Karnozyna – cudowne działanie przeciwutleniające – Ogólnopolski Informator Masarski

W hodowlach komórek ludzkich zauważono, że obecność karnozyny w środowisku wyraźnie opóźnia ich starzenie się (komórki, w których otoczeniu znajdował się ten związek, zachowywały dłużej swoje funkcje). Podobne wyniki otrzymali McFarland i Holliday (1999) dodając karnozynę do hodowli ludzkich fibroblastów. Wykazano również, że doustne podawanie karnozyny przez okres 3 miesięcy poprawia ogólny stan skóry i zmniejsza zmarszczki. Co więcej, związek ten, działa synergistycznie z α-tokoferolem. W badaniach u osób dializowanych łączne podawanie obu przeciwutleniaczy zmniejszało stres oksydacyjny i ochroniło przed chorobami sercowo-naczyniowymi. Podobnie w badaniach na muszkach owocówkach dowiedziono, że karnozyna przedłużała ich życie nawet o 20%. Kiedy połączono ją z rozpuszczalną w wodzie formą witaminy E, żeńskie muszki doświadczyły 36% przedłużenia życia.Antyoksydacyjny charakter karnozyny jest oczywiście powiązany z usuwaniem wolnych rodników. Wszystko za sprawą wiązania metali ciężkich i ich późniejszego chelatowania, co prowadzi do całkowitej neutralizacji szkodliwych substancji. Związek posiada te właściwości w stosunku do kobaltu, cynku, żelaza i miedzi. Kiedy dochodzi do zaburzenia w stężeniu jonów cynku w ośrodkowym układzie nerwowym, występuje zwiększone ryzyko schorzeń neurologicznych, na przykład choroby Alzheimera czy padaczki. Natomiast toksyczne oddziaływanie miedzi prowadzi między innymi do zróżnicowanych form uszkodzenia wątroby i skorelowane jest z rozwojem choroby Willsona. Niekorzystny jej wpływ zaobserwowano również w obrębie ośrodkowego układu nerwowego z uszkodzeniem jego struktur, martwicą komórek nerwowych i wtórnie, powstawaniem jamistości tkanki nerwowej. Bardzo rzadko obserwuje się cechy uszkodzenia mięśnia serca, gruczołów wewnętrznego wydzielania, zmiany kostne i stan zapalny stawów.Kolejną chorobą, którą może powstrzymać suplementacja karnozyny jest zaćma starcza. Jej możliwość zmniejszania stresu oksydacyjnego niweluje ryzyko wystąpienia degeneracyjnego schorzenia oczu.Karnozyna wykazuje wiele działań prozdrowotnych w obrębie układu krwionośnego, gdyż poprawia kurczliwość mięśnia sercowego, zmniejsza napięcie naczyniowe poprzez regulowanie stężenia wapnia, zapobiegając tym samym rozwojowi miażdżycy. Dipeptyd ten może też chronić serce przed uszkodzeniem w warunkach niedokrwienia i reperfuzji. Dowiodły tego badania na modelu szczurzym. U tych zwierząt Rusakov i Dolgikh (1992) wywołali śmiertelną utratę krwi, a po 4- i 6-minutowej śmierci klinicznej wykonali resuscytację. Stwierdzili peroksydację lipidów, obniżenie aktywności enzymów przeciwutleniających oraz aktywację glikolizy beztlenowej w mięśniu sercowym. Dochodziło również do niestabilności hemodynamicznej. Podana pozajelitowo karnozyna (w dawce 25 mg/kg) zredukowała stężenie substancji toksycznych powstałych w wyniku peroksydacji lipidów oraz zmniejszyła metaboliczne i hemodynamiczne zaburzenia czynności serca.Niezwykle istotną funkcją karnozyny jest wpływ na regulację i intensyfikację pracy mięśni poprzez poprawę kurczliwości ich włókien. Jej działanie na organizm aktywny, generalnie przyczynia się do zwiększenia kondycji fizycznej, głównie poprzez buforujące działanie na kwas mlekowy, który wytwarza się w mięśniach po odbytym treningu. Naukowcy zaobserwowali (zjawisko Seweryna), że kiedy mięśnie żaby poddano stymulacji elektrycznej (w celu uzyskania zmęczenia), a następnie umieszczono w roztworze zawierającym karnozynę, skutecznie poprawiła się ich wytrzymałość i siła skurczu.Warto wspomnieć, iż