L-CARNITINE

L-Carnitine=Lévocarnitine

Numéro CAS : 541-15-1
Formule moléculaire : C7H15NO3
Poids moléculaire : 161,20

La L-Carnitine est un composé d'ammonium quaternaire impliqué dans le métabolisme de la plupart des mammifères, des plantes et de certaines bactéries.
À l'appui du métabolisme énergétique, la carnitine transporte les acides gras à longue chaîne dans les mitochondries pour être oxydés pour la production d'énergie, et participe également à l'élimination des produits du métabolisme des cellules.
Compte tenu de ses rôles métaboliques clés, la carnitine est concentrée dans les tissus comme le muscle squelettique et cardiaque qui métabolisent les acides gras en tant que source d'énergie.
Les individus en bonne santé, y compris les végétariens stricts, synthétisent suffisamment de L-carnitine in vivo pour ne pas nécessiter de supplémentation.
La carnitine existe sous la forme de l'un des deux stéréoisomères (les deux énantiomères d-carnitine (S-(+)-) et l-carnitine (R-(-)-)).
Les deux sont biologiquement actifs, mais seule la L-carnitine est naturellement présente chez les animaux, et la d-carnitine est toxique car elle inhibe l'activité de la forme L.
À température ambiante, la carnitine pure est une poudre blanche et un zwitterion hydrosoluble à faible toxicité. Dérivée d'acides aminés, la carnitine a été extraite pour la première fois d'extraits de viande en 1905, d'où son nom du latin « caro/carnis » ou chair.
Certaines personnes atteintes de troubles génétiques ou médicaux (comme les nourrissons prématurés) ne peuvent pas produire suffisamment de carnitine, ce qui nécessite une supplémentation alimentaire.
Malgré la consommation courante de suppléments de carnitine chez les athlètes pour améliorer les performances physiques ou la récupération, les preuves cliniques de haute qualité sont insuffisantes pour indiquer qu'il offre un quelconque avantage.

De nombreux eucaryotes ont la capacité de synthétiser la carnitine, y compris les humains.
Les humains synthétisent la carnitine à partir du substrat TML (6-N-triméthyllysine), qui est à son tour dérivé de la méthylation de l'acide aminé lysine.
La TML est ensuite hydroxylée en hydroxytriméthyllysine (HTML) par la triméthyllysine dioxygénase (TMLD), nécessitant la présence d'acide ascorbique et de fer. HTML est ensuite clivé par HTML aldolase (une enzyme nécessitant du phosphate de pyridoxal), produisant du 4-triméthylaminobutyraldéhyde (TMABA) et de la glycine.
Le TMABA est ensuite déshydrogéné en gamma-butyrobétaïne dans une réaction dépendante du NAD+, catalysée par la TMABA déshydrogénase.
La gamma-butyrobétaïne est ensuite hydroxylée par la gamma-butyrobétaïne hydroxylase (une enzyme de liaison au zinc) en L-carnitine, nécessitant du fer sous forme de Fe2+.

La carnitine est impliquée dans le transport des acides gras à travers la membrane mitochondriale, en formant un ester d'acétylcarnitine à longue chaîne et en étant transportée par la carnitine palmitoyltransférase I et la carnitine palmitoyltransférase II.
La carnitine joue également un rôle dans la stabilisation des niveaux d'acétyl-CoA et de coenzyme A grâce à la capacité de recevoir ou de donner un groupe acétyle.

Distribution tissulaire des enzymes carnitine-biosynthétiques
La distribution tissulaire des enzymes biosynthétiques de la carnitine chez l'homme indique que le TMLD est actif dans le foie, le cœur, les muscles, le cerveau et le plus haut dans les reins.
L'activité HTMLA se trouve principalement dans le foie. Le taux d'oxydation du TMABA est le plus élevé dans le foie, avec une activité considérable également dans les reins.

Système de navette Carnitine
Les acides gras flottants, libérés des tissus adipeux dans le sang, se lient à la molécule de protéine porteuse connue sous le nom d'albumine sérique qui transporte les acides gras vers le cytoplasme des cellules cibles telles que le cœur, le muscle squelettique et d'autres cellules tissulaires, où ils sont utilisés pour le carburant.
Mais avant que les cellules cibles puissent utiliser les acides gras pour la production d'ATP et l'oxydation β, les acides gras avec des longueurs de chaîne de 14 carbones ou plus doivent être activés et ensuite transportés dans la matrice mitochondriale des cellules dans trois réactions enzymatiques de la navette carnitine.

