Karnityna - mitochondria i nie tylko

Abstrakt

Karnityna [(3R)-3-hydroksy-4-(trimetyloazaniumylo)maślan] w organizmach ssaków jest dostarczana głównie z pożywieniem. Do komórek wchodzi dzięki aktywności transportera kationów organicznych i karnityny OCTN2 (SLC22A5), może też być transportowana przez CT2 (SLC22A16) i transporter aminokwasów obojętnych i zasadowych ATB0,+ (SLC6A14). Grupa hydroksylowa karnityny ma zdolność tworzenia estrów z kwasami organicznymi (ksenobiotyki, kwasy tłuszczowe) dzięki aktywności acylotransferaz karnitynowych. Karnityna jest niezbędna w przenoszeniu kwasów tłuszczowych do mitochondriów: w funkcjonowaniu tzw. wahadła karnitynowego istotną rolę spełniają palmitoilotransferaza karnitynowa 1, nośnik karnitynowy (SLC25A20) w wewnętrznej błonie mitochondrialnej i palmitoilotransferaza karnitynowa 2. Utlenianie kwasów tłuszczowych zachodzi także w peroksysomach. Powstające pochodne o średniej długości łańcucha węglowego usuwane są w formie acylokarnityn i najprawdopodobniej zaangażowany jest w tym procesie transporter OCTN3 (Slc22a21). W transporcie acylowych estrów karnityny przez zewnętrzną błonę mitochondrialną proponowany jest udział kanału anionowego regulowanego napięciem (VDAC) lub/i oligomerów palmitoilotranferazy karnitynowej 1. Mutacje w genach kodujących białka transportujące karnitynę przez błonę plazmatyczną objawiają się tzw. pierwotnym niedoborem karnityny o symptomach zaburzających normalne funkcjonowanie mięśni (w tym serca) i mózgu. W artykule omówiono także mechanizmy regulujące funkcjonowanie tych białek, z podkreśleniem ich roli jako potencjalnych celów terapeutycznych.