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Funktion des Carnitins
Eine Form der Energiegewinnung im menschlichen Körper ist die Verbrennung von
Fettsäuren. Diese werden zunächst durch eine Bindung an das Coenzym A aktiviert.
(Coenzym A, meistens einfach als CoA abgekürzt, enthält eine Thiol-Gruppe und wird
deshalb manchmal auch exakter als CoASH abgekürzt. Über den Schwefel kann die
Acylgruppe einer Fettsäure kovalent (Thioester-Bildung) gebunden werden.) Der nun
reaktivere Fettsäure-Thioester wird schrittweise zu Acetyl-Gruppen abgebaut, die im
Zitonensäurezyklus und in der Atmungskette weiter umgesetzt werden. (Details können in
Lehrbüchern der Biochemie, z.B. [3], nachgelesen werden.)
Die Biochemie des Fettsäure-Stoffwechsels wird dadurch komplizierter, dass die
Bildung der Fettsäure-Coenzym A-Verbindungen außerhalb und die folgende Oxidation
innerhalb der Mitochondrien erfolgt, die Verbindungen selbst aber die innere Mitochondrien-
Membran nicht durchdringen können. Das Problem wird mit Hilfe des Carnitins gelöst.
Dieses geht außerhalb der Mitochondrien eine Umesterungsreaktion mit einer Fettsäure-
Coenzym A-Verbindung ein, die durch die Carnitin-Palmitoyl-Transferase I (CTP I)
katalysiert wird. Das resultierende Acyl-Carnitin kann die Mitochondrien-Membran passieren.
Im Inneren der Mitochondrien katalysiert die Carnitin-Palmitoyl-Transferase II (CTP II) die
Rückreaktion, wobei die ursprüngliche Fettsäure-Coenzym A-Verbindung und das Carnitin
recycliert werden. Das Carnitin kehrt durch die Mitochondrien-Membran ins Cytosol zurück,
wo es für einen neuen Transport-Zyklus zur Verfügung steht [3] (s. Abbildung 1).