L-Carnitine

Biên soạn và Hiệu đính

Dược sĩ Phan Hữu Xuân Hạo – Khoa Dược, Trường Y Dược – Đại học Duy Tân.

Danh pháp

Tên chung quốc tế

Levocarnitine

Tên danh pháp theo IUPAC

(3R)-3-hydroxy-4-(trimethylazaniumyl)butanoate

Nhóm thuốc

Thuốc đường tiêu hóa

Mã ATC

A – Đường tiêu hóa và chuyển hóa

A16 – Các thuốc đường tiêu hóa và chuyển hóa khác

A16A – Các thuốc đường tiêu hóa và chuyển hóa khác

A16AA – Acid Amin và các chất dẫn xuất

16AA01 – Levocarnitine

Mã UNII

0G389FZZ9M

Mã CAS

541-15-1

Cấu trúc phân tử

Công thức phân tử

C7H15NO3

Phân tử lượng

161.20 g/mol

Cấu trúc phân tử

L-carnitine là một dẫn xuất axit amin.

Các tính chất phân tử

Số liên kết hydro cho: 1

Số liên kết hydro nhận: 3

Số liên kết có thể xoay: 3

Diện tích bề mặt tôpô: 60.4 Ų

Số lượng nguyên tử nặng: 11

Các tính chất đặc trưng

Điểm nóng chảy: 195 – 198°C

Phổ hồng ngoại: Đạt cực đại tại

Độ tan trong nước: 2500 mg/mL

Hằng số phân ly pKa: 3.8

Cảm quan

L-carnitine có dạng bột kết tinh màu trắng, có khả năng hút ẩm, dễ tan trong nước và cồn nóng, không tan aceton, ether và benzen.

Dạng bào chế

Dung dịch: 100 mg/mL; 200 mg/mL.

Thuốc tiêm: 1 g/5mL; 1 g/10mL; 200 mg/1mL; 2.5 g/12.5mL.

Viên nén: 330mg; 500mg.

Độ ổn định và điều kiện bảo quản

Các dạng bào chế của l-carnitine nên được bảo quản trong bao bì gốc của nhà sản xuất, để ở nhiệt độ phòng và tránh ánh sáng trực tiếp.

Nguồn gốc

L-carnitine là một axit amin tự nhiên đóng một vai trò quan trọng trong việc sản xuất năng lượng bằng cách vận chuyển các axit béo vào ty thể của tế bào. Nhiều sinh vật nhân chuẩn có khả năng tổng hợp carnitine, bao gồm cả con người. Theo đó, cơ thể chúng ta có thể sản xuất L-carnitine từ các axit amin lysine và methionine.

L-carnitine đã được Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ phê duyệt như một thực thể phân tử mới dưới tên thương hiệu Carnitor vào ngày 27 tháng 12 năm 1985.

Dược lý và cơ chế hoạt động

L-carnitine là một phân tử mang trong việc vận chuyển các axit béo chuỗi dài qua màng trong ty thể. Nó cũng xuất các nhóm acyl từ các bào quan dưới tế bào và từ tế bào sang nước tiểu trước khi chúng tích tụ đến nồng độ độc hại.

Thiếu carnitine có thể dẫn đến các vấn đề về gan, tim và cơ. Sự thiếu hụt này được định nghĩa về mặt sinh hóa là nồng độ carnitine tự do trong huyết tương thấp bất thường, dưới 20 µmol/L ở thời điểm một tuần sau khi sinh và có thể liên quan đến nồng độ trong mô và/hoặc nước tiểu thấp. Hơn nữa, tình trạng này có thể liên quan đến tỷ lệ nồng độ acylcarnitine/l-carnitine trong huyết tương lớn hơn 0,4 hoặc nồng độ acylcarnitine trong nước tiểu tăng cao bất thường.

Chỉ có đồng phân L của carnitine (đôi khi được gọi là vitamin BT) ảnh hưởng đến chuyển hóa lipid. Dạng “vitamin BT” thực sự chứa D, L-carnitine, chất này ức chế cạnh tranh l-carnitine và có thể gây thiếu hụt.

L-carnitine có thể được sử dụng trong điều trị để kích thích tiết dịch vị và tuyến tụy và trong điều trị chứng tăng lipoproteinemias.

Ứng dụng trong y học

L-carnitine được sử dụng để điều trị thiếu hụt carnitine toàn thân nguyên phát, suy giảm di truyền sinh tổng hợp bình thường hoặc sử dụng levocarnitine từ các nguồn thực phẩm, hoặc để điều trị thiếu carnitine thứ phát do lỗi chuyển hóa bẩm sinh như axit glutaric niệu II, axit niệu metyl malonic, tăng axit propionic, và thiếu hụt acylCoA dehydrogenase béo chuỗi trung bình.

Hơn nữa, l-carnitine cũng được sử dụng điều trị để kích thích tiết dịch vị và tuyến tụy trong điều trị chứng tăng lipoproteinemias. Đối với dạng thuốc tiêm, l-carnitine được chỉ định để phòng ngừa và điều trị thiếu hụt carnitine ở bệnh nhân mắc bệnh thận giai đoạn cuối.

