L-Carnitina
1. Identidad: nombres químicos, estructura y formas
La L-carnitina (nombre sistemático IUPAC: (3R)-3-hidroxi-4-(trimetilazaniumil)butanoato; también conocida como levocarnitina, ácido β-hidroxi-γ-N-trimetilaminobutírico, o ácido γ-trimetilamino-β-hidroxibutírico) es un compuesto de amonio cuaternario hidrosoluble que se produce de forma natural. La L-carnitina [(R)-3-hidroxi-4-trimetilaminobutirato] es un compuesto esencial en el metabolismo intermediario de los eucariotas, implicado en el transporte de ácidos grasos de cadena larga activados y de productos de la β-oxidación peroxisomal hacia las mitocondrias para la posterior finalización de la β-oxidación. Solo el isómero L es fisiológico. El isómero D (D-carnitina) no es biológicamente activo y no puede sustituir a la L-carnitina en sus funciones metabólicas; la DL-carnitina es tóxica y no tiene efectos beneficiosos.
Se ha estimado que el contenido total de carnitina en el cuerpo humano es de aproximadamente 300 mg/kg, con alrededor del 95% almacenado intracelularmente en el corazón y el músculo esquelético, y el resto en el hígado, el riñón y el plasma. La cantidad de carnitina plasmática circulante representa solo el 0.5% de la carnitina corporal total.
1.1 Formas comunes en suplementos
La carnitina está disponible en suplementos dietéticos que contienen solo carnitina o una combinación de carnitina con otros ingredientes. Las dos formas principales de carnitina en los suplementos dietéticos son la L-carnitina y la acetil-L-carnitina (ALCAR), y las cantidades van desde aproximadamente 3 mg hasta 5,000 mg. Otras formas disponibles en el mercado y estudiadas en investigación clínica incluyen:
- L-carnitina (forma libre / levocarnitina) — el compuesto básico en forma libre, ampliamente utilizado en suplementos.
- Acetil-L-carnitina (ALCAR) — un éster acetilado de la L-carnitina con mayor penetración de la barrera hematoencefálica; estudiada para aplicaciones neurológicas y cognitivas.
- Propionil-L-carnitina (PLC) — un éster propiónico; investigado principalmente en la enfermedad arterial periférica y la isquemia cardíaca.
- L-carnitina L-tartrato — una forma de sal comúnmente utilizada en productos de nutrición deportiva debido a su alta tasa de absorción.
- Glicina propionil-L-carnitina (GPLC) — una combinación estudiada en el contexto del rendimiento en el ejercicio.
Las estructuras químicas de la L-carnitina (ácido β-hidroxi-γ-N-trimetilaminobutírico), la acetil-L-carnitina (ALCAR) y la propionil-L-carnitina están estrechamente relacionadas entre sí. Los cofactores biosintéticos requeridos incluyen hierro (Fe2+), NAD+, vitamina B6 y vitamina C.
2. Fuentes naturales y contenido dietético
La L-carnitina es una sustancia nutricional importante que se encuentra en los alimentos de origen animal debido a que la síntesis endógena es insuficiente para satisfacer las demandas metabólicas. Muchos alimentos, especialmente los de origen animal, contienen carnitina de forma natural. La carne roja es una buena fuente de carnitina. Las aves, el pescado y los lácteos tienen algo de carnitina. Las verduras, las frutas y los cereales tienen cantidades muy pequeñas de carnitina.
Las fuentes de pescado, carne y lácteos aportan al menos el 80% de la L-carnitina deseada. Entre los alimentos de origen animal, las carnes rojas presentan las concentraciones más altas. La fuente principal es la carne roja, que proporciona hasta 140–190 mg de L-carnitina por cada 100 g de carne cruda (por ejemplo, res y venado). La mejor fuente de L-carnitina es la carne roja, que contiene de 56 a 162 mg por cada porción de 113 gramos (cuatro onzas) de bistec o carne molida cocida. 170 gramos de cerdo cocido contienen 50 mg de carnitina. La pechuga de pollo contiene alrededor de 3–5 mg de L-carnitina por cada 100 g.
En humanos omnívoros, el 75% del reservorio corporal de carnitina proviene de la ingesta dietética. En contraste, los vegetarianos y veganos estrictos dependen en gran medida de la síntesis endógena. La tasa de biosíntesis de L-carnitina en humanos se estudió en vegetarianos estrictos (es decir, en personas que consumen muy poca carnitina dietética) y se estimó en 1.2 µmol/kg de peso corporal/día.
El cuerpo de las personas sanas puede producir toda la carnitina que necesita. Por lo tanto, la carnitina no es un nutriente esencial, y los expertos no han establecido una cantidad diaria recomendada. Actualmente no existen valores de referencia sugeridos y documentados para la carnitina. En la mayoría de las circunstancias, las necesidades promedio estimadas de carnitina para un adulto son de 20–200 mg/día, las cuales se cubren mediante la alimentación y la producción endógena.
3. Historia y descubrimiento
3.1 Aislamiento y elucidación estructural
La carnitina fue aislada por primera vez en 1905 a partir de extractos de carne por los químicos rusos Vladimir Gulewitsch y Rudolf Krimberg, quienes la identificaron como un nuevo constituyente del tejido muscular. De forma independiente, el bioquímico alemán Ernst Kutscher también informó su presencia en extractos de carne ese mismo año. El compuesto fue denominado "carnitina" a partir de la palabra latina carnis, que significa carne, debido a su abundancia en el músculo animal.