karnozyna posiada zdolność hamowania wzrostu komórek nowotworowych. Pierwsze doniesienie o efekcie przeciwnowotworowym tego dipeptydu opisali w 1986 roku Nagai i Suda, którzy stosowali karnozynę (50 mg/kg/dzień) podczas leczenia guza gruczołu piersiowego. Inne badania dowiodły, że karnozyna może być potencjalnym czynnikiem antyproliferacyjnym w rozwoju nowotworu nerki [Pandurangan i in., 2013]. Co więcej, analizy wykonane przez Dinga i in. (2018) świadczą o tym, że L-karnozyna ma działanie przeciwnowotworowe w ludzkich komórkach raka wątroby.Ze względu na pozytywne oddziaływanie karnozyny na organizm ludzki, warto zastanowić się właściwie, w których produktach spożywczych możemy ją znaleźć? Średnia zawartość procentowa karnozyny w stosunku do całkowitej CRC (Carnosine Related Compounds) jest najwyższa w mięsie końskim (98,9%), następnie w polędwicy wieprzowej (89,3%) i wołowinie (88,0%), podczas gdy indyk, królik i kurczak zawierają odpowiednio – 19,9%, 23,3% i 30,6% tego związku. Niestety przez enzym karnozynazy jest ona szybko degradowana w organizmie. Oznacza to, że nawet jeśli stosuje się dietę bogatą w ten bioaktywny związek, nie zostaje on w organizmie wystarczająco długo, by zapewnić obronne efekty. Wyniki badań wykazują, że 250 mg spożytej karnozyny z około 200 g mięsa hamburgera, zostało zupełnie oczyszczone z krwi badanych osób w ciągu 5-6 godzin przez enzym karnozynazę. Przyjmuje się, że 1000 mg dziennie karnozyny byłoby optymalną ilością (Park i in., 2005).Dlatego też związek ten zaczęto używać jako substancję wzbogacającą produkty pochodzenia zwierzęcego. Badania naukowców polskich, jak i zagranicznych dowodzą, że użycie karnozyny jako dodatku do mięs ma również swoje uzasadnienie technologiczne, gdyż jest ona doskonałym przeciwutleniaczem. Analizy prowadzone w Katedrze Technologii Surowców Zwierzęcych i Zarządzania Jakością na Uniwersytecie Przyrodniczym we Wrocławiu, mają na celu opracowanie technologii izolacji z surowców mięsnych tego cennego dipeptydu, oddziaływującego na procesy oksydacji oraz nieenzymatycznej glikozylacji zachodzących zarówno w procesach fizjologicznych organizmów zwierząt i ludzi, oraz w trakcie wytwarzania i przechowywania żywności. Trwają intensywne prace nad stworzeniem bulionów mięsnych o wysokiej zawartości karnozyny, jak również nad opracowaniem nowych produktów mięsnych, które będą zawierać duże ilości również innych naturalnych antyoksydantów. Reakcje oksydacji lipidów, barwników hemowych i białek mięśniowych, poza mikrobiologicznym psuciem, uważane są za najważniejsze procesy wpływające na obniżenie jakości (właściwości funkcjonalnych, sensorycznych, tekstury i wartości odżywczej) mięsa w trakcie przechowywania. W ich efekcie zmniejsza się rozpuszczalność białek, pogorszeniu ulegają smak i zapach, tworzą się wolne rodniki i inne produkty oksydacji, np. utlenione formy cholesterolu (Bekhit i in., 2013; Lund i in., 2007; Ventanas i in., 2006). Decker i Crum (1993) wykazali, że dipeptyd ten zmniejszał utlenialność tłuszczów w mielonym mięsie z indyka i pasztecikach z kurczaka. Bekhit i in. (2004) zastosowali karnozynę w celu zmniejszenia peroksydacji tłuszczów w mielonej wołowinie. Podczas przechowywania w żadnym z analizowanych przypadków TBARS nie przekroczył wartości progowej 1 mg MDA/kg, związanej z pojawieniem się nieakceptowanego aromatu będącego efektem oksydacyjnego jełczenia. W badaniach O’Neill i in. (2009) paszteciki ze zmielonego podudzia kurczaka przygotowano z karnozyną (1,5%), solą (1%) lub solą i karnozyną. Po ich przechowywaniu w warunkach chłodniczych nie stwierdzono obniżenia jakości tych