Ngoài ra, carnitine đã được nghiên cứu trong các tình trạng chuyển hóa tim mạch khác nhau, cho thấy nó đang được nghiên cứu sơ bộ về tiềm năng như một chất hỗ trợ trong bệnh tim và tiểu đường, cùng với nhiều chứng rối loạn khác. Tuy nhiên, carnitine không có tác dụng ngăn ngừa tử vong do mọi nguyên nhân liên quan đến các bệnh tim mạch, và không có ảnh hưởng đáng kể đến lipid máu.

Mặc dù có một số bằng chứng từ các phân tích tổng hợp cho thấy việc bổ sung l-carnitine cải thiện chức năng tim ở những người bị suy tim, nhưng vẫn chưa có đủ nghiên cứu để xác định hiệu quả tổng thể của nó trong việc giảm nguy cơ hoặc điều trị các bệnh tim mạch.

Chỉ có nghiên cứu lâm sàng sơ bộ cho thấy việc sử dụng bổ sung L-carnitine để cải thiện các triệu chứng của bệnh tiểu đường loại 2, chẳng hạn như cải thiện dung nạp glucose hoặc giảm mức đường huyết lúc đói.

Carnitine không ảnh hưởng đến hầu hết các thông số trong bệnh thận giai đoạn cuối, mặc dù nó có thể làm giảm protein phản ứng C, một dấu hiệu sinh học đối với chứng viêm toàn thân.

Nồng độ carnitine trong máu và kho dự trữ trong cơ có thể trở nên thấp, có thể góp phần gây ra bệnh thiếu máu, yếu cơ, mệt mỏi, thay đổi nồng độ chất béo trong máu và rối loạn tim. Một số nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc bổ sung l-carnitine liều cao (thường được tiêm) có thể hỗ trợ trong việc kiểm soát bệnh thiếu máu.

Dược động học

Hấp thu

Đối với dạng viên nén và dung dịch, sinh khả dụng tuyệt đối của thuốc là 15%. Thời gian đạt đến nồng độ đỉnh trong huyết tương là 3,3 giờ.

Phân bố

Thể tích phân bố ở trạng thái ổn định (Vss) của một liều tiêm tĩnh mạch, trên mức cơ bản nội sinh, được tính là 29,0 +/- 7,1L. Tuy nhiên, giá trị này được dự đoán là thấp hơn so với Vss thực.

Chuyển hóa

Sau khi uống, L-carnitine không được hấp thu sẽ được chuyển hóa ở đường tiêu hóa bởi hệ vi khuẩn tạo thành các chất chuyển hóa chính bao gồm trimethylamine N-oxide và [3H] -gamma-butyrobetaine.

Thải trừ

Sau một liều tiêm tĩnh mạch duy nhất, 73,1 +/- 16% liều dùng được bài tiết qua nước tiểu trong 0 – 24 giờ. Sau khi sử dụng bổ sung l-carnitine đường uống, ngoài chế độ ăn nhiều carnitine, 58 – 65% liều phóng xạ đã dùng được phục hồi từ nước tiểu và phân trong vòng 5 – 11 ngày.

Độ thanh thải toàn bộ cơ thể được tìm thấy là trung bình 4 L/h.

Độc tính ở người

Khi được dùng với lượng khoảng 3g mỗi ngày, l-carnitine có thể gây buồn nôn, nôn mửa, đau quặn bụng, tiêu chảy và mùi cơ thể có mùi tanh như mùi cá. Các tác dụng phụ khác có thể xảy ra bao gồm phát ban da, yếu cơ hoặc co giật ở những người bị bệnh động kinh.

Tính an toàn

Các nghiên cứu về khả năng sinh sản đã được thực hiện trên chuột và thỏ với liều lượng gấp 3,8 lần liều dùng cho người được sử dụng để điều trị thiếu hụt l-carnitine nguyên phát và thứ cấp trên cơ sở diện tích bề mặt và không cho thấy bằng chứng nào về việc suy giảm khả năng sinh sản hoặc gây hại cho thai nhi.

Tuy nhiên, chưa có nghiên cứu đầy đủ và có kiểm soát ở phụ nữ có thai, do đó l-carnitine bổ sung chỉ nên được sử dụng cho phụ nữ có thai khi có chỉ định rõ ràng và chỉ dưới sự giám sát y tế. Hơn nữa, người ta không biết liệu l-carnitine có được bài tiết qua sữa mẹ hay không nên thuốc cũng không được khuyên dùng cho các bà mẹ đang cho con bú.

Những người bị rối loạn co giật chỉ nên sử dụng l-carnitine dưới sự tư vấn và giám sát y tế.

Tương tác với thuốc khác

Carnitine tương tác với kháng sinh liên hợp với pivalate như pivampicillin. Sử dụng lâu dài các kháng sinh này làm tăng bài tiết pivaloyl-carnitine, có thể dẫn đến cạn kiệt carnitine.

