ALC tiene diversas acciones en el tejido cerebral:
Donante de acetilo: La célula ALC sirve como donante de grupos acetilo. El grupo acetilo es esencial para un gran número de funciones celulares, incluyendo la producción de neurotransmisores. La acetilación, se controla a través de un gran número de proteínas celulares y enzimas, y otros compuestos. Por ejemplo, ALC aumenta la producción del factor de crecimiento nervioso (una sustancia clave para el crecimiento del tejido nervioso), así como de beta-endorfinas.
Mejora la producción de neurotransmisores (acetilcolina): Acetil-L-carnitina también puede donar sus grupos acetilo para la producción de acetilcolina, el neurotransmisor más importante para la memoria y los procesos de pensamiento. La actividad de la enzima que hace la acetilcolina de los grupos acetil disminuye con el aumento de edad, con menores niveles de acetilcolina como resultado. Este proceso es probable que desempeñe un papel importante en la disminución de las funciones cerebrales en edad más avanzada. En la enfermedad de Alzheimer puede haber una disminución en la cantidad de acetilcolina de hasta un 90%.
Metabolismo / Energía celular mitocondrial: Uno de los procesos clave que juegan un papel en el envejecimiento a nivel celular es una reducción de la función de las mitocondrias. En la mitocondria se desarrolla toda la combustión oxidativa en la célula, y por lo tanto la mayor parte de la producción de energía. Debido a que la combustión aeróbica (= oxidativo) es mucho más eficiente en la formación de ATP (trifosfato de adenosina, y de este modo la energía celular) que la combustión anaeróbica, la función mitocondrial en gran medida determina la cantidad de energía que puede ser producida, y con ello los movimientos en diversos procesos químicos que son dependientes de tener la energía suficiente. Por ejemplo, la desintoxicación, los sistemas de reparación, replicación de ADN, el mantenimiento del equilibrio osmótico, y también los procesos de orden superior, tales como los de la memoria, todos dependen de la cantidad de ATP. Por lo tanto el mantenimiento de unas mitocondrias que funcionen bien es importante para la salud general durante el envejecimiento. El metabolismo de las mitocondrias no es totalmente eficiente y normalmente alrededor de 1-3% del oxígeno consumido es convertido en perjudiciales radicales superóxidos. Sin embargo, a medida que aumenta la edad disminuye la eficiencia (así como la protección anti-oxidante), por lo que en la mitocondria puede ocurrir más y más daño en el ADN mitocondrial, ARN, proteínas y membranas. Como resultado de estos daños, el oxígeno se reduce, produciendo de ese modo otra vez más radicales libres, así como subproductos nocivos de la peroxidación de lípidos, tales como aldehídos (por ejemplo, malondialdehído) que dañan aún más la mitocondria. Esto puede conducir a un círculo vicioso de reducción de la eficiencia y por lo tanto aumentar el daño mitocondrial. Esto tiene un efecto negativo en la capacidad de generación de ATP en la mitocondria, sobre todo en tiempos de un mayor requerimiento de energía. Acetil-L-carnitina es capaz al menos parcialmente, especialmente cuando se utiliza junto con el ácido alfa lipoico, de reducir la disminución relacionada con la edad en el metabolismo mitocondrial. Transportes de ALC, como L-carnitina, ácidos grasos de cadena larga, y la acetil-coenzima-A en la mitocondria. Una vez que los ácidos grasos se descomponen en la mitocondria por "beta-oxidación" de grupos acetilo y se oxidan aún más en el ciclo del ácido cítrico, un proceso que libera (especialmente en comparación con el metabolismo anaeróbico) mucho más ATP. Acetil-L-carnitina previene (así como L-carnitina), acumulaciones tóxicas de ácidos grasos en el citoplasma, y acetil-CoA en la mitocondria, mientras que proporcionan la acetil-CoA a la mitocondria para la producción de energía. Al aumentar la edad se recomienda tomar una serie de sustancias que son importantes para la producción de energía en las mitocondrias. Uno de ellos es el fosfolípido cardiolipina, que es un co-factor importante para el transporte de diversas sustancias en la mitocondria, y para el correcto funcionamiento de la cadena de transporte de electrones. ALC resulta ser capaz de reducir la disminución relacionada con la edad de la cardiolipina y de restaurar los niveles en una edad temprana, con el resultado de que los animales de más edad investigados tenían más energía y eran más activos.