La historia de la investigación sobre la carnitina se divide en cuatro periodos: primero, el periodo de su descubrimiento simultáneo como constituyente del músculo de los vertebrados por Gulewitsch y Krimberg y por Kutscher en 1905; luego, el periodo en el que se estableció su estructura química (aproximadamente en 1927); a continuación, la delineación de su principal función fisiológica (1935–1965). Finalmente, los descubrimientos de su vía biosintética, sus mecanismos de transporte, y la deficiencia primaria y secundaria de carnitina y sus síndromes ocurrieron desde 1961 hasta el presente.
La estructura química de la carnitina fue elucidada en 1927 por los investigadores japoneses Masao Tomita y Seizi Sendju, quienes determinaron que se trataba de la sal interna del hidróxido de (3-carboxi-2-hidroxipropil)trimetilamonio, un compuesto de amonio cuaternario.
3.2 Función biológica temprana: "Vitamina BT"
Se demostró que la carnitina era esencial para el desarrollo larvario del gusano de la harina Tenebrio molitor y originalmente fue designada vitamina BT con base en este requerimiento. En 1952, se descubrió que la L-carnitina era esencial para el crecimiento del gusano de la harina, Tenebrio molitor. Sin carnitina, los gusanos de la harina no podían utilizar las reservas de grasa cuando pasaban hambre. Este descubrimiento posicionó a la carnitina como un factor de crecimiento para ciertos organismos, aunque investigaciones posteriores revelaron que los mamíferos la sintetizan de forma endógena.
Más tarde se descubrió que la carnitina puede sintetizarse en los mamíferos y actualmente se considera un cuasi-nutriente o nutriente condicionalmente esencial, ya que los neonatos tienen una biosíntesis reducida y dependen de la transferencia placentaria de carnitina durante la gestación y de fuentes exógenas después del nacimiento.
3.3 Uso tradicional e histórico
A diferencia de muchos suplementos botánicos o herbales, la carnitina no tiene una historia clásica de uso terapéutico deliberado en sistemas de medicina tradicional. Su historia es fundamentalmente científica más que una tradición popular o etnobotánica. El compuesto fue identificado como una entidad bioquímica en 1905, y su papel fisiológico —el transporte de ácidos grasos hacia las mitocondrias— solo se delineó entre las décadas de 1930 y 1960. Las investigaciones sobre su función metabólica comenzaron en la década de 1940, como resultado de los estudios de Fraenkel sobre los requerimientos nutricionales de los insectos. Friedman y Fraenkel descubrieron que la carnitina era acetilada de forma reversible por la acetil-CoA en presencia de homogenado muscular. Por lo tanto, los usos médicos y suplementarios de las preparaciones de carnitina fueron productos de la bioquímica del siglo XX y no de prácticas de curación tradicionales, y su uso como suplemento dietético surgió principalmente en la segunda mitad del siglo XX, tras la elucidación de su papel en el metabolismo de los ácidos grasos.
4. Biosíntesis: compuestos activos y mecanismos
4.1 Síntesis endógena
Los humanos pueden sintetizar L-carnitina a partir de los aminoácidos lisina y metionina mediante un proceso de múltiples pasos. La biosíntesis de la carnitina es un proceso de varios pasos que convierte al aminoácido esencial lisina en L-carnitina a través de una serie de reacciones enzimáticas. Esta vía ocurre principalmente en el hígado y el riñón e involucra cuatro enzimas clave: trimetil-lisina hidroxilasa (TMLH), hidroxitrimetil-lisina aldolasa (HTMLA), trimetilaminobutiraldehído deshidrogenasa (TMABA-DH), y γ-butirobetaína hidroxilasa (BBOX).
La síntesis de carnitina comienza con la metilación de la lisina por la S-adenosilmetionina, que actúa como donante de metilo, dando lugar a la formación de ε-N-trimetil-lisina. La trimetil-lisina se transforma enzimáticamente en β-hidroxi-trimetil-lisina. A partir de la β-hidroxi-trimetil-lisina sintetizada, se forma el aldehído trimetilaminobutílico, que luego se convierte en γ-butirobetaína. La γ-butirobetaína hidroxilasa cataliza entonces la hidroxilación estereoespecífica de la γ-butirobetaína para formar L-carnitina.
Las cuatro enzimas involucradas en la biosíntesis endógena de L-carnitina son todas ubicuas excepto la γ-butirobetaína hidroxilasa, que está ausente en el músculo cardíaco y esquelético. Por lo tanto, la L-carnitina se sintetiza principalmente en el hígado y se transporta a través del torrente sanguíneo hacia el músculo cardíaco y esquelético, los cuales dependen de la L-carnitina para la oxidación de ácidos grasos pero no pueden sintetizarla.
La biosíntesis requiere lisina, metionina, vitamina C, hierro, vitamina B6 y niacina como cofactores esenciales. La vitamina C (ácido ascórbico) es particularmente crítica: la γ-butirobetaína hidroxilasa cataliza el último paso de la biosíntesis de carnitina, la formación de L-carnitina a partir de γ-butirobetaína, una reacción que depende del Fe2+, α-cetoglutarato, ascorbato y oxígeno.
En personas sanas, la homeostasis de la carnitina se mantiene mediante la biosíntesis endógena de L-carnitina, la absorción de carnitina a partir de fuentes dietéticas, y la reabsorción de carnitina por los riñones.
4.2 Mecanismo de acción principal: la lanzadera de carnitina
La función bioquímica definitoria de la L-carnitina es facilitar el transporte de ácidos grasos de cadena larga a través de la membrana mitocondrial interna, un proceso conocido como la lanzadera de carnitina o el sistema de la carnitina-acilcarnitina translocasa. La L-carnitina actúa como un cofactor crítico en el metabolismo energético al facilitar el transporte de ácidos grasos de cadena larga hacia las mitocondrias, donde sufren β-oxidación para producir adenosín trifosfato (ATP), la principal moneda energética de la célula, con particular importancia en el músculo esquelético, el músculo cardíaco y durante períodos de ayuno o ejercicio.
