L-カルニチン　脂質代謝

• カルニチンはビタミンBTとも呼ばれるビタミン様物質です。
  ビタミン様物質

  ビタミン様物質とはビタミンと似た生理作用をもっている有機化合物のことをいいます。ビタミン同様に代謝において重要な役割を果たします。
  が、ビタミンの定義から外れているためこのように呼ばれます。
  ビタミンの定義は「必要量は微量であるが、体内で合成できない」「合成できたとしてもその量が十分でなく外から取り入れなければならない」です。
  

• カルニチンはアミノ酸の誘導体です。必須アミノ酸のリジンとメチオニンから合成されます。

• カルニチンはL-カルチニンとその誘導体アセチル-L-カルチニンなどの総称です。

• L-カルニチンは体内に約16g存在しています（成人男性・体重約70㎏）。そのほとんどは筋肉中に存在しています。
  約95％～筋肉中に、約1.6％～は肝臓、腎臓に存在します。細胞外液中にもわずかに存在します。
• 生体内では、遊離カルニチンまたはアシル基と結合したアシルカルニチンとして存在しています。
  アシルカルニチンのほとんどはアセチルカルニチンです。体内にあるカルニチンの約10％はアセチルカルニチンです。
• L-カルニチンは「脂質の」エネルギー産生に必須の成分です。
• 脂肪酸（長鎖脂肪酸）がミトコンドリアでβ酸化されるにはL-カルニチンの存在が不可欠です。
  L-カルニチンが脂肪酸をミトコンドリア内に運ぶ役割を果たしているからです。
• L-カルニチンが不足すると脂肪酸はミトコンドリアに運搬されず、脂肪酸をエネルギーに変換することができなくなります→エネルギー不足に陥ります。
  .
  それだけでなくミトコンドリアに運ばれなかった脂肪酸は脂肪細胞に運ばれ、「脂肪」として蓄積されます→肥満につながります。
• L-カルニチンを摂取することで疲労回復効果、ダイエット効果が見込まれます。
• L-カルニチンの働きは「脂肪酸をミトコンドリアに運搬することでエネルギー産生を促進する」以外にも「ミトコンドリア内のアシルCoA/遊離CoAの比率を調節する」や「赤血球膜などの生体膜の安定性を維持する」が挙げられます。

• L-カルニチンはリジンとメチオニンから体内で合成できます。
• L-カルニチンの生合成の大まか流れは以下です。
  リジン+メチオニン→トリメチルリジン→ブチルベタイン→L-カルニチン
  
  生体内でL-カルニチンはリジンがSAMe（S-アデノシルメチオニン）によりトリメチル化されて作られます。トリメチル化された後にさらにいくつかの酵素反応を受けて作られます。

  各酵素反応における補酵素としてビタミンC・ビタミンB6・ナイアシン・鉄が必要です。

• なのでL-カルニチンの供給源は体内合成と食事由来の2つです。
  ただし、その多くは食事由来です。体内のカルニチンの約75％は食事由来です。
• 食品中には羊肉や牛肉に多く含まれています。
  .
  
• なお合成量は加齢とともに低下します。

• カルニチンにはL-カルチニンとD-カルニチンあります。分子式が同じで構造が違う異性体の関係です。
• 生理活性を有するカルニチンはL-カルニチンです。D-カルニチンには生理活性はないとされています。それどころか、D-カルニチンは競合的にL-カルニチンの活性を阻害する作用があります。
• サプリで流通しているのはL体のみです。
  D体はラセミ体であるDL-カルニチンとして、消化管機能低下に対する胃薬として利用されています。
• 先に説明したようにD-カルニチンはL-カルニチンに対して拮抗作用を有します。そのためL-カルニチン欠乏症を引き起こすことがあります。
  現在 DL-カルニチンの使用はあまり勧められていないようです。
• L-カルニチンのサプリの原料は数種類あります。L-カルニチン、アセチル-L-カルニチン、L-カルニチンL-酒石酸塩、L-カルニチンフマル酸塩などです。

◆実際摂取量
約75㎎/日
平均的なアメリカ人で約100～300㎎/日摂取していると言われています。
オセアニア地域の人は約300～400㎎/日摂取していると言われています。
食生活の違いから日本人はもっと低く約75㎎/日と言われています。