Protección oxidativa: Sin embargo, este aumento en la producción de energía mitocondrial tiene un precio. La cadena de transporte de electrones tiene siempre "fugas" de un cierto porcentaje de electrones, de modo que una pequeña parte del oxígeno utilizado se convierte en radicales libres. Por lo tanto, un aumento en la producción de energía significa también un aumento de la producción de especies reactivas de oxígeno. Sin embargo, este efecto aparece sólo con dosis altas de ALC y sólo se ha observado en el hígado. Paradójicamente, sólo hay una fuerte evidencia de que la ALC puede proteger el tejido cerebral de los daños causados por los radicales libres. La administración de ALC reduce los niveles de estrés oxidativo en diversas áreas del cerebro de ratas de 24 meses de edad, comparados con la de los animales de 18 meses de edad. El daño oxidativo del tejido cerebral es un factor importante en el envejecimiento y las enfermedades degenerativas neuronales como el Alzheimer y el Parkinson.
Idealmente, ALC necesita ser combinada con un buen anti-oxidante y en los últimos años se han llevado a cabo investigaciones combinando ALC con ácido alfa-lipoico, un importante cofactor para las enzimas mitocondriales y, al mismo tiempo (en forma reducida) un potente antioxidante, glutatión inductor y reciclador de otros antioxidantes importantes. Al igual que el ácido alfa lipoico ALC se mueve fácilmente a través de las membranas. Esta combinación parece ser muy poderosa: En estudios en ratas de edad avanzada esta combinación fue capaz de restablecer la función mitocondrial en el hipocampo de tal manera que el potencial de la membrana, un indicador importante de la función mitocondrial, no difería mucho más de la de los animales jóvenes.
Reducción de la acumulación de lipofuscina: Acumulación de la llamada lipofuscina, pigmento de la vejez, también se puede reducir por ALC. La lipofuscina es un complejo insoluble de proteínas reticuladas, grasas oxidadas y otros productos de desecho de estrés oxidativo. La acumulación de lipofuscina en el cerebro es un factor importante en el envejecimiento de los cerebros. Cuando las funciones de las células normales se alteran demasiado por lipofuscina se produce la muerte de las células afectadas (apoptosis), por lo que a la larga se alteran funciones en el cerebro. Las manchas de pigmentación marrón en las manos de algunas personas mayores se componen de lipofuscina y son indicativos de la acumulación de lipofuscina en el cuerpo, especialmente el corazón, el hígado, el cerebro y el cristalino.
Estabilización de las membranas celulares: Las membranas son la superficie de trabajo de cada célula, en la que se producen las funciones esenciales de la comunicación celular y señal hormonal. Las células nerviosas son dependientes de una membrana celular saludable para un metabolismo normal de los neurotransmisores. Los estudios en humanos han demostrado que la ALC puede estabilizar la fluidez de la membrana.
Crecimiento y la diferenciación de las neuronas: Cuando las células nerviosas se hacen mayores, disminuye la capacidad de formar conexiones y la superficie de contacto con otras células nerviosas libres. La administración de ALC a las ratas más viejas durante 6-22 meses revirtió en una disminución parcial. ALC ayuda a restaurar en el tejido cerebral viejo la formación de un importante factor de crecimiento de los nervios (factor de crecimiento nervioso) y (con el tiempo) también estimular el crecimiento y la diferenciación del tejido nervioso.
Mejora las funciones de los receptores neuronales: Hay una gran cantidad de sistemas de receptores en el sistema nervioso central y el número de receptores disminuye con la edad, tales como el sistema del receptor de NMDA, el NGF-receptores, los receptores de glucocorticoides, y los receptores de otros neurotransmisores . ALC puede revertir esta reducción de receptores, que a su vez mejoran la transmisión de señales entre las células nerviosas.
Regulador de la glucosa y el metabolismo del glucógeno: ALC mejora la degradación de los ácidos grasos y la glucosa, el aumento de las funciones cognitivas, y tiene posibles efectos sobre el bienestar psicológico.
Mejora inmunológica: ALC parece ser un fuerte amplificador inmune, de modo que ahora el centro de atención está en la terapia del VIH. Este efecto está probablemente relacionado con la capacidad de mejorar la salud del sistema nervioso, que a su vez determina la actividad del sistema inmune.
Envenenamiento por alcohol: ALC tiene un efecto protector contra el efecto tóxico del alcohol. Así fue con 55 alcohólicos crónicos que vieron una mejora significativa en las capacidades cognitivas después de usar ALC durante 90 días. También la acetil-L-carnitina demostró tener (en ratas), un efecto protector en las lesiones cerebrales del feto por consumo de alcohol de la madre durante el embarazo.