La carnitina (3-hidroxi-4-N-trimetilaminobutirato) es un derivado de aminoácido y un micronutriente que desempeña un papel clave en el metabolismo intermediario, cuya función principal es el transporte de ácidos grasos de cadena larga desde el citosol hacia la matriz mitocondrial, donde ocurre la β-oxidación de ácidos grasos. Sin carnitina adecuada, los grupos acilo de cadena larga no pueden ingresar a la matriz mitocondrial para su oxidación.
4.3 Mecanismos secundarios
Más allá de su función en el transporte de ácidos grasos, la L-carnitina y sus derivados acilados participan en otros procesos celulares:
- Amortiguación de acetil-CoA/CoA: la carnitina acepta grupos acilo del exceso de acil-CoA, regenerando CoA libre y evitando así la inhibición de enzimas clave por la acumulación de acil-CoA. La L-carnitina funciona como un mediador indispensable del transporte de acilo y acepta grupos acilo de una variedad de derivados de acil-CoA en células y tejidos de todo el cuerpo.
- Eliminación de intermediarios acilo tóxicos: en la deficiencia secundaria de carnitina, esta mejora la excreción de metabolitos tóxicos y la generación de CoA libre.
- Modulación del metabolismo del piruvato: la L-carnitina modula vías metabólicas, incluyendo la actividad de la piruvato deshidrogenasa, la proteólisis y la síntesis de proteínas, además de poseer características antiinflamatorias y antioxidantes.
- Función peroxisomal: los productos de la β-oxidación peroxisomal (acilcarnitinas de cadena media y corta) también son transportados a las mitocondrias mediante la lanzadera de carnitina para su oxidación completa.
5. Absorción, transporte y excreción
La absorción de la L-carnitina suplementaria es de aproximadamente 14% a 18%, mucho menor que la de la L-carnitina dietética. La biodisponibilidad de la L-carnitina obtenida a través de los alimentos es aproximadamente cuatro veces mayor que la obtenida de los suplementos dietéticos. Se ha estudiado la suplementación a corto plazo con L-carnitina (2 a 4 g/día), con una biodisponibilidad suplementaria notablemente menor que la proveniente de fuentes alimentarias.
La captación de L-carnitina depende de un sistema de transporte dependiente de energía en contra del gradiente de concentración. Los transportadores de cationes orgánicos (OCTN) regulan la distribución tisular y la homeostasis intracelular de la L-carnitina, y funcionan tanto en su absorción intestinal como en su reabsorción renal. Los defectos hereditarios o adquiridos en los mecanismos de transporte son la principal causa de deficiencia de L-carnitina, lo que lleva a patologías como la cardiomiopatía y la miopatía del músculo esquelético.
Los riñones desempeñan un papel central en la homeostasis de la carnitina mediante la reabsorción. La carnitina no experimenta cambios metabólicos y, por lo tanto, se elimina como carnitina libre en la orina. Sin embargo, una parte de la carnitina que no se absorbe a nivel del intestino delgado es completamente degradada por bacterias en el intestino grueso para producir trimetilamina, una amina cuaternaria que, tras su absorción por los enterocitos, es oxidada en el hígado por la flavín monooxigenasa 3 para formar N-óxido de trimetilamina (TMAO).
6. Deficiencia de carnitina
6.1 Deficiencia primaria de carnitina (DPC)
Existen dos tipos de estados de deficiencia de carnitina. La deficiencia primaria de carnitina es un trastorno genético del sistema transportador celular de carnitina que provoca una escasez de carnitina dentro de las células. La deficiencia primaria de carnitina generalmente se presenta durante la infancia o la niñez temprana. Puede provocar epilepsia y encefalopatía en lactantes; convulsiones, latidos cardíacos irregulares y problemas respiratorios en adolescentes y adultos jóvenes; y miopatía, rabdomiólisis, cardiomiopatía o muerte súbita en personas mayores.
El uso de L-carnitina en la deficiencia primaria de carnitina restaura los niveles plasmáticos de carnitina a niveles casi normales, pero los niveles musculares de carnitina aumentan solo ligeramente. La función muscular puede normalizarse en pacientes con deficiencia de carnitina cuando los niveles musculares de carnitina se mantienen por debajo del 10% de los controles. La cardiomiopatía a menudo responde bien a la suplementación con carnitina.
6.2 Deficiencia secundaria de carnitina (DSC)
La deficiencia secundaria de carnitina (DSC), a diferencia de la DPC, es causada por otras afecciones o se presenta en combinación con ellas, tales como enfermedad hepática o renal, anomalías en el metabolismo de ácidos grasos, o el uso de fármacos terapéuticos como el ácido valproico o la pivampicilina. La DSC se encuentra en personas con enfermedades tubulares renales, en las que la excreción de carnitina puede ser alta, así como en pacientes de hemodiálisis. La síntesis inadecuada de carnitina produce depleción de carnitina en pacientes de diálisis, lo que resulta en una depleción de carnitina y un aumento relativo simultáneo de la carnitina esterificada en ciertos individuos.
La suplementación con carnitina en la nutrición parenteral total (NPT) previene la deficiencia secundaria de carnitina en recién nacidos prematuros. La suplementación con carnitina en los trastornos de la oxidación de ácidos grasos y otras acidurias orgánicas se utiliza para corregir la deficiencia de carnitina y permitir la eliminación de intermediarios tóxicos. El otro objetivo de la terapia es restaurar los niveles de CoA. Sin embargo, la terapia con carnitina para los defectos de oxidación de ácidos grasos de cadena larga se ha vuelto cuestionable, porque promueve la formación de acilcarnitinas de cadena larga que pueden causar arritmogénesis y disfunción de la membrana.