◆体内合成量
約20㎎/日
1日約20㎎体内で合成されます。

1. 脂質代謝
2. アシルCoA/遊離CoAの調節
3. 脳機能改善

脂肪酸はアルブミンというたんぱく質と結合し、筋肉の細胞に運ばれます。そして細胞質に取り込まれた後、活性化され脂肪酸アシルCoAに変換されます。

脂肪酸をエネルギーに変える場所はミトコンドリアのマトリックスです。

ミトコンドリア

ミトコンドリアは外膜と内膜の二重の生体膜で構成されています。外膜はおおもとを囲っている線、内膜はくねくねした部分の線です。内膜はクリステと呼ばれるひだ状構造を持ちます。内膜に囲まれた内側をマトリックスといいます。

ただし、脂肪酸は脂肪酸アシルCoAのままではミトコンドリアの内膜を通過することができません。
一時的にカルニチンと結合し脂肪酸アシルカルニチンになることでミトコンドリア内膜を通過することができます。
ここで脂肪酸アシルカルニチンになれなければ脂肪に逆戻りすることになります。

なお脂肪酸アシルCoAから脂肪酸アシルカルニチンへ変換する反応を触媒する酵素は外膜に存在するCPT1です。

ミトコンドリアに内部に移動した脂肪酸アシルカルニチンは、ミトコンドリア内膜の内側に存在する酵素CPT2の働きによりカルニチンと脂肪酸アシルCoAに分かれます。

その後、脂肪酸アシルCoAはミトコンドリアのマトリックスにてβ酸化を受けアセチルCoAになります。

アセチルCoAは、TCA回路に組み込まれます。

TCA回路にてアセチルCoAはオキサロ酢酸と縮合反応しクエン酸となり、
そのクエン酸が8種類の酸に次々と変化していきます。

アセチルCoAはTCA回路を一巡する間に完全に燃焼します。
そして最終的に二酸化炭素（と水）になります。

その過程で生じた水素を水素受容体であるNAD⁺（及びFAD）が受け取ります。
→NAD⁺（及びFAD）は水素と結合することでNADH（及びFADH2）になります。

生じたNADH（及びFADH2）はミトコンドリアの電子伝達系に送られます。
なおカルニチンは細胞質に戻り再利用されます。

電子伝達系、酸化的リン酸化を経てATPエネルギー産生が産生されます。

電子伝達系はミトコンドリア内膜のたんぱく質複合体や補酵素間で電子（解糖系・β酸化・TCA回路で生じ、NADHやFADH₂で運搬してきた）のやり取りが行われる過程のことをいいます。
これにより生じるプロトン濃度勾配を利用してATPの合成が行われます。電子伝達系に共役して起こる一連のATP合成反応は酸化的リン酸化と呼ばれます。

アセチルCoA＋カルニチン→アセチルカルニチン＋遊離CoA

→の反応を触媒する酵素はカルニチンアセチルトランスフェラーゼ （CrAT）

白髪　6点

美肌　6.5点

美白　6.5点

筋肉　8点

脂肪　10点

1. 発毛エネルギー
   細胞のエネルギー源であるATPは発毛の際にたくさん必要となります。なのでエネルギー産生工場と呼ばれるミトコンドリアを活発にさせることが「発毛」にとって大切です。
   カルニチンにはミトコンドリア賦活作用があります。

1. 発毛エネルギー
   頭皮は細胞分裂が活発な場所です。一方で生命に関わらないためエネルギーの供給が体の中で一番後回しにされています。頭皮に存在する毛母細胞、毛乳頭細胞、色素細胞など「髪」に関わる細胞が機能するには多くのエネルギーを要します。なのでエネルギーが不足すると体内において髪が最も影響を受けると考えられます。
   影響を受ける＝薄毛＆白髪になる です。カルニチンはエネルギー産生を促す成分です。

1. 肌のターンオーバー
   細胞のエネルギー源となるのがATPです。肌細胞の生まれかわり＝肌のターンオーバーにはATPが必要となります。
   カルニチンは脂質代謝に必須の成分です。不足すると脂肪からATP作ることができなくなります。
   肌細胞の生まれ変わりに必要なATPの供給源としてカルニチンの存在が重要となります。
   事実、肌荒れの原因の1つにカルニチンの減少が挙げられています。

