Введение

Химическое соединение

Карнозин (бета-аланил-L-гистидин) – это дипептидная молекула, состоящая из аминокислот бета-аланина и гистидина. Он содержится в высокой концентрации в мышечной и мозговой тканях. Карнозин был открыт русским химиком Владимиром Гулевичем. Карнозин естественным образом синтезируется организмом в печени из бета-аланина и гистидина. Как и карнитин, карнозин происходит от латинского корня "carn", означающего "мясо", что указывает на его широкое распространение в мясе. Растительных источников карнозина не существует. Карнозин широко доступен в качестве синтетической пищевой добавки.

Биосинтез

Карнозин синтезируется в организме из бета-аланина и гистидина. Бета-аланин является продуктом катаболизма пиримидинов, а гистидин – незаменимая аминокислота. Поскольку бета-аланин является лимитирующим субстратом, добавление только бета-аланина эффективно повышает внутримышечную концентрацию карнозина.

Буфер рН

Карнозин имеет значение pKa 6,83, что делает его хорошим буфером для диапазона pH в мышцах животных. Поскольку бета-аланин не включается в состав белков, карнозин может накапливаться в относительно высоких концентрациях (миллимолярных). Встречаясь в концентрации 17–25 ммоль/кг (в сухой мышечной ткани), карнозин (β-аланил-L-гистидин) является важным внутримышечным буфером, составляя 10–20% от общей буферной емкости мышечных волокон I и II типов.

Антиоксидант

Карнозин, как было показано, нейтрализует реактивные виды кислорода (РОС), а также альфа-бета ненасыщенные альдегиды, образующиеся при пероксидации жирных кислот клеточных мембран в условиях окислительного стресса. Он также поддерживает pH в мышечных клетках и действует как нейротрансмиттер в головном мозге. Кроме того, карнозин является цвиттерионом – нейтральной молекулой, имеющей положительный и отрицательный заряды.

Антигликационная

Карнозин действует как антигликационный агент, снижая скорость образования продуктов поздней гликизации (веществ, которые могут быть фактором развития или усугубления многих дегенеративных заболеваний, таких как диабет, атеросклероз, хроническая почечная недостаточность и болезнь Альцгеймера), и в конечном итоге уменьшает развитие атеросклеротических бляшек.

Геропротектор

Карнозин считается геропротектором. Карнозин способен увеличивать предел Хейфлика в фибробластах человека, а также, по-видимому, снижает скорость укорочения теломер. Карнозин может также замедлять процессы старения благодаря своим антигликирующим свойствам (хроническое гликирование, как считается, ускоряет старение).

Другое

Карнозин способен хелатировать двухвалентные ионы металлов. Предполагается, что связывание Ca2+ может вытеснять протоны, тем самым устанавливая связь между буферизацией Ca2+ и H+. Однако степень связывания Ca2+ с карнозином в физиологических условиях остаётся предметом дискуссий. Исследования продемонстрировали положительную корреляцию между концентрацией карнозина в мышечной ткани и результатами физических упражнений. Считается, что прием β-аланина повышает работоспособность, стимулируя синтез карнозина в мышцах. В то же время, физические упражнения, как было показано, увеличивают концентрацию карнозина в мышцах, а его содержание в мышцах выше у спортсменов, занимающихся анаэробными видами спорта.