Левокарнітин – це природна речовина, необхідна для енергетичного обміну. Левокарнітин полегшує надходження довголанцюгових жирних кислот у мітохондрії клітин, таким чином надає субстрат для окиснення та утворення енергії. Жирні кислоти використовуються як субстрат для утворення енергії у всіх тканинах, крім головного мозку. Первинний системний дефіцит карнітину характеризується низькою концентрацією левокарнітину у плазмі крові, еритроцитах та/або тканинах. Не з’ясовано, які саме симптоми спричинені нестатком карнітину, які – органічною ацидемією; очікується, що карнітин може полегшити симптоми обох патологій. Карнітин покращує видалення надлишку органічних та жирних кислот у пацієнтів з порушенням метаболізму жирних кислот та/або зі специфічними органічними ацидопатіями, які спричиняють накопичення в організмі ацил-СоА.
Вторинна недостатність спостерігається у зв’язку з аліментарним дефіцитом карнітину, неповним його синтезом в організмі або при винятково високих ендогенних потребах організму в карнітині, в тому числі у тяжкохворих, ослаблених та післяопераційних пацієнтів. Суттєве зниження рівня карнітину у міокарді проявляється у пацієнтів з дилатаційною кардіоміопатією та ішемічною хворобою серця. Загальний рівень карнітину у міокарді знижувався до 42 % при серцевій недостатності. Доведено, що недостатність карнітину спричиняє зниження скоротливої здатності міокарда, порушення серцевого ритму.
Розвиток стеатозу печінки пов’язують з карнітиновою недостатністю, яка призводить до мітохондріальної дисфункції. Левокарнітин сприяє покращенню енергетичного обміну, зменшує жирову інфільтрацію печінки.
Недостатність карнітину може бути наслідком вроджених розладів обміну речовин. Карнітин може зменшувати порушення метаболізму у пацієнтів з вродженими патологіями, які спричиняють накопичення токсичних органічних кислот. Такий ефект був продемонстрований для таких станів: глутарова ацидурія ІІ, метилмалонова ацидурія, пропіонова ацидемія і недостатність ацил-СоА-дегідрогенази середньоланцюгових жирних кислот. 7,8-аутоінтоксикація у таких пацієнтів виникає внаслідок накопичення сполучень ацил-СоА, які порушують проміжній обмін. Подальший гідроліз сполук ацил-СоА до вільних кислот спричиняє ацидоз, який може загрожувати життю. Левокарнітин нейтралізує сполуки ацил-СоА, утворюючи ацилкарнітин, який швидко виводиться з організму. Карнітин є ефективним при алкогольній або медикаментозній інтоксикації, а також при інтоксикації, що спричинена ксенобіотиками.
Недостатність карнітину виявляється біохімічним методом за наднизькою концентрацією вільного карнітину у плазмі крові, менше 20 мкмоль/л через тиждень після прийому препарату, і може проявлятися одночасно низькими концентраціями у тканинах та/або сечі. Крім того, цей стан може бути пов’язаний зі співвідношенням концентрацій у плазмі крові ацилкарнітину/левокарнітину, що перевищує 0,4 або з аномально високими концентраціями ацилкарнітину в сечі. У недоношених дітей і новонароджених вторинна недостатність виявляється як концентрація левокарнітину у плазмі крові нижче вікової дози. Показана ефективність карнітину при периферійній нейропатії, у тому числі при діабетичній та алкогольній, у пацієнтів з ожирінням та атерогенною дисліпідемією. Левокарнітин підвищує чутливість клітин до дії інсуліну.
Левокарнітин не зв’язувався з білками плазми або альбуміном при тестуванні у будь-яких концентраціях у тварин та людини.