7. Evidencia científica por área de uso
7.1 Enfermedad cardiovascular e infarto agudo de miocardio
Varios estudios han examinado la carnitina suplementaria en el manejo de la isquemia cardíaca (restricción del flujo sanguíneo al corazón) y la enfermedad arterial periférica. Debido a que los niveles de carnitina son bajos en el músculo cardíaco insuficiente, cantidades suplementarias podrían beneficiar al órgano contrarrestando los efectos tóxicos de los ácidos grasos libres y mejorando el metabolismo de los carbohidratos. En estudios a corto plazo, la carnitina ha demostrado propiedades antiisquémicas cuando se administra por vía oral y por inyección.
Una revisión sistemática y metaanálisis clave abordó la prevención secundaria tras un infarto agudo de miocardio (IAM): el objetivo era evaluar los efectos de la L-carnitina en comparación con placebo o control sobre la morbilidad y mortalidad en el contexto del infarto agudo de miocardio, mediante una revisión sistemática y metaanálisis de 13 ensayos controlados (N=3,629) para determinar los efectos de la L-carnitina frente a placebo o control sobre la mortalidad, las arritmias ventriculares (AV), la angina, la insuficiencia cardíaca y el reinfarto. En comparación con placebo o control, la L-carnitina se asoció con una reducción del 27% en la mortalidad por todas las causas, una reducción del 65% en las AV, y una reducción del 40% en los síntomas anginosos en pacientes que experimentaban un infarto agudo de miocardio. Se señaló que se justifican estudios adicionales con ensayos controlados aleatorizados de gran tamaño de esta terapia económica y segura en la era moderna.
Insuficiencia cardíaca crónica (ICC): se incluyeron 17 ECA con 1,625 pacientes con ICC en un metaanálisis. El tratamiento con L-carnitina en la ICC se asoció con una mejora considerable en la eficacia global, la fracción de eyección del ventrículo izquierdo (FEVI) (DMP: 4.14%, P = 0.01), el volumen sistólico (VS) (DMP: 8.21 ml, P = 0.01), el gasto cardíaco (GC) (DMP: 0.88 L/min, P < 0.01), y la relación E/A (DMP: 0.23, P < 0.01). Un metaanálisis separado sobre la cardiomiopatía dilatada encontró: se incluyeron un total de 23 ECA realizados en China con 1,455 pacientes con MCD. La terapia con L-carnitina se asoció con una mejora considerable en la eficacia global (RR = 1.28, P < 0.0001), la fracción de eyección del ventrículo izquierdo (FEVI) (DM = 6.16%, P < 0.0001), y el gasto cardíaco (GC) (DM = 0.88 L/min, P < 0.0001) en comparación con el grupo control.
Fuerza de la evidencia: Los metaanálisis son positivos pero presentan limitaciones importantes, incluyendo heterogeneidad en los protocolos de dosificación y las poblaciones de pacientes, un predominio de ensayos de menor tamaño (incluidos ensayos chinos con calidad de cegamiento variable), y la ausencia de un ECA moderno de gran escala definitivo comparable a los ensayos cardiovasculares contemporáneos. Los resultados deben interpretarse con la cautela adecuada.
7.2 Enfermedad arterial periférica y claudicación intermitente
La suplementación con L-carnitina y propionil-L-carnitina puede mejorar el metabolismo y el rendimiento en el ejercicio de los músculos isquémicos. Estudios preliminares muestran que la L-carnitina mejora el rendimiento en la caminadora, mientras que la propionil-L-carnitina mejora la distancia de caminata. El conjunto de evidencia en esta área se considera preliminar, con resultados más consistentes observados para la propionil-L-carnitina que para la L-carnitina específicamente en la claudicación intermitente.
7.3 Enfermedad renal y hemodiálisis
Al normalizar la función reducida de la carnitina palmitoiltransferasa en los eritrocitos, la L-carnitina puede ayudar a los pacientes urémicos con una variedad de complicaciones, incluyendo síntomas musculares, deterioro de la capacidad de ejercicio y funcional, complicaciones cardíacas y anemia resistente a la eritropoyetina.
Otros estudios han informado que la L-carnitina estabiliza la estructura de la membrana eritrocitaria en eritrocitos maduros, prolonga la supervivencia de los eritrocitos, estimula la eritropoyesis, y mejora la respuesta a la eritropoyetina a través de su efecto antiinflamatorio. Por lo tanto, la L-carnitina se ha evaluado como coadyuvante de los agentes estimulantes de la eritropoyesis (AEE) para el tratamiento de la anemia. La suplementación con carnitina puede aliviar varios síntomas derivados de la deficiencia de carnitina relacionada con la diálisis, contribuyendo así a una mejor calidad de vida de los pacientes con enfermedad renal en etapa terminal (ERET).
Fuerza de la evidencia: La evidencia en pacientes en hemodiálisis es moderada. Los niveles de carnitina se agotan de manera confiable en los pacientes de diálisis, y la suplementación puede normalizar los niveles, pero la evidencia sólida sobre desenlaces clínicos duros (mortalidad, hospitalización) es menos consistente.