Điều trị bằng thuốc chống co giật axit valproic, phenobarbital, phenytoin, hoặc carbamazepine làm giảm đáng kể nồng độ carnitine trong máu.

Lưu ý khi sử dụng L-carnitine

Đối với hầu hết mọi người, 2g l-carnitine hoặc ít hơn mỗi ngày là tương đối an toàn và không có bất kỳ tác dụng phụ nghiêm trọng nào. Tuy nhiên, có một số tác dụng phụ nhẹ, bao gồm buồn nôn, tiêu chảy, khó chịu ở dạ dày và chuột rút.

Các chất bổ sung L-carnitine có thể làm tăng nồng độ trimethylamine-N-oxide (TMAO) trong máu theo thời gian. Mức độ TMAO cao có liên quan đến việc tăng nguy cơ xơ vữa động mạch.

Nếu bạn bị bệnh Alzheimer, rối loạn co giật, bệnh thận hoặc đang dùng bất kỳ loại thuốc nào thường xuyên hãy nói chuyện với bác sĩ trước khi sử dụng chất bổ sung L-carnitine.

Một vài nghiên cứu của L-carnitine trong Y học

L-Carnitine ngăn ngừa sự phát triển của xơ tâm thất và suy tim với phân suất tống máu được bảo tồn trong bệnh tim tăng huyết áp

Mục tiêu: Tiên lượng suy tim với phân suất tống máu bảo tồn (HFpEF) vẫn còn kém vì sinh lý bệnh chưa rõ và chiến lược điều trị chưa được xác định. Nghiên cứu này nhằm xác định một can thiệp điều trị tiềm năng cho HFpEF thông qua phân tích dựa trên chuyển hóa.

Phương pháp và kết quả: Phép đo chuyển hóa với khối phổ thời gian bay điện di mao mạch được thực hiện bằng cách sử dụng huyết tương của chuột nhạy cảm với muối Dahl được cho ăn chế độ ăn nhiều muối, một mô hình HFpEF tăng huyết áp, và cho thấy mức carnitine tự do giảm.

Đánh giá lại bằng phương pháp chu kỳ enzym cho thấy mức độ carnitine tự do trong huyết tương và thất trái giảm trong mô hình HFpEF. Sự bài tiết carnitine tự do trong nước tiểu tăng lên, và sự biểu hiện của chất vận chuyển cation/carnitine hữu cơ 2, vận chuyển carnitine tự do vào tế bào, được điều hòa ở tâm thất trái (LV) và thận trong mô hình HFpEF. L-Carnitine được sử dụng cho mô hình HFpEF tăng huyết áp.

Điều trị bằng L-Carnitine phục hồi mức carnitine tự do trong thất trái, xơ cứng và xơ cứng thất trái giảm độc lực, ngăn ngừa tắc nghẽn phổi và cải thiện tỷ lệ sống sót trong mô hình HFpEF độc lập với tác dụng hạ huyết áp, kèm theo tăng biểu hiện của acid béo desaturase (FADS) 1/2, các enzym giới hạn tốc độ hình thành axit arachidonic và tăng cường sản xuất axit arachidonic, tiền chất của prostacyclin và prostacyclin trong LV.

Trong các nguyên bào sợi tim được nuôi cấy, L-carnitine làm giảm sự sản sinh collagen do angiotensin II gây ra với việc tăng biểu hiện FADS1/2 và tăng cường sản xuất axit arachidonic và prostacyclin. Sự gia tăng axit arachidonic do L-Carnitine gây ra đã bị hủy bỏ bằng cách loại bỏ FADS1 hoặc FADS2 trong các nguyên bào sợi tim được nuôi cấy. Nồng độ carnitine tự do trong huyết thanh đã giảm ở bệnh nhân HFpEF.

Kết luận: Bổ sung L-carnitine làm giảm xơ hóa cơ tim bằng cách tăng sản xuất prostacyclin thông qua con đường axit arachidonic, và có thể là một lựa chọn điều trị đầy hứa hẹn cho HFpEF.

Tài liệu tham khảo

1. 1. Drugbank, L-carnitine, truy cập ngày 18 tháng 8 năm 2022.
2. 2. Omori, Y., Ohtani, T., Sakata, Y., Mano, T., Takeda, Y., Tamaki, S., Tsukamoto, Y., Kamimura, D., Aizawa, Y., Miwa, T., Komuro, I., Soga, T., & Yamamoto, K. (2012). L-Carnitine prevents the development of ventricular fibrosis and heart failure with preserved ejection fraction in hypertensive heart disease. Journal of hypertension, 30(9), 1834–1844. https://doi.org/10.1097/HJH.0b013e3283569c5a
3. 3. Pubchem, L-carnitine, truy cập ngày 18 tháng 8 năm 2022.
4. 4. Bộ Y Tế (2012), Dược thư quốc gia Việt Nam, Nhà xuất bản Y học, Hà Nội