La carnosina è un dipeptide composto dagli amminoacidi beta-alanina e L-istidina che si trova nei tessuti muscolari e, in particolare nel muscolo scheletrico, nel cervello e nei tessuti gastrointestinali degli esseri umani ed è presente in tutti i vertebrati.
La carnosina è conosciuta per le sue proprietà antiossidanti e la sua capacità di tamponare il pH nelle cellule e quindi può contribuire a mantenere un equilibrio adeguato di acidità nel corpo. Ciò può essere vantaggioso per le prestazioni fisiche, in quanto può ritardare l’affaticamento muscolare e migliorare la resistenza durante l’attività fisica ad alta intensità.
Infatti le prestazioni durante questo tipo di attività possono essere influenzate da una elevata concentrazione idrogenionica dovuta alla produzione di acido lattico che può essere mitigata in presenza di una soluzione tampone che contribuisce a ritardare l’affaticamento muscolare
Oltre al suo ruolo come antiossidante e tampone del pH, può svolgere altre funzioni benefiche per la salute infatti può aiutare a proteggere il sistema nervoso, migliorare la funzione cognitiva e svolgere un ruolo nella regolazione del metabolismo dei lipidi e dei carboidrati.
Struttura della carnosina
La formula chimica è C9H14N4O3 ed è un dipeptide in cui i due amminoacidi sono legati tra loro tramite un legame peptidico ed è il più noto di una serie di dipeptidi imidazolici come l’omocarnosina, l’anserina e la L-balenina.
Ha un valore di pKa di 6.83 quindi, a pH fisiologico, si trova in forma cationica presentando il gruppo amminico protonato. Il gruppo imidazolo sulle molecole contenenti istidina, come la carnosina, lo rende particolarmente efficace come tampone.
Questo gruppo ha un valore di pKa vicino a quello del pH intracellulare, quindi uno degli atomi di azoto dell’anello imidazolico può essere utilizzato per accettare un protone
La carnosina viene scomposta nel corpo dalla carnosinasi, che si trova nella maggior parte dei tessuti ad eccezione del muscolo scheletrico, spiegando in parte perché le sue concentrazioni sono più alte in questo tessuto.
Funzioni della carnosina
La carnosina ha dimostrato di avere altri ruoli fisiologici, e, in particolare, è un efficace antiossidante e può proteggere le cellule dai danni causati dai radicali liberi e dallo stress ossidativo. Questa proprietà può contribuire alla salute generale e alla prevenzione di malattie legate all’invecchiamento. La sua funzione antiossidante è studiata a causa della sua possibile applicazione nella pratica clinica.
Tuttavia, alcuni studi mettono in dubbio il suo ruolo antiossidante evidenziando un effetto pro-ossidante nei sistemi contenenti ioni di nichel e ferro. È infatti possibile che in alcune condizioni la carnosina possa ridurre gli ioni dei metalli di transizione come, ad esempio Fe3+ aumentando così la produzione di radicali idrossilici in sistemi contenenti perossido di idrogeno. Questo fenomeno è riconosciuto per l’acido ascorbico che possiede attività pro-ossidante soprattutto in presenza di ioni ferro e rame.
La carnosina può agire da chelante nei confronti di ioni metallici che possono essere coinvolti in processi di ossidazione e nella formazione di radicali liberi. Nella pratica medica la terapia chelante è una terapia disintossicante per eliminare efficacemente i metalli pesanti dal corpo.
La sua versatilità e molteplicità di azioni nel corpo umano la rendono un composto interessante per la ricerca scientifica e potenzialmente utile per diverse condizioni e patologie.
Biosintesi
La biosintesi avviene principalmente nel tessuto muscolare tra i due amminoacidi che costituiscono il dipeptide
La beta-alanina è un amminoacido non proteinogenico sintetizzata nel fegato tramite amminazione riduttiva dell’acido piruvico.
Nella prima fase di questa reazione l’α-chetoglutarato, l’ammoniaca e NADH sono convertiti in glutammato, NAD+ e acqua. Nella seconda fase, il gruppo amminico del glutammato è trasferito al piruvato, rigenerando l’α-chetoglutarato e convertendo il piruvato in alanina.
L’istidina è un amminoacido essenziale contenuta sia in alimenti di origine animale come carne, pollame, uova, pesce, prodotti lattiero-caseari che di origine vegetale come riso, grano, segale e frumento
L’enzima carnosina sintetasi catalizza la reazione tra la beta-alanina e l’istidina per formare il legame peptidico.
Questa reazione avviene nel citosol delle cellule muscolari e richiede l’energia fornita dall’ATP
La quantità di carnosina sintetizzata può variare da individuo a individuo e può essere influenzata da diversi fattori, tra cui l’età, la dieta e l’attività fisica. Alcune ricerche suggeriscono che l’integrazione di beta-alanina può aumentare i livelli di carnosina muscolare, migliorando così la capacità di tamponare l’accumulo di acido lattico durante l’esercizio fisico intenso.
Fonti alimentari
È presente principalmente negli alimenti di origine animale, in particolare nelle carni rosse. Alcuni alimenti che sono considerati buone fonti includono:
Carne rossa: carne bovina, agnello e maiale. I tagli di carne più magri possono contenere una quantità leggermente inferiore rispetto alle parti più grasse
Pesce: alcuni pesci, come il tonno, il salmone e il merluzzo e il pesce affumicato può essere una fonte di carnosina.
Pollame: il pollo e il tacchino possono contenere piccole quantità di carnosina, sebbene in misura minore rispetto alle carni rosse.
Frattaglie: Alcune frattaglie, come il fegato e i reni anche se le quantità possono variare a seconda dell’animale e della parte specifica.
Il livello di carnosina negli alimenti è influenzata dal metodo di preparazione infatti le cotture a temperature elevate ne riducono la quantità.