7.4 Diabetes tipo 2 y resistencia a la insulina
La resistencia a la insulina, que desempeña un papel importante en el desarrollo de la diabetes tipo 2, puede estar asociada con un defecto en la oxidación de ácidos grasos en el músculo. Esto plantea la duda de si la disfunción mitocondrial podría ser un factor en el desarrollo de la enfermedad. El aumento del almacenamiento de grasa en tejidos magros se ha convertido en un marcador de resistencia a la insulina. Investigaciones preliminares sugieren que la suplementación intravenosa con L-carnitina puede mejorar la sensibilidad a la insulina en personas diabéticas al disminuir los niveles de grasa en el músculo, y puede reducir los niveles de glucosa en sangre al aumentar de manera más rápida su oxidación en las células.
En cuanto al peso corporal: en un ensayo clínico en 258 pacientes con diabetes tipo 2 no controlada, 2 g/día de L-carnitina más el ingrediente farmacéutico orlistat (360 mg/día) durante 1 año aumentaron significativamente la pérdida de peso en comparación con orlistat solo. Sin embargo, 2 g/día de L-carnitina sola durante 6 meses no afectó la pérdida de peso en 94 hombres y mujeres con sobrepeso y diabetes tipo 2 recién diagnosticada.
Un metaanálisis sobre la masa corporal en la diabetes tipo 2 encontró: se incluyeron para el análisis un total de 10 estudios ECA, con 1,239 pacientes con DT2. El estudio encontró que la L-carnitina podía reducir la masa corporal de los pacientes con DT2. Con base en solo un estudio cada uno para la acetil-L-carnitina y la propionil-L-carnitina, no se encontraron efectos significativos para esas formas. Para alcanzar una meseta de eficacia (80% de Emax), se requirieron 2 g/día de L-carnitina durante al menos 2 semanas.
Fuerza de la evidencia: Preliminar a moderada; la evidencia en diabetes es predominantemente sobre parámetros metabólicos y no sobre desenlaces duros. La mayoría de los ensayos son de corta duración y de tamaño modesto.
7.5 Pérdida de peso
Una revisión sistemática y metaanálisis de 2016 combinó los resultados de nueve ensayos clínicos de suplementación con carnitina en adultos que evaluaron la pérdida de peso, con un total de 911 participantes. En ocho ensayos, las dosis diarias de carnitina variaron de 1.8 a 4 g/día de L-carnitina o levocarnitina durante 30 a 360 días; en un ensayo, la dosis de L-carnitina fue de 15 mg/kg/día durante 182 días. Un estudio de 6 meses no encontró efecto sobre la pérdida de peso, pero otro estudio encontró que quienes tomaron el fármaco para pérdida de peso orlistat más suplementos de carnitina durante 1 año perdieron un promedio de 4 libras más que quienes solo tomaron orlistat. Otros estudios también encontraron que las personas que tomaron suplementos de carnitina perdieron más peso que las que no los tomaron, pero la diferencia fue pequeña, de solo unas pocas libras. Se necesitan estudios más grandes para comprender mejor los efectos de los suplementos de carnitina sobre la pérdida de peso.
Fuerza de la evidencia: Débil a modesta. Los efectos sobre la pérdida de peso son pequeños e inconsistentes cuando la carnitina se usa sola. Los estudios han evaluado principalmente los efectos de la carnitina sobre los niveles lipídicos, la enfermedad cardiovascular y la diabetes tipo 2; la pérdida de peso ha sido un desenlace secundario en la mayoría de los estudios.
7.6 Fertilidad masculina y calidad espermática
Las carnitinas son antioxidantes que se producen de forma natural en los mamíferos y normalmente son abundantes en el líquido luminal epididimario de los hombres. El epidídimo, donde los espermatozoides maduran y adquieren motilidad, contiene concentraciones muy altas de L-carnitina, lo que sugiere un papel importante en el metabolismo energético del esperma.
Múltiples revisiones sistemáticas y metaanálisis han evaluado la L-carnitina en la infertilidad masculina idiopática. Un metaanálisis de nueve ECA encontró: al comparar la terapia con L-carnitina y/o L-acetil-carnitina frente a placebo, se observó una mejora significativa en la tasa de embarazo (OR = 4.10, P < 0.0001), la motilidad espermática total (DMP = 7.43, P = 0.04), la motilidad espermática progresiva (DMP = 11.83, P = 0.04) y las células espermáticas atípicas (DMP = −5.72, P < 0.00001). Sin embargo, no se encontró diferencia significativa en la concentración espermática ni en el volumen de semen.
Un metaanálisis de 2025 que abarcó 14 ECA con 1,453 hombres confirmó: la suplementación con LC aumentó significativamente la concentración espermática (DM = 6.85), la motilidad total (DM = 10.41%), y la morfología normal (DM = 1.78%). La suplementación con LAC mejoró la motilidad total (DM = 17.03%) y la motilidad progresiva (DM = 13.5%). El mismo análisis reportó un rango de dosis aparentemente efectivo: un rango de dosis efectiva para la suplementación con LC parece ser de 1–3 g/día, y de LAC de 0.5–2 g/día, durante al menos 3–6 meses.
Un metaanálisis en red que abarcó 23 ECA con 1,917 pacientes comparó múltiples antioxidantes: la L-carnitina, la L-carnitina+L-acetilcarnitina, la coenzima Q10, los ácidos grasos omega-3, y el selenio fueron más eficaces que el placebo en los parámetros de calidad espermática. La L-carnitina se clasificó en primer lugar en motilidad espermática y morfología espermática (DMP 6.52% [IC del 95%: 2.55% a 10.05%], DMP 4.96% [0.20% a 9.73%]).
Sin embargo, una revisión sistemática de 2020 advirtió: el análisis mostró que las carnitinas mejoran significativamente la motilidad espermática total, la motilidad espermática progresiva y la morfología espermática, pero sin efecto sobre la concentración espermática. Los datos indican que la carnitina no mejora significativamente las tasas de embarazo en parejas infértiles con infertilidad de factor masculino, a pesar de las mejoras en la motilidad y la morfología espermáticas. Sin embargo, la concepción natural no fue un desenlace primario en la mayoría de los estudios; de hecho, la mayoría no dio seguimiento hasta el embarazo. Por lo tanto, se requiere más evidencia para estudiar los efectos de las carnitinas sobre los desenlaces del embarazo.
Fuerza de la evidencia: Moderada. Múltiples ECA y metaanálisis demuestran de manera consistente mejoras en los parámetros de motilidad y morfología espermáticas. La evidencia para las tasas de embarazo es menos consistente, en parte debido a limitaciones en el diseño de los estudios.
7.7 Rendimiento atlético y recuperación del ejercicio
El interés en el potencial de la suplementación con L-carnitina para mejorar el rendimiento atlético está relacionado con sus importantes funciones en el metabolismo energético. Entre los suplementos, la L-carnitina se popularizó tras rumores de que ayudó a la selección nacional italiana de fútbol a ganar el campeonato mundial en 1982, y a menudo se presenta como un "quemador de grasa", supuestamente al aumentar la contribución aeróbica al ejercicio mediante el incremento de la oxidación de grasas y la masa muscular, y la reducción de la masa grasa.
El principal desafío ha sido aumentar el contenido muscular de carnitina mediante la suplementación oral. A pesar de la hipótesis, 20 años de investigación no han proporcionado evidencia convincente de que la suplementación con carnitina pueda mejorar el rendimiento atlético. Varios factores explican la falta de un efecto positivo: el contenido muscular de carnitina está estrechamente regulado y los niveles no se incrementan fácilmente con la suplementación, y no se dispone de datos sobre la relación óptima entre el contenido muscular de carnitina y la función metabólica muscular.
Varios estudios pequeños y con control deficiente han informado que la suplementación aguda (dosis administrada una hora antes de la sesión de ejercicio) o a corto plazo (dos a tres semanas) con L-carnitina (2 a 4 g/día) favoreció la producción de energía, la aptitud cardiorrespiratoria y la capacidad de resistencia durante el ejercicio físico. Sin embargo, en un ensayo doble ciego controlado con placebo en 32 adultos sanos, la propionil-L-carnitina (1 g/día o 3 g/día) durante ocho semanas no mejoró el rendimiento en ejercicio aeróbico ni anaeróbico.
La investigación ha demostrado que la coingesta de carnitina con carbohidratos para inducir hiperinsulinemia puede aumentar el contenido muscular de carnitina. Un estudio en personas de edad avanzada encontró que la suplementación con L-carnitina resultó en un aumento del 20% en el contenido total de carnitina muscular (20.1 ± 1.2 a 23.9 ± 1.7 mmol/kg/dm; P < 0.01) y un aumento del 20% en la oxidación total de grasa (181.1 ± 15.0 a 220.4 ± 19.6 J/kg de masa corporal magra/min; P < 0.01), debido predominantemente al aumento en la utilización de lípidos intramiocelulares (LIM). Estos cambios se asociaron con una mayor expresión de genes implicados en el metabolismo de las grasas (ACAT1, DGKD y PLIN2; P < 0.05).
En cuanto a la recuperación posterior al ejercicio específicamente, estudios posteriores señalan el impacto positivo de la suplementación dietética con L-carnitina en el proceso de recuperación después del ejercicio. Se ha demostrado que la L-carnitina alivia el daño muscular y reduce los marcadores de daño celular y formación de radicales libres, acompañado de una atenuación del dolor muscular. Se sugiere que el aumento del contenido sérico y muscular de L-carnitina inducido por la suplementación mejora el flujo sanguíneo y el suministro de oxígeno al tejido muscular mediante una mejor función endotelial, reduciendo así las alteraciones celulares y bioquímicas inducidas por hipoxia.
Fuerza de la evidencia: Débil a mixta para la mejora del rendimiento en atletas sanos y bien nutridos. Existe evidencia limitada pero sugerente de una mayor oxidación de grasas en condiciones específicas (coingesta con carbohidratos, personas de edad avanzada). La evidencia sobre la recuperación posterior al ejercicio es más consistente, pero proviene principalmente de ensayos de menor tamaño.
7.8 Afecciones neurológicas: cognición, enfermedad de Alzheimer y neuropatía periférica
Existe cierta evidencia de baja calidad que sugiere que la L-carnitina o el ALCAR suplementarios podrían ser beneficiosos como coadyuvantes de la terapia médica estándar para la depresión, la enfermedad de Alzheimer y la encefalopatía hepática.
El perfil metabolómico de las moléculas de acilcarnitina mostró variaciones en las concentraciones séricas de sujetos a lo largo del continuo desde personas cognitivamente sanas hasta afectadas por la enfermedad de Alzheimer. Los cambios en las concentraciones sanguíneas de acilcarnitinas específicas en sujetos con quejas subjetivas de memoria, deterioro cognitivo leve, o enfermedad de Alzheimer, en comparación con sus pares cognitivamente sanos, pueden reflejar cambios en el transporte de ácidos grasos hacia las mitocondrias y/o alteraciones en la producción de energía.
Para la neuropatía periférica diabética (NPD), la acetil-L-carnitina (ALCAR) puede ayudar a reducir la gravedad de la neuropatía periférica inducida por quimioterapia. Se necesita evidencia de alta calidad para evaluar si el ALCAR puede beneficiar el tratamiento de las neuropatías periféricas asociadas con la diabetes o causadas por la terapia antirretroviral. Una revisión sistemática Cochrane identificó esta como la primera revisión sistemática específica para la NPD y reconoció datos preliminares limitados pero prometedores de estudios pequeños.
