左旋肉碱与代谢综合征关系的研究进展

范晶晶，吕 超，滕文娇（综述），刘 莉（审校）

（1.中国医科大学七年制，沈阳 110001;2.中国医科大学营养与食品卫生教研室，沈阳 110001）

代谢综合征（metabolic syndrome，MS）是伴随心血管疾病和代谢危险因素聚集的一种复杂的临床病理状态，包括中心性肥胖、高血压、血脂异常及糖耐量异常。MS的患病率随年龄的增长而逐年增加，根据中华医学会糖尿病分会的诊断标准，目前中国城市社区20岁以上人群中MS的患病率为14%～16%。MS会增加心血管疾病和Ⅱ型糖尿病的患病风险［1-3］。它的核心是胰岛素抵抗，即胰岛素促进葡萄糖利用能力的下降，发病机制非常复杂，至今尚未完全阐明。总的来说，是遗传因素及环境因素共同作用的结果。最近的一些研究表明，左旋肉碱可以改善MS的临床症状及代谢异常［4］。现就左旋肉碱与MS关系的研究综述如下。

1 左旋肉碱的来源

左旋肉碱（L-carnitine），化学名称β羟基γ三甲铵丁酸，又称L-肉碱，是一种促使脂肪转化为能量的类氨基酸，对人体无不良反应。人体主要有两种来源:一是从膳食中摄取，主要是红色肉类，如瘦肉，机体主要靠这种方法补充;二是内源性合成，这种合成非常有限。肉碱的生物合成起始于体内必需氨基酸、赖氨酸和甲硫氨酸［5］，富含赖氨酸的蛋白质在蛋白质甲基化酶的催化下，由s-腺苷甲硫氨酸供给甲基将多肽链中的赖氨酸转化为ε-三甲赖氨酸，随后通过体内蛋白酶水解生成三甲赖氨酸，三甲赖氨酸再经过四步酶促反应合成肉碱。在此过程中还需要烟酸、维生素B6、维生素C和铁离子的参与（图1）。

2 左旋肉碱的作用

首先，左旋肉碱在脂肪代谢过程中能够促进脂肪酸进入线粒体氧化分解，可以说是转运脂肪酸的载体。其次，左旋肉碱还可以促进支链氨基酸的氧化利用，可以改变线粒体内呼吸酶的活性，从而提高机体有氧氧化供能的能力，缓解疲劳。再次，左旋肉碱还能提高血液中的高密度脂蛋白水平，有助于清除体内的胆固醇，保护血管，降低血脂，同时也可降低高血压患者的血压。

3 左旋肉碱与MS的关系

左旋肉碱是一种与代谢相关的必需营养素。已有很多在鼠类模型和人类细胞系上的研究以及临床病理研究都表明，左旋肉碱能够改善 MS的主要症状。

3.1 左旋肉碱与肥胖的关系 左旋肉碱可以改善MS中的肥胖（主要指中心性肥胖）症状，这一点已被公认。长链脂肪酸不能穿越线粒体膜，只能依靠左旋肉碱进入线粒体内进行β-氧化和三羧酸循环反应，为机体的各种代谢活动提供能量［6］。Walter等［7］的研究表明，在减肥中补充左旋肉碱具有有效性且对身体无不良反应。黄宗锈等［8］采用自身对照及组间对照法对肥胖受试者进行为期35 d的人体试验，结果表明试验前后体质量、腰围、臀围、体脂总量、右三角肌下缘臂外侧正中点处皮下脂肪厚度、右脐旁3 cm处脂肪厚度的减少值，左旋肉碱组均大于对照组，表明左旋肉碱能降低肥胖者的脂肪量，达到减肥的目的。Siegner等［9］利用体外培养的人前脂肪细胞，采用聚合酶链反应和免疫荧光技术，结果表明荷叶提取物和左旋肉碱的混合物可以减少三酰甘油在人前脂肪细胞的积聚，这种混合物有可能治疗与肥胖相关的疾病。

