統合失調症の臨床症状を引き起こすメカニズムを説明する包括的な仮説は今のところ存在せず、発症には神経伝達障害、ミトコンドリア機能障害、低悪性度炎症など、遺伝的要因と非遺伝的要因の両方が関与しているとされる。
症状緩和のために、患者さんは神経伝達系を標的とした抗精神薬をほぼ生涯にわたって処方される一方、薬の使用は代謝的な副作用をもたらすことがある。
抗精神薬投与患者におけるメタボリックシンドローム（MetS）有病率は、抗精神病薬未投与の患者に比べ有意に高い。
有病率に関するデータは、向精神薬がエネルギーバランスと代謝調節に関与する脳領域に影響を与えることを示唆している。
抗精神薬によるメタボリックシンドローム発症には、中枢メカニズムに加え、末梢メカニズムが関与している可能性がある。
カルニチンは脂質代謝の重要な調節因子で、長鎖脂肪酸のミトコンドリアマトリックスへの輸送を担い、クレブスサイクルにおけるβ酸化とエネルギー産生を促進する。
カルニチンのその他の機能として、体内の過剰なアシル基の除去、コエンザイムA（CoA）の細胞内恒常性の調節、抗酸化作用、免疫機能調節、コリン作動性神経伝達の変化などが最近報告された。
アシルカルニチンは、代謝性疾患と精神疾患との関連性を示唆し、アシルカルニチンのプール内の不均衡は、インスリン抵抗性肥満、糖尿病およびMetSの人々で観察される。
分岐鎖アミノ酸の濃度上昇はインスリン抵抗性の指標と考えられ、アラニンはピルビン酸と分岐鎖アミノ酸から合成され、肥満度、ウエスト周囲径、中性脂肪、高血圧、耐糖能異常、インスリン抵抗性などのMetS関連形質と関連する。アラニンレベルは肥満の日本人集団で上昇している。
過去の研究では、慢性期あるいは初発の統合失調症患者において、アシルカルニチンやアミノ酸プロファイルが変化することが明らかになっている。
リンクの研究は、MetSを併発した統合失調症患者においてアシルカルニチンおよび分岐鎖アミノ酸を定量化することを目的としたもの。
抗精神病薬による治療を受けている妄想型精神分裂病患者１１２名（MetSの基準を満たした被験者は３９名）が対象。
MetS患者はMetSでない患者と比較して、バレリルカルニチン（C５）、ロイシン／イソロイシン、アラニンの濃度が高く、これらの化合物が統合失調症の代謝異常の病因に関与している可能性が示唆された。MetSの有無にかかわらず、妄想型統合失調症患者では、健常者（n =７０）に比べてカルニチンC10、C10:1、C12、C18のレベルが低く、エネルギー代謝の悪化が示唆された。
・MetSを併発した統合失調症患者では、MetSを併発していない患者と比較して奇数鎖アシルカルニチン（C５）、分岐鎖アミノ酸（ロイシン／イソロイシン）およびその代謝産物のアラニンのレベルが増加していた。また、バリンレベルが高い傾向があることも確認された。
・C５アシルカルニチンはロイシンとイソロイシンの誘導体であるのに対し、C３は主にバリンとイソロイシンが分岐鎖α-ケト酸デヒドロゲナーゼで処理されて分解された生成物。
分岐鎖アミノ酸レベルの上昇はインスリン抵抗性の予測因子と考えられるが、今回の研究の患者ではグルコースレベルはほぼ基準範囲内だった。MetSを合併した統合失調症患者ではバリンレベルが高い傾向が観察されたが（統計的有意差なし）、人体内でまだ広まっていないインスリン抵抗性の発現の始まりと関連している可能性がある。一方、MetSを合併した統合失調症患者では、C5値の上昇とC3値の変化は、分岐鎖α-ケト酸デヒドロゲナーゼの障害に起因する可能性がある。
・短鎖アシルカルニチンの精神疾患および代謝異常への多方向の関与、すなわち前者での産生不足と後者での産生過剰（中鎖および長鎖アシルカルニチンについてはその逆）があると考える。
この考え方は、他の研究者による相関分析の結果、精神障害者におけるアシルカルニチン値と総コレステロール値、トリグリセリド値、超低密度リポ蛋白コレステロール値の間には負の相関があり、高密度リポ蛋白コレステロール値とは正の相関があることから間接的に確認されたもの。
・本研究のデータと他の研究者の結果を考慮すると、短鎖アシルカルニチンは妄想型統合失調症患者のエネルギー代謝の調節に特別な役割を担っている可能性が示唆される。
結論
統合失調症ではほとんどのアシルカルニチン濃度が低下していることから、エネルギー代謝が悪化していることが示唆された。
MetSを合併した統合失調症患者では、バレリルカルニチン（C5）、ロイシン／イソロイシン、アラニンの濃度が上昇し、統合失調症の代謝異常の病態に関与していることが示唆された。