Fuerza de la evidencia: Débil a preliminar para los desenlaces cognitivos en la enfermedad de Alzheimer y la neuropatía. La base de evidencia consiste en gran medida en ensayos pequeños con períodos de seguimiento cortos; falta evidencia de alta calidad.
7.9 Fatiga relacionada con el cáncer y caquexia
Hay poca evidencia de que la suplementación con L-carnitina mejore la fatiga relacionada con el cáncer, la baja fertilidad, o la salud física general. La pérdida o atrofia muscular, frecuentemente conocida como reducción de la masa muscular esquelética, es una característica frecuente de diversos trastornos crónicos, incluidas las enfermedades infecciosas y el cáncer. La pérdida muscular también se conoce como caquexia en las afecciones crónicas, y comúnmente se acompaña de pérdida de tejido adiposo. La suplementación con carnitina se ha estudiado en este contexto, pero la evidencia sigue siendo limitada y no se han establecido recomendaciones clínicas sólidas.
7.10 Deficiencia primaria de carnitina (uso médico establecido)
El único ámbito en el que la suplementación con L-carnitina cuenta con evidencia de alta calidad bien establecida y aprobación regulatoria es el tratamiento de la deficiencia primaria de carnitina. A dosis altas, la L-carnitina corrige la depleción severa de carnitina y las anomalías metabólicas asociadas observadas en la deficiencia primaria de carnitina, y permite la producción de cuerpos cetónicos durante el ayuno. La levocarnitina (L-carnitina) está aprobada como fármaco en los Estados Unidos y en muchos otros países para los estados de deficiencia primaria y ciertos estados de deficiencia secundaria de carnitina.
8. Sistemas corporales y áreas de salud asociadas con la L-carnitina
- Metabolismo mitocondrial/energético: papel central en la β-oxidación de ácidos grasos; afecta la generación de ATP en todos los tejidos con altas demandas energéticas.
- Sistema cardiovascular: la L-carnitina se concentra en el músculo cardíaco; se asocia con la función cardíaca, la recuperación tras un IAM, y el manejo de la insuficiencia cardíaca.
- Músculo esquelético: la disminución de las concentraciones de carnitina en el músculo esquelético produce deterioro de la función muscular. Este efecto ha dado lugar a la creencia de que la suplementación con carnitina puede mejorar la función muscular esquelética y el rendimiento atlético en personas sanas.
- Riñón: el riñón es un sitio principal de biosíntesis y reabsorción de carnitina; la deficiencia de carnitina es común en pacientes de diálisis.
- Sistema nervioso: la acetil-L-carnitina atraviesa fácilmente la barrera hematoencefálica y se estudia en afecciones neurodegenerativas y neuropáticas.
- Sistema reproductor masculino: la carnitina se concentra en gran medida en el epidídimo y es esencial para la maduración y la motilidad de los espermatozoides.
- Sistema metabólico/endocrino: la carnitina participa en la sensibilidad a la insulina y el metabolismo de la glucosa, vinculándola con la investigación sobre el síndrome metabólico y la diabetes tipo 2.
9. Formas de dosificación y dosis reportadas en estudios
La carnitina está disponible en suplementos dietéticos que contienen solo carnitina o una combinación de carnitina con otros ingredientes. Las dos formas principales de carnitina en los suplementos dietéticos son la L-carnitina y la acetil-L-carnitina, y las cantidades van desde aproximadamente 3 mg hasta 5,000 mg.
Las dosis utilizadas en las principales áreas de investigación clínica, según lo reportado en estudios publicados, son las siguientes:
- Cardiovascular / post-IAM: Un ensayo clínico multicéntrico utilizó carnitina administrada por vía intravenosa durante cinco días, seguida de 6 gramos/día por vía oral durante un año.
- Insuficiencia cardíaca crónica (general): las dosis en el metaanálisis de 17 ECA variaron, pero típicamente se encontraban en el rango de 1–3 g/día por vía oral.
- Pérdida de peso y diabetes tipo 2: En ocho ensayos del metaanálisis de 2016, las dosis diarias de carnitina variaron de 1.8 a 4 g/día de L-carnitina o levocarnitina durante 30 a 360 días; en un ensayo, la dosis de L-carnitina fue de 15 mg/kg/día durante 182 días.
- Masa corporal en diabetes tipo 2: Para alcanzar una meseta de eficacia (80% de Emax), se requirieron 2 g/día de L-carnitina durante al menos 2 semanas.
- Infertilidad masculina: según la evidencia actual, un rango de dosis efectiva para la suplementación con LC parece ser de 1–3 g/día, y de LAC de 0.5–2 g/día, durante al menos 3–6 meses.
- Rendimiento atlético / ejercicio: los estudios utilizaron dosis agudas (administradas una hora antes del ejercicio) o suplementación a corto plazo (dos a tres semanas) con L-carnitina (2 a 4 g/día).
- Acetil-L-carnitina (ALCAR) para neuropatía: los estudios han utilizado 3 g/día administrados por vía oral, típicamente durante al menos 52 semanas en el contexto de la neuropatía diabética.
- Trastornos mitocondriales: un pequeño estudio aleatorizado, doble ciego, controlado, cruzado, evaluó los efectos de 3 g/día de suplementación oral con carnitina sobre la tolerancia al ejercicio en 12 pacientes con miopatía mitocondrial durante 8 semanas de tratamiento con carnitina y 8 semanas de tratamiento con placebo, separadas por un período de lavado de 4 semanas.
- Recomendación del Linus Pauling Institute (acetil-L-carnitina): el Linus Pauling Institute recomienda la acetil-L-carnitina a una dosis diaria de 0.5 a 1 g, señalando que la L-carnitina suplementaria (dosis de 0.6–7.0 g) se absorbe menos eficientemente en comparación con cantidades menores presentes en los alimentos.