3.2 左旋肉碱与血脂紊乱的关系 MS中的血脂异常主要指三酰甘油水平升高，高密度脂蛋白胆固醇水平降低，低密度脂蛋白水平升高［10］。由于胆固醇在血管细胞内皮沉积，激发了一系列的动脉粥样硬化病理生理改变。左旋肉碱能够提高血液中的高密度脂蛋白水平，有效地降低胆固醇和三酰甘油水平，保护血管，降低血脂。Colucci等［11］报道，左旋肉碱可以降低老年患者的三酰甘油和低密度脂蛋白水平。Kim等［12］在鼠类模型中发现，对于高脂饮食诱导肥胖的大鼠，左旋肉碱与藤黄果及大豆肽的混合物可以减少内脏脂肪的积累，改善血脂异常状态。Shojaei等［13］通过研究肉碱水平和泛癸利酮对于维持性血液透析患者的血脂及血清脂蛋白影响的实验，发现补充肉碱与泛癸利酮能降低维持性血液透析患者（经过他汀类药物治疗）的血清脂蛋白水平。

3.3 左旋肉碱与心血管疾病的关系 心血管疾病在MS中很常见。左旋肉碱在调整心肌组织的能量供应方面有很重要的作用。心血管疾病，如心脏衰竭和缺血，经常伴随心肌腺苷三磷酸水平下降，导致工作效率降低［14］。因此，左旋肉碱及其衍生物已被考虑用在代谢治疗中，满足心肌对腺苷三磷酸的需要，维护心脏搏动功能，维持细胞和组织活力［15］。此外，左旋肉碱是促进脂肪酸氧化的重要物质，并调节心肌的糖、脂代谢。Nakamura等［16］报道，血清肉碱水平的差异可以反映心肌脂肪酸代谢障碍的程度，并有助于区分肥厚性心肌病和高血压心脏病。Ruggenenti等［17］报道，口服乙酰左旋肉碱（左旋肉碱的一种天然形态，存在于体内的一种自然物质）24周以上也可以降低血压。张治宇等［18］的研究表明，对急性病毒性心肌炎患者，早期补充外源性左旋肉碱可以明显缓解患者临床症状，改善重症患者心功能。

3.4 左旋肉碱与高血糖的关系 MS中（尤其肥胖患者）胰岛素分泌异常，对血糖与血脂都会产生影响。王丽敏等［19］采用区组随机分组的方法通过观察左旋肉碱干预后糖尿病大鼠空腹血糖和血清游离脂肪酸的变化规律，得出左旋肉碱可以降低血清游离脂肪酸和体质量的结论。Malaguarnera等［20］也在实验中证实，2型糖尿病患者口服左旋肉碱可以降低氧化低密度脂蛋白胆固醇水平。另外，Derosa等［21］证明，西布曲明合用左旋肉碱比单用西布曲明在糖尿病患者中能更快地更好地控制血脂、胰岛素抵抗参数、血糖和体质量。Hao等［22］在糖尿病大鼠模型中，利用线粒体4种组合的定位营养素，即R-α-硫辛酸，乙酰左旋肉碱，烟酰胺和生物素，得出组合的营养素通过增强线粒体功能，减少氧化损伤和延缓细胞死亡，从而改善2型糖尿病患者的免疫功能的结论。

4 小结

研究左旋肉碱与MS的关系具有极其重要的临床价值。左旋肉碱作为脂肪酸氧化的载体，可以改善MS的腹部肥胖、血脂异常等症状。但是目前对于MS的发病原因还不是很清楚，尤其是从遗传学和分子学的角度研究，以及左旋肉碱是如何与其他药物联用综合地改善MS的临床症状都有待于进一步的研究。

［1］Pei D，Kuo SW，Wu DA，et al.The relationships between insulin resistance and components of metabolic syndrome in Taiwanese A-sians［J］.Int J Clin Pract，2005，59（12）:1408-1416.

［2］Grundy SM，Cleeman JI，Daniels SR，et al.Diagnosis and management of the metabolic syndrome:an American Heart Association/National Heart，Lung，and Blood Institute scientific statement:Executive Summary［J］.Criti Pathw Cardiol，2005，4（4）:198-203.

［3］Sheu WH，Chuang SY，Lee WJ，et al.Predictors of incident diabetes，metabolic syndrome in middle-aged adults:a 10-year follow-up study from Kinmen，Taiwan［J］.Diabetes Res Clin Pract，2006，74（2）:162-168.