wyrobów.Das i in. (2006) zaobserwowali, że próbki mielonego mięsa bawolego zawierające 1,0% i 1,5% karnozyny znacząco hamowały tworzenie metmioglobiny i powstawanie brązowego zabarwienia. Karnozyna poprawiła również pH mięsa i zdolność zatrzymywania wody. Co więcej, zapewniła pożądany wizualny kolor i zapach mięsa. Zastosowanie tego dodatku w ilości 1,0% wydłużyło okres przydatności wyrobu do 8 dni (w temperaturze 4±1°C).Analizy naukowe przeprowadzone przez Lee i in. (1999) dowiodły, iż kwas askorbinowy (0,1%) znacząco hamował tworzenie metmioglobiny (MetMb) na powierzchni mielonej wołowiny, ale nie w masie produktu, gdzie ciśnienie tlenu było niższe. Jednakże karnozyna dodana w ilości 1,0% znacząco opóźniała tworzenie metmioglobiny i powstawanie brązowego zabarwienia w całym produkcie. Generalnie karnozyna w połączeniu z kwasem askorbinowym może być przydatna jako dodatek do mięsa w celu wydłużenia okresu przydatności do spożycia, jak również stabilizowania koloru produktów mięsnych.Zmiany oksydacyjne zostały również zahamowane w pasztecikach wołowych pakowanych w atmosferze modyfikowanej (70% O2 + 20% CO2 + 10% N2) pod wpływem dodatku kwasu askorbinowego i karnozyny. Wyroby te w czasie dwudziestodniowego przechowywania w temperaturze 2±1OC charakteryzowały się odpowiednią barwą mierzoną w systemie CIE L*a*b* (Sánchez-Escalante i in., 2011).Wyniki badań Badr (2007) pokazują, że karnozyna może być z powodzeniem stosowana jako naturalny przeciwutleniacz w celu zwiększenia stabilności oksydacyjnej napromieniowanych promieniami gamma surowych i gotowanych produktów mięsnych. Ponadto związek ten wywierał znaczącą skuteczność w utrzymaniu akceptowalnego wizualnego czerwonego koloru po napromieniowaniu oraz podczas przechowywania mielonej wołowiny i surowych pasztecików w lodówce (4±1OC), jak i w zamrażarce (-18OC).Dużą zaletą karnozyny jest to, że wykazuje ona dość wysoką stabilność termiczną podczas obróbki cieplnej. Peiretti i in. (2012) zaobserwowali, że gotowanie wołowiny przez 10 minut spowodowało utratę około 50% karnozyny, prawdopodobnie z powodu wysokiej rozpuszczalności tego związku w wodzie. Obróbka za pomocą mikrofal (10 minut) spowodowała średnią utratę przeciwutleniacza na poziomie około 20%, zaś obróbka mięsa w polu mikrofalowym (3 minuty) połączona z grillowaniem trwającym 7 minut doprowadziły do zmniejszenia karnozyny tylko o około 10%.

Zatem czy faktycznie wraz z wiekiem możemy zapomnieć o spowolnieniu starzenia się, przemęczeniu spowodowanym przepracowaniem czy problemach ze zdrowiem? Liczne badania naukowe dowodzą, że jednak tak! Karnozyna jest substancją o cudownych, unikalnych właściwościach, które wyróżniają ją na tle innych substancji białkowych i aminokwasów. Wykazuje ona duży potencjał terapeutyczny w walce z procesami starzenia się organizmów z uwagi na właściwości protekcyjne w stosunku do makrocząsteczek budulcowych: białek, lipidów czy DNA. Może ona znaleźć bardzo szerokie zastosowanie w profilaktyce i leczeniu chorób cywilizacyjnych, których genezą jest stres oksydacyjny i karbonylowy. Oprócz chorób sercowo-naczyniowych i nowotworowych spore nadzieje wiąże się z leczeniem chorób neurodegeneracyjnych, takich jak choroba Alzheimera oraz chorób metabolicznych. Największe ilości karnozyny występują w mięsie końskim, wołowym oraz drobiowym (głównie u ciemnych ras kur). Nie są to jednak na tyle duże dawki, aby wspomóc organizm człowieka w walce z chorobami. Dlatego też, produkty spożywcze, w tym mięsne, należy wzbogacać karnozyną. Niewykluczone, że to właśnie ona stanie się złotym środkiem, dzięki któremu wydłużymy i polepszymy nasze życie.