10. Consideraciones de seguridad e interacciones farmacológicas
10.1 Tolerabilidad general
Los suplementos de carnitina son bien tolerados y generalmente seguros a dosis de hasta aproximadamente 4 g/día, aunque pueden causar náuseas, vómitos, cólicos abdominales, diarrea y olor corporal a pescado. A dosis de aproximadamente 3 g/día, los suplementos de carnitina pueden causar náuseas, vómitos, cólicos abdominales, diarrea y olor corporal a pescado.
Los efectos secundarios más raros incluyen debilidad muscular en pacientes con uremia y convulsiones en aquellos con trastornos convulsivos. Cantidades altas también pueden causar debilidad muscular en personas con enfermedad renal crónica y pueden aumentar el riesgo de convulsiones en personas que padecen un trastorno convulsivo.
Una revisión de la evidencia sobre la seguridad de la suplementación oral con carnitina concluyó, con base en estudios clínicos sobre el uso del suplemento para la pérdida de peso y el balance energético, que las ingestas de carnitina por debajo de 2,000 mg/día parecen ser seguras. Sin embargo, la evidencia es insuficiente para determinar la seguridad a largo plazo de la carnitina.
10.2 La vía del TMAO: una preocupación de seguridad activa
Una preocupación de seguridad importante y activamente investigada involucra la vía metabólica desde la L-carnitina dietética hasta el N-óxido de trimetilamina (TMAO). La L-carnitina se metaboliza a trimetilamina en el intestino por la microflora intestinal, y de ahí a N-óxido de trimetilamina (TMAO) en el hígado. El TMAO es una molécula que promueve la aterogénesis a través de su interacción con los macrófagos y el metabolismo lipídico.
Algunas investigaciones indican que las bacterias intestinales metabolizan la carnitina para formar N-óxido de trimetilamina (TMAO), una sustancia que podría aumentar el riesgo de enfermedad cardiovascular. Este efecto parece ser más pronunciado en personas que consumen carne que en veganos o vegetarianos. Las implicaciones de este efecto no se comprenden bien y requieren más investigación.
El TMAO, producido a través del metabolismo microbiano intestinal de la L-carnitina y su posterior oxidación hepática, se asocia con riesgos cardiovasculares que incluyen aterosclerosis, ataques cardíacos y accidentes cerebrovasculares. Contribuye a la deposición de colesterol, la disfunción vascular y la agregación plaquetaria. Las dietas omnívoras, ricas en L-carnitina, se asocian con niveles más altos de TMAO en comparación con las dietas basadas en plantas, las cuales se vinculan con menores riesgos de enfermedad cardiovascular.
Un estudio en pacientes con acidemias orgánicas indicó que la suplementación con carnitina (aproximadamente 100 mg/kg) resulta en elevaciones significativas del N-óxido de trimetilamina (TMAO) plasmático a pesar de las restricciones dietéticas de carne. Este compuesto se ha vinculado con un mayor riesgo de enfermedad cardiovascular. Sin embargo, las implicaciones de estos hallazgos no se comprenden bien y requieren más investigación.
La relación entre el TMAO y el riesgo cardiovascular es compleja. En un estudio de cohorte prospectivo, la L-carnitina se asoció con un mayor riesgo de enfermedad arterial coronaria prevalente, enfermedad arterial periférica y enfermedad cardiovascular en general, posiblemente mediado por su metabolito intestinal TMAO. Sin embargo, los estudios observacionales están sujetos a confusión residual, como la posición socioeconómica y el estado de salud, y no pueden distinguir si la L-carnitina es un biomarcador o un factor causal, lo que dificulta su uso como guía para intervenciones.
10.3 Interacciones farmacológicas
Anticonvulsivos: El tratamiento con los anticonvulsivos ácido valproico, fenobarbital, fenitoína y carbamazepina reduce los niveles sanguíneos de carnitina. Además, el uso de ácido valproico, con o sin otros anticonvulsivos, puede causar hepatotoxicidad y aumentar las concentraciones plasmáticas de amoníaco, lo que lleva a encefalopatía. La administración intravenosa de L-carnitina podría ayudar a tratar la toxicidad por ácido valproico en niños y adultos, aunque no se ha identificado el régimen óptimo.
Antibióticos que contienen pivalato: El uso a largo plazo de algunos antibióticos, como la pivampicilina, utilizada para prevenir infecciones del tracto urinario, puede reducir la cantidad de carnitina en el cuerpo.
Terapia antirretroviral: La deficiencia secundaria de carnitina se asocia con la medicación con zidovudina. Los inhibidores de la transcriptasa inversa de nucleósidos utilizados en el tratamiento del VIH pueden agotar los niveles de carnitina con el tiempo.
Trastornos de la oxidación de ácidos grasos de cadena larga: La terapia con carnitina para los defectos de oxidación de ácidos grasos de cadena larga se ha vuelto cuestionable, ya que promueve la formación de acilcarnitinas de cadena larga que pueden causar arritmogénesis y disfunción de la membrana.
10.4 Límite superior y estatus regulatorio
La carnitina en alimentos y bebidas es segura. Por lo tanto, la carnitina no tiene un límite superior establecido por las autoridades regulatorias para los alimentos. El Food and Nutrition Board de las National Academies no ha emitido un requerimiento dietético recomendado para la L-carnitina, ya que no se considera un nutriente esencial para muchas personas. La levocarnitina se clasifica adicionalmente como un fármaco cuando se utiliza para tratar estados de deficiencia de carnitina diagnosticados.
Referencias
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