［4］Flanagan JL，Simmons PA，Vehige J，et al.Role of carnitine in disease［J］.Nutr Metab，2010，7（30）:5-6.

［5］Cave MC，Hurt RT，Frazier TH，et al.Obesity，inflammation，and the potential application of pharmaconutrition［J］.Nutr Clin Pract，2008，23（1）:16-34.

［6］Srinivas SR，Prasad PD，Umapathy NS，et al.Transport of butyryl-L-carnitine，a potential prodrug，via the carnitine transporter OCTN2 and the amino acid transporter ATB（0，+）［J］.Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol，2007，293（5）:G1046-G1053.

［7］Walter P，Schaffauser AO.L-Carnitine，a'Vitamin-like Substance'for functional food.Proceedings of the symposium on L-carnitine，april 28 to may 1，2000，zermatt，switzerland［J］.Ann Nutr Metab，2000，44（2）:75-96.

［8］黄宗锈，林健，林春芳，等.左旋肉碱对肥胖人员减肥作用的效果观察［J］.预防医学论坛，2007，13（1）:6-7.

［9］Siegner R，Heuser S，Holtzmann U，et al.Lotus leaf extract and L-carnitine influence different processes during the adipocyte life cycle［J］.Nutr Metab（Lond），2010（7）:66.

［10］Carr MC，Brunzell JD.Abdominal obesity and dyslipidemia in the metabolic syndrome:importance of type 2 diabetes and familial combined hyperlipidemia in coronary artery disease risk［J］.J Clin Endocrinol Metab，2004，89（6）:2601-2607.

［11］Colucci S，Mori G，Vaira S，et al.L-carnitine and isovaleryl L-carnitine fumarate positively affect human osteoblast proliferation and differentiation in vitro［J］.Calcif Tissue Int，2005，76（6）:458-465.

［12］Kim YL，Kim KY，Kim MS，et al.A mixture of the aqueous extract of Garcinia cambogia，soy peptide and L-carnitine reduces the accumulation of visceral fat mass in rats rendered obese by a high fat diet［J］.Genes Nutr，2008，2（4）:353-358.

［13］Shojaei M，Djalali M，Khatami M，et al.Effects of carnitine and coenzyme Q10 on lipid profile and serum levels of lipoprotein（a）in maintenance hemodialysis patients on statin therapy［J］.Iran J Kidney Dis，2011，5（2）:114-118.

［14］Abozguia K，Shivu GN，Ahmed I，et al.The heart metabolism:pathophysiological aspects in ischaemia and heart failure［J］.Curr Pharm Des，2009，15（8）:827-835.

［15］Revenco D，Morgan JP.Metabolic modulation and cellular therapy of cardiac dysfunction and failure［J］.J Cell Mol Med，2009，13（5）:811-825.

［16］Nakamura T，Sugihara H，Kinoshita N，et al.Can serum carnitine levels distinguish hypertrophic cardiomyopathy from hypertensive hearts?［J］.Hypertension，2000，36（2）:215-219.

［17］Ruggenenti P，Cattaneo D，Loriga G，et al.Ameliorating hypertension and insulin resistance in subjects at increased cardiovascular risk:effects of acetyl-L-carnitine therapy［J］.Hypertension，2009，54（3）:567-574.

［18］张治宇，殷仁富，陈金明，等.左旋卡尼汀（雷卡）对急性病毒性心肌炎的治疗作用［J］.心脏杂志，2005，17（6）:564-565.

［19］王丽敏，葛杰，尹锡玲，等.左旋卡尼汀对糖尿病大鼠血糖及游离脂肪酸影响［J］.中国公共卫生，2008，24（10）:1248-1249

［20］Malaguarnera M，Vacante M，Avitabile T，et al.L-Carnitine supplementation reduces oxidized LDL cholesterol in patients with diabetes［J］.Am J Clin Nutr，2009，89（1）:71-76.

［21］Derosa G，Maffioli P，Salvadeo SA，et al.Sibutramine and L-carnitine compared to sibutramine alone on insulin resistance in diabetic patients［J］.Intern Med，2010（49）:1717-1725.

［22］Hao J，Shen W，Tian C，et al.Mitochondrial nutrients improve immune dysfunction in the type 2 diabetic Goto-Kakizaki rats［J］.J Cell Mol Med，2009，13（4）:701-711.