肉碱的来源及生理作用

肉碱（carnitine），是一种类氨基酸，属于季铵阳离子复合物，可以通过生物合成方法从赖氨酸及蛋氨酸两种氨基酸合成产生，在体内与脂肪代谢成能量有关。肉碱化学结构式为(CH3)3N+CH2CH(OH)CH2COO-，有左旋（L）及右旋（D）两种旋光异构体，只有L型具有生物活性，D型是其竞争性抑制剂。自然界中只存在L-肉碱，并且研究证明只有L型肉碱对动物具有营养作用。

肉碱在脂肪新陈代谢产生能量的过程中起着关键作用。当长链脂肪酸需要透过线粒体膜进行β氧化时，它们首先与肉碱结合形成脂酰基肉碱。这一过程是在线粒体膜上的转移酶（脂酰辅酶A：肉碱脂肪酸转移酶）的催化下完成的。随后，脂酰基肉碱被运送到线粒体内，并再次转移给辅酶A，成为脂酰基辅酶A，进而接受β氧化。因此，肉碱在促进线粒体内的长链脂肪酸氧化方面发挥着重要作用。

一、来源

1.人体来源

天然食品中以羊肉、牛肉等红肉中肉碱含量较高，人乳、牛乳中含有少量，蔬菜、水果中极低。外源性肉碱经肠道吸收后通过门静脉进入肝脏，被肝细胞摄取并转化为酯酰肉碱。内源性肉碱的合成机制复杂，需要赖氨酸、蛋氨酸、烟酸、维生素B、维生素C、铁6种营养素参与。婴幼儿合成能力为成人的10%~30%，较成年人更容易出现肉碱缺乏症。

2.外源摄入

一般来说，植物性食物肉碱含量较低，某些植物甚至不含肉碱，动物性食物含量较高，按mg/100g计：羊肉209.06，牛肉61.60，羊肝59.05，兔肉21.00，绵羊奶15.20，其他动物性食品在1~5之间，植物性食品，均在1.0以下，甚至不含有，只有小麦芽为1.06，植物性食物不但肉碱含量低，同时合成肉碱的二种必需氨基酸-—赖氨酸和蛋氨酸含量亦低，因此，素食者食物中很容易缺少肉碱，造成肉碱缺乏症。

3.内源合成

肉碱极易溶于水，从膳食摄入的肉碱能被人体完全吸收。已知体内吸收L-肉碱的部位是小肠，但有关肉碱（游离的或酯化的）透过肠粘膜的确切吸收过程和吸收部位都还不清楚。除了从食物中摄取的外源性L-肉碱外，人类还可以通过自身来合成内源性肉碱。肝脏和肾脏是体内生物合成肉碱的主要器官，从赖氨酸出发经ε-三甲基-β-羟基赖氨酸，并在醛缩酶、醛氧化酶的作用下生成γ-丁基甜菜碱，再经羟化酶转化为L-肉碱。除赖氨酸外，体内L-肉碱的生物合成还需要甲硫氨酸以及维生素C、烟酸和维生素B6等物质。

二、生理作用

1.促进脂肪酸的运输与氧化

胞液中的脂酰CoA需要与L-肉碱结合才能进入线粒体氧化。肉碱是转运长链脂酰CoA进入线粒体的中心物质，可将脂肪酸以酯酰基形式从线粒体膜外转移到膜内，还可促进乙酰乙酸的氧化，可能在酮体利用中起作用。当机体缺乏肉碱时，脂肪酸β-氧化受抑制，导致脂肪浸润。

2.促进碳水化物和氨基酸的利用

L-肉碱可将脂肪酸、氨基酸和葡萄糖氧化的共同产物乙酰CoA以乙酰肉碱的形式通过细胞膜，所以L-肉碱在机体中有促进三大能量营养素氧化的功能。

3.提高机体耐受力、防止乳酸积累

线粒体能够将脂肪作为燃料高效地产生较多的ATP，这一过程有助于改善老龄鼠体内较低的线粒体膜电位和细胞氧耗水平。L-肉碱能提高疾病患者在练习中的耐受力，如练习时间、最大氧吸收和乳酸阈值等指标在机体补充L-肉碱后，都会有不同程度的提高。在激烈运动中，氧气供应常不足而造成肌肉产生乳酸，过量乳酸可造成酸中毒。口服L-肉碱可使最大氧吸收时的肌肉耐受力提高，防乳酸积累，缩短剧烈运动后的恢复期，减轻运动带来的紧张感和疲劳感。

4.作为心脏保护剂

已发现缺乏肉碱会导致心功能不全。但肉碱改善心功能是刺激糖代谢而不是脂肪代谢。给正常健康人急性一次投予2g肉碱后，出现胰岛素分泌增加和血糖降低（均在正常范围内），即肉碱加强了糖代谢。此外，L-肉碱参与心肌脂肪代谢过程，有保护缺血心肌的作用，可用于治疗心力衰竭、缺血性心脏病及心率失常。L-肉碱还有缓解动物败血症休克的作用。

5.加速精子成熟并提高活力

L-肉碱是精子成熟的一种能量物质，具有提高精子数目与活力的功能。通过对30名成年男性的调查表明，精子数目与活力在一定范围内与膳食L-肉碱供应量成正比，且精子中L-肉碱含量也与膳食L-肉碱的含量成正相关。

6.延缓脑细胞衰老

维持脑细胞的功能需要正常摄取葡萄糖用于供能、不断地合成蛋白质以维持细胞的存在及不停地排出细胞废弃物。肉碱广泛分布于体内各组织，包括神经组织。给小鼠腹腔注射醋酸胺导致氨中毒时，脑的能量代谢改变、ATP和磷酸肌酸下降，ADP、AMP、丙酮酸和乳酸增多，而肉碱抑制此过程的发展（D-肉碱也有效），可见肉碱保护脑的机制不是以促进脂肪代谢就足以解释。

7.其他作用

①抗氧化。可预防运动时产生的脂质过氧化物，保护肌纤维不受游离基团的伤害。

②降血胆固醇和甘油三酯，没有肉碱参与，机体无法转运脂类参与降解。肉碱改变血脂形式也有利于改善动脉粥样硬化。

③减体重。肉碱可促进脂肪运至线粒体内氧化分解。补充L-肉碱，能改善脂肪代谢紊乱，能降血脂、治疗肥胖症以及纠正脂肪肝等。