   皮膚においても、L-カルニチンが脂肪酸の燃焼を促し、表皮細胞が顆粒層から角質層に変化するためのエネルギーを供給すると考えられている。L-カルニチンが減少すると、角質層を形成するためのエネルギー供給が減り、肌荒れの原因になると考えられる。

   引用元
   カネボウ化粧品、皮膚のバリア機能高める塩化レボカルニチンを開発
   日経メディカル　日経BP

2. 抗AGEs作用
   糖化とは体内に余った糖質がたんぱく質とくっつき、たんぱく質を劣化させる現象のことをいいます。糖化によって作られるのがAGEs（終末糖化産物）です。AGEsが体内に蓄積されるといわゆる老化が進みます。
   特に体内のコラーゲンがダメージを受けるといってもいいかもしれません。

   コラーゲン繊維は架橋によって分子間がつながっていますが、糖化されると この架橋が無秩序かつ過剰に形成されるようになります。通常は「コラーゲン架橋」ですが、無秩序かつ過剰に形成された架橋は「悪玉架橋（AGEs架橋）」と呼ばれます。

   コラーゲンは肌の真皮の主成分です。そこで悪玉架橋ができるとコラーゲン繊維のしなやかさが失われ、ハリ・弾力が低下してしまいます。イコール肌の老化です。
   カルニチンにはAGEsの蓄積を抑制する抗AGEs作用があります。

   参照
   カルニチンの抗AGEs作用とは？
   Web医事新報（株） 日本医事新報社

1. 抗酸化作用
   シミの原因となるメラニンは活性酸素の攻撃から肌（の細胞）を守るために作られます。なので体内に活性酸素が過剰に発生するとメラニンはたくさん作られます。
   たくさん作られたメラニンが肌のターンオーバーともに排出されなければシミとなって肌の表面に現れます。
   カルニチンには抗酸化作用があります。

   また,カルニチンは抗酸化作用があることも報告されている.例えば,カルニチンの投与により,抗酸化物質であるグルタチオンが増加したり,抗酸化酵素の発現が増加する.

   引用元
   全自動二次元電気泳動装置（Auto2D）を用いたカルニチンの抗酸化作用の解析
   J-STAGE

2. 抗糖化
   肌に透明感がなくなり、黄色くくすむ現象を黄くずみと言います。
   糖化は黄くずみの原因となります。糖化により生成されるAGEsが茶褐色の物質だからです。AGEsが肌の内側に蓄積すると肌が黄色くくすむようになります。
   カルニチンにはAGEsの蓄積を抑制する抗AGEs作用があります。

1. アンドロゲン受容体
   アンドロゲンは男性ホルモンの総称をいいます。テストステロン、アンドロステンジオン、デヒドロエピアンドロステロンなどの総称のことですが、ここではテストステロンのことと捉えてください。

   テストステロンは筋たんぱく質の合成を促すホルモンとして有名です。テストステロンは筋肉内のアンドロゲン受容体に結合することで合成を促します。
   カルニチンにはアンドロゲン受容体を増やす働きがあります。カルニチンの摂取はテストステロン値アップにつながります。

   リンク

2. 筋肉痛
   カルニチンの摂取は筋肉痛の低減につながるとされています。
   これは、カルニチンに毛細血管を拡張する働きがある（→血流を改善することで、筋肉細胞の損傷を防ぐ）＆運動中に発生する活性酸素を除去する働きがある（→活性酸素は筋肉細胞にダメージを与える）からだと考えられています。

1. 脂質代謝
   体内に蓄積されている脂肪および食事から取り入れた脂肪は脂肪酸に分解され、ミトコンドリアに取り込まれ、β酸化→TCAサイクル→電子伝達系を経てATPに合成されます。
   脂肪は分解されても、生じた脂肪酸がATPに変換されなければ中性脂肪として体に蓄えられることなります。

   カルニチンは「ミトコンドリアに取り込まれ、β酸化→TCAサイクル→電子伝達系を経てATPに合成」の流れに必須の存在です。
   というのも脂肪酸（長鎖脂肪酸）はカルニチンと結合しないとミトコンドリアに入ることができないからです。
   カルニチンを摂取することは、ダイエットにおいて「当たり前」です（と思います）。

健脳　9点

1. 筋肉
   カルニチンは体内に約16g存在しています（成人男性・体重約70㎏）。そのほとんどは筋肉中に存在しています。
   カルニチンは筋肉細胞のミトコンドリア内に脂肪酸を取り込むのに必須の成分です。
   個人的な意見として、（筋肉を作るアミノ酸ではないのですが）筋肉を構成する成分の一部と捉えてもいいと思います。

1. エネルギー産生
   脂肪は栄養素の中で最も効率の良いエネルギー源です。
   脂肪の構成成分で脂肪のエネルギーの約90％を占める長鎖脂肪酸はカルニチンがないとエネルギーに変換されません。
   なぜならカルニチンが長鎖脂肪酸を燃焼させる場所である「ミトコンドリア」に運搬する役目を果たしているからです。

1. 心筋症
   心筋細胞は主に長鎖脂肪酸をエネルギー源としています。ということで心臓にとってカルニチンは重要です。カルニチンの不足は心筋症を引き起こすことがあります。

   ※カルニチンはもともと心臓病の治療薬として用いられてきました。2002年12月より食品としての利用が認められています。

2. 肝疾患
   .
   ◆脂肪肝/NASH
   脂肪肝はアルコール性と非アルコール性の2種類があります。

   前者は「アルコールの飲みすぎ」による脂肪肝で、後者は生活習慣（過栄養、偏った食生活、運動不足）や遺伝による脂肪肝です。

   非アルコール性の脂肪肝はNAFLDと呼ばれています。
   NAFLDはnon-alcoholic fatty liver diseaseのことで、日本語では非アルコール性脂肪性肝疾患のことをいいます。
   NAFLDは NAFL（non-alcoholic fatty liver　非アルコール性脂肪肝）とNASH（non-alcoholic　steatohepatitis　非アルコール性脂肪肝炎 ）とに分かれています。うちNASHは肝疾患へと進行する可能性がある脂肪肝です。
   ミトコンドリアの機能を改善するカルニチンはNASHに対して有効とされます。

   ◆肝性脳症
   体内で産生されたアンモニアは、通常は肝臓の尿素サイクルにて解毒されます。
   肝機能が低下すると尿素サイクルの活性が低下します。そうすると血液中のアンモニア濃度が上昇します。血液中のアンモニア濃度の上昇は「肝性脳症（アンモニアなどが脳に達することによって、脳神経機能が低下して意識障害などの症状が起こる状態） 」の原因の一つです。

   さてこちらをご覧の通り、肝臓ではさまざまな代謝が行われています。

   

   出典元
   オルニチンの疲労回復効果
   オルニチン研究会

    尿素サイクル（オルニチンサイクル）の他にも糖新生、脂肪酸代謝など様々な「代謝」が複雑に「連携」されて行われています。
   連携の中心となっているのはミトコンドリアのエネルギー代謝です。なのでミトコンドリアを活性させることは様々な「代謝」の活性につながります。ここでいうと尿素サイクルの活性につながります。

   この観点より、肝性脳症の治療にカルニチンの投与が有効だと考えられています。

3. 有害なアシルCoAの除去
   ミトコンドリア内における有害なアシルCoAの蓄積はTCA回路や尿素サイクルの働きを阻害し、ミトコンドリアの機能低下、高乳酸血症、高アンモニア血症などを引き起こします。

   

   出典元
   栄養改善データベース
   feed M.E
   アボット

   カルニチンは、蓄積したアシルCoAのアシル基を受け取ってアシルカルニチン（カルニチンエステル）となって細胞の外に出て【＝有害なアシルCoAを細胞内より除去する】、最終的に尿中へ排泄されます。

4. 糖尿病
   効果・効能欄「アシルCoA/遊離CoAの比率調節」で説明しましたが、カルニチンは間接的に糖代謝にも関与しています。なので糖尿病にも有効だと考えられます。
   実際、糖尿病患者にカルニチンを投与することで、糖代謝機能が改善することが報告されています。

1. 疲労回復
   カルニチンは脂肪酸をミトコンドリア内に運ぶ役割をしています。カルニチンが不足すると脂肪酸はミトコンドリア内に運搬されなくなります＝エネルギーに変換されなくなります。
   エネルギー産生を促進するカルニチンには疲労回復効果が期待できます。
2. 冷え性
   熱はエネルギーを産生する＆利用する際に放出されます。なのでエネルギーがしっかりと作られないと、体内で「熱」が生まれにくくなります。
   その点より、カルニチンの摂取は冷え性対策にもなります。
3. こむら返り
   自分の意志とは関係なく、足の筋肉が突然痙攣をおこすことを「足がつる」または「こむら返り」といいます。
   カルニチンは体内において、そのほとんどが筋肉に存在します。そして筋肉細胞内にエネルギー源となる脂肪酸を運搬する役割を果たしています。
   こむら返りの原因の1つが体内のカルニチンの低下です。
4. 貧血
   貧血の種類の1つに腎性貧血があります。腎性貧血とは、腎臓で作られている造血ホルモン「エリスロポエチン」の分泌が減ることで、赤血球をつくる能力が低下することでおこる貧血です。血液透析患者さんに多い貧血です。
   カルニチンには赤血球膜の生体膜の安定性を維持する働きがあります。腎性貧血の発症原因の1つにカルニチン欠乏が関与しているといわれています。

1. 女性不妊症
   産婦人科やレディースクリックで不妊治療の一環としてカルニチンサプリの摂取がよく勧められています。
   リンク

   
   これは「ミトコンドリアの活性」が関係しています。

   女性不妊の原因の一つは卵子の老化です。
   卵子には多くのミトコンドリアが存在しています。ミトコンドリアの機能低下が卵子の老化につながるとされています。なので卵子のミトコンドリアを活性させることができれば卵子の老化を遅らせ、その質を保つことができます。

   カルニチンは長鎖脂肪酸をミトコンドリア内に運ぶことでエネルギー産生を促進させます。「ミトコンドリアのエネルギー産生を促進」イコール「ミトコンドリアを活性させる」です。
   カルニチンは不妊に悩んでいる女性を「妊娠しやすい体質にする」のを強力にサポートします。

   

2. 男性不妊症
   ミトコンドリアを活性させる働きは、当然ですが精子にも当てはまります。実験により、カルニチンを摂取することで、精子の濃度の向上や精子の運動率が上がることが報告されています。

   参照
   カルニチンで精子が元気になる！ 精子無力症患者30人中４人で、おめでた
   日経メディカル　日経BP

1. 脳機能改善
   アセチルコリンは脳内の神経伝達物質として記憶・認知・学習に関与します。アセチルコリンは神経細胞内でコリンとアセチルCoAを基質にしてChATの作用により生成されます。

   　
   出典元
   アセチルコリン
   脳科学辞典

   生成されたアセチルコリンがシナプス間隙に放出されシナプスの後膜にあるアセチルコリン受容体と結合すると作用します。
   
   アセチルカルニチンは血液脳関門を突破し、脳内に入りこむことができます。
   脳内に到達したアセチルカルニチンはアセチル受容体であるCoAにアセチル基を転移させてアセチルCoAを生成します。それがコリンに受け渡されてアセチルコリンが生成されます。

   ようはアセチルカルチンは脳内のアセチルコリンの量を増やすです。
   アセチルカルニチンはカルニチンの代謝産物です。
   カルニチンの摂取は認知機能向上や認知症の予防になるとされています。

   ※アセチルコリンを増やす以外にもグルタミン酸＆GABAの合成に関与することで脳機能を改善させます。

2. 脳保護
   アセチルカルニチンには抗酸化作用があります。神経細胞を酸化障害から守ります。

   アセチル-L-カルニチン（ALCAR）は生体内に存在する化合物であり，クエン酸回路へのエネルギー源の供給と抗酸化作用によって脳保護効果を有するといわれている。

   引用元
   カルニチンエステルの脳保護作用：スピン解析による検討
   KAKEN　科学研究費助成事業データベース

L-カルニチンのサプリメント紹介