• Literatura:Badr, H. M. (2007). Antioxidative activity of carnosine in gamma irradiated ground beef and beef patties. Food Chemistry, 104(2), 665-679.

  Bekhit, A. E. D., Geesink, G. H., Ilian, M. A., Morton, J. D., Sedcole, J. R., & Bickerstaffe, R. (2004). Pro-oxidant activities of carnosine, rutin and quercetin in a beef model system and their effects on the metmyoglobin-reducing activity. European Food Research and Technology, 218(6), 507-514.

• Bekhit, A. E. D. A., Hopkins, D. L., Fahri, F. T., & Ponnampalam, E. N. (2013). Oxidative processes in muscle systems and fresh meat: Sources, markers, and remedies. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, 12(5), 565-597.
  Das, A. K., Anjaneyulu, A. S. R., & Biswas, S. (2006). Effect of carnosine preblending on the quality of ground buffalo meat. Food Chemistry, 97(3), 531-538.
• Decker, A., & Crum, D. (1993). Control of lipid oxidation in cooked ground pork by carnosine. Meat Science, 34, 245-253.
  Lee, B. J., Hendricks, D. G., & Cornforth, D. P. (1999). A comparison of carnosine and ascorbic acid on color and lipid stability in a ground beef pattie model system. Meat Science, 51(3), 245-253.
• Lund, M. N., Lametsch, R., Hviid, M. S., Jensen, O. N., & Skibsted, L. H. (2007). High-oxygen packaging atmosphere influences protein oxidation and tenderness of porcine longissimus dorsi during chill storage. Meat Science, 77(3), 295-303.
  McFarland G.A., Holliday R.: Further evidence for the rejuvenating effects of the dipeptide L-carnosine on cultured human diploid fibroblasts. Gerontol., 1999; 34: 35-45.
• O’Neill, L. M., Galvin, K., Morrissey, P. A., & Buckley, D. J. (1999). Effect of carnosine, salt and dietary vitamin E on the oxidative stability of chicken meat. Meat Science, 52(1), 89-94.
• Park, Y. J., Volpe, S. L., & Decker, E. A. (2005). Quantitation of carnosine in humans plasma after dietary consumption of beef. Journal of agricultural and food chemistry, 53(12), 4736-4739.
• Peiretti, P. G., Medana, C., Visentin, S., Dal Bello, F., & Meineri, G. (2012). Effect of cooking method on carnosine and its homologues, pentosidine and thiobarbituric acid-reactive substance contents in beef and turkey meat. Food Chemistry, 132(1), 80-85.
  Rusakov VV, Dolgikh VT. Reperfusion injury of myocardial biomembranes after acute fatal hemorrhage and their correction with carnosine. Biokhimiia 1992; 57: 1393–1397.
• Sánchez-Escalante, A., Djenane, D., Torrescano, G., Beltrán, J. A., & Roncalés, P. (2001). The effects of ascorbic acid, taurine, carnosine and rosemary powder on colour and lipid stability of beef patties packaged in modified atmosphere. Meat Science, 58(4), 421-429.
  Shao L, Li QH, Tan Z. L-carnosine reduces telomere damage and shortening rate in cultured normal fibroblasts. Biochem Biophys Res Commun 2004; 324: 931–936.
• Syta E.A., Ginalska G., Kazimierczak P. Bioaktywne właściwości karnozyny. 2018. Medycyna Ogólna i Nauki
  o Zdrowiu, Tom 24, Nr 2, 96–100.
• Ventanas, S., Estevez, M., Tejeda, J. F., & Ruiz, J. (2006). Protein and lipid oxidation in Longissimus dorsi and dry cured loin from Iberian pigs as affected by crossbreeding and diet. Meat Science, 72(4), 647-655.
• https://bonavita.pl/karnozyna-dzialanie-wystepowanie
• http://www.aptekarzpolski.pl/2017/06/karnozyna/
• https://www.fabrykasily.pl/suplementy/karnozyna-dzialanie-i-zastosowanie
• https://medpak.com.pl/blog/poradniki/karnozyna-dzialanie-wystepowania-wlasciwosci