nutrition. 2004;20(7-8):709-715. doi: 10.1016/j.nut.2004.04.003
  9. ZanQi W. Methods of Weight Control for Rhythmic Gymnastic Athletes Adopt L-carnitine. International Conference on Human Health and Biomedical Engineering. August 19-22, 2011, Jilin, China;1116-1119.
  10. Salvatore A, Massimo MU, Tomoshige K & Ioannis I. l‐Carnitine Is a Modulator of the Glucocorticoid Receptor Alpha. FASEB Journal. 2006;17(11):1553-1555. doi: 10.1096/fj.02-1024fje
  11. Longo N, Frigeni M & Pasquali M. Carnitine transport and fatty acid oxidation. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular Cell Research. 2016;1863(10):2422-2435. doi: 10.1016/j.bbamcr.2016.01.023
  12. Cha Y. Effects of L-carnitine on obesity, diabetes, and as an ergogenic aid. Asia Pacific Journal Of Clinical Nutrition. 2008;17(1):306-308.
  13. Villani RG, Gannon J, Self M & Rich PA. L-carnitine supplementation combined with aerobic training does not promote weight loss in moderately obese women. International Journal of Sport Nutrition and Exercise Metabolism. 2000;10(2):199-207. doi: 10.1123/ijsnem.10.2.199
Lees ook
‘3D-geprint voedsel helpt mensen met kauw- en slikproblemen’

‘3D-geprint voedsel helpt mensen met kauw- en slikproblemen’

Voeding die gepureerd wordt en vervolgens met een 3D-voedselprinter weer in originele vorm wordt geprint, kan mensen met kauw- en slikproblemen hun eetlust teruggeven.

De stembus voor de James Lind Prijs 2021 is open

De stembus voor de James Lind Prijs 2021 is open

Branchevereniging NPN maakt de genomineerden bekend voor de James Lind Prijs 2021. De drie onderzoeken en drie toepassingen waar je vanaf vandaag op kunt stemmen maken kans op een prijs van €10.000.

Ziekte van Alzheimer: Slechte voeding hoger risico

Ziekte van Alzheimer: Slechte voeding hoger risico

Uit Voeding Nu 3: Er zijn aanwijzingen dat voeding een rol kan spelen bij het krijgen van dementie. Uit onderzoek blijkt dat tot 40% van alle gevallen van dementie toe te schrijven is aan omgevingsfactoren, zoals een gezonde leefstijl, bestaande uit niet roken, voldoende fysieke en sociale activiteiten en een gezond voedingspatroon (1). Daarnaast weten...