La première réaction de la navette carnitine est un processus en deux étapes catalysé par une famille d'isozymes d'acyl-CoA synthétase qui se trouvent dans la membrane mitochondriale externe, où ils favorisent l'activation des acides gras en formant une liaison thioester entre l'acide gras groupe carboxyle et le groupe thiol de la coenzyme A pour donner un acyle gras-CoA.

Dans la première étape de la réaction, l'acyl-CoA synthétase catalyse le transfert du groupe adénosine monophosphate (AMP) d'une molécule d'ATP sur l'acide gras générant un intermédiaire acyl-adénylate gras et un groupe pyrophosphate (PPi).
Le pyrophosphate, formé à partir de l'hydrolyse des deux liaisons à haute énergie dans l'ATP, est immédiatement hydrolysé en deux molécules de Pi par la pyrophosphatase inorganique.
Cette réaction est hautement exergonique, ce qui fait avancer la réaction d'activation et la rend plus favorable. Dans la deuxième étape, le groupe thiol d'une coenzyme A cytosolique attaque l'acyl-adénylate, déplaçant l'AMP pour former un thioester d'acyl gras-CoA.

Dans la deuxième réaction, l'acyl-CoA est temporairement attaché au groupe hydroxyle de la carnitine pour former l'acyl-carnitine grasse.
Cette transestérification est catalysée par une enzyme présente dans la membrane externe des mitochondries appelée carnitine acyltransférase 1 (également appelée carnitine palmitoyltransférase 1, CPT1).

L'ester gras d'acyl-carnitine formé diffuse ensuite à travers l'espace intermembranaire et pénètre dans la matrice par diffusion facilitée à travers la carnitine-acylcarnitine translocase (CACT) située sur la membrane mitochondriale interne.
Cet antiporteur renvoie une molécule de carnitine de la matrice vers l'espace intermembranaire pour chaque molécule d'acyl-carnitine grasse qui pénètre dans la matrice.

Dans la troisième et dernière réaction de la navette carnitine, le groupe acyle gras est transféré de l'acyl-carnitine grasse à la coenzyme A, régénérant l'acyl-CoA gras et une molécule de carnitine libre. Cette réaction a lieu dans la matrice mitochondriale et est catalysée par la carnitine acyltransférase 2 (également appelée carnitine palmitoyltransférase 2, CPT2), située sur la face interne de la membrane mitochondriale interne. La molécule de carnitine formée est ensuite ramenée dans l'espace intermembranaire par le même cotransporteur (CACT) tandis que l'acyl-CoA gras entre en -oxydation.

Régulation des acides gras oxydation
Le processus d'entrée médié par la carnitine est un facteur limitant la vitesse d'oxydation des acides gras et est un point de régulation important.

Inhibition
Le foie commence à fabriquer activement des triglycérides à partir de l'excès de glucose lorsqu'il est alimenté en glucose qui ne peut pas être oxydé ou stocké sous forme de glycogène.
Cela augmente la concentration de malonyl-CoA, le premier intermédiaire dans la synthèse des acides gras, conduisant à l'inhibition de la carnitine acyltransférase 1, empêchant ainsi l'entrée des acides gras dans la matrice mitochondriale pour l'oxydation . Cette inhibition empêche la dégradation des acides gras pendant la synthèse.

Activation
L'activation de la navette de la carnitine se produit en raison d'un besoin d'oxydation des acides gras nécessaire à la production d'énergie. Lors d'une contraction musculaire vigoureuse ou pendant le jeûne, la concentration en ATP diminue et la concentration en AMP augmente, ce qui entraîne l'activation de la protéine kinase activée par l'AMP (AMPK).
L'AMPK phosphoryle l'acétyl-CoA carboxylase, qui catalyse normalement la synthèse du malonyl-CoA.
Cette phosphorylation inhibe l'acétyl-CoA carboxylase, qui à son tour abaisse la concentration de malonyl-CoA. Des niveaux inférieurs de malonyl-CoA désinhibent la carnitine acyltransférase 1, permettant l'importation d'acides gras dans les mitochondries, reconstituant finalement l'approvisionnement en ATP.

Facteurs de transcription
Le récepteur alpha activé par les proliférateurs de peroxysomes (PPARα) est un récepteur nucléaire qui fonctionne comme un facteur de transcription.
Il agit dans les muscles, le tissu adipeux et le foie pour activer un ensemble de gènes essentiels à l'oxydation des acides gras, y compris les transporteurs d'acides gras carnitine acyltransférases 1 et 2, les acyl-CoA déshydrogénases pour court, moyen, long et très long chaînes acyles et enzymes apparentées.

PPARα fonctionne comme un facteur de transcription dans deux cas ; comme mentionné précédemment lorsqu'il y a une demande accrue d'énergie provenant du catabolisme des graisses, comme lors d'un jeûne entre les repas ou d'une famine à long terme.
En plus de cela, la transition du métabolisme fœtal au métabolisme néonatal dans le cœur. Chez le fœtus, les sources de carburant dans le muscle cardiaque sont le glucose et le lactate, mais dans le cœur néonatal, les acides gras sont le principal carburant qui nécessite l'activation du PPARα, ce qui lui permet d'activer à son tour les gènes essentiels au métabolisme des acides gras. étape.

Défauts métaboliques de l'oxydation des acides gras
Plus de 20 défauts génétiques humains dans le transport ou l'oxydation des acides gras ont été identifiés. En cas de défauts d'oxydation des acides gras, les acyl-carnitines s'accumulent dans les mitochondries et sont transférées dans le cytosol, puis dans le sang. Les taux plasmatiques d'acylcarnitine chez les nouveau-nés peuvent être détectés dans un petit échantillon de sang par spectrométrie de masse en tandem.

Lorsque l'oxydation est défectueuse en raison d'une mutation ou d'une déficience en carnitine, l'oxydation ω (oméga) des acides gras devient plus importante chez les mammifères. En fait, l'oxydation ω des acides gras est une autre voie de dégradation des AG chez certaines espèces de vertébrés et de mammifères qui se produit dans le réticulum endoplasmique du foie et des reins, c'est l'oxydation du carbone - le carbone le plus éloigné du groupe carboxyle ( contrairement à {displaystyle beta }beta oxydation qui se produit à l'extrémité carboxyle de l'acide gras, dans les mitochondries).

Effets physiologiques
À titre d'exemple de synthèse normale, une personne de 70 kilogrammes (150 lb) produirait de 11 à 34 mg de carnitine par jour.[1] Les adultes qui consomment des régimes mixtes de viande rouge et d'autres produits d'origine animale ingèrent environ 60 à 180 mg de carnitine par jour, tandis que les végétaliens en consomment environ 10 à 12 mg par jour.
La plupart (54 à 86 %) de la carnitine issue de l'alimentation est absorbée dans l'intestin grêle avant d'entrer dans le sang.
La teneur corporelle totale en carnitine est d'environ 20 grammes (0,71 oz) chez une personne pesant 70 kilogrammes (150 lb), dont la quasi-totalité est contenue dans les cellules musculaires squelettiques.
La carnitine se métabolise à des taux d'environ 400 μmol par jour, une quantité inférieure à 1% des réserves corporelles totales.

Carence
Informations complémentaires : Déficit systémique primaire en carnitine
La carence en carnitine est rare chez les personnes en bonne santé sans troubles métaboliques, ce qui indique que la plupart des gens ont des niveaux normaux et adéquats de carnitine normalement produites par le métabolisme des acides gras.
Une étude a révélé que les végétaliens ne présentaient aucun signe de carence en carnitine.
Les nourrissons, en particulier les nourrissons prématurés, ont de faibles réserves de carnitine, ce qui nécessite l'utilisation de préparations pour nourrissons enrichies de carnitine en remplacement du lait maternel, si nécessaire.

Il existe deux types d'états de carence en carnitine.
La carence primaire en carnitine est une maladie génétique du système cellulaire de transport de la carnitine qui apparaît généralement à l'âge de cinq ans avec des symptômes de cardiomyopathie, de faiblesse des muscles squelettiques et d'hypoglycémie.
Les carences secondaires en carnitine peuvent survenir à la suite de certains troubles, tels que l'insuffisance rénale chronique, ou dans des conditions qui réduisent l'absorption de la carnitine ou augmentent son excrétion, telles que l'utilisation d'antibiotiques, la malnutrition et une mauvaise absorption après la digestion.

Supplémentation
Malgré l'intérêt généralisé des athlètes à utiliser la carnitine pour améliorer les performances physiques, inhiber les crampes musculaires ou améliorer la récupération après un entraînement physique, la qualité de la recherche sur ces avantages possibles a été faible, interdisant toute conclusion d'effet.
À des doses de supplément de 2 à 6 grammes (0,071 à 0,212 oz) par jour pendant un mois, il n'y avait aucune preuve cohérente que la carnitine affectait l'exercice ou la performance physique.
Les suppléments de carnitine n'améliorent pas la consommation d'oxygène ou les fonctions métaboliques lors de l'exercice, ni n'augmentent la quantité de carnitine dans les muscles.
Il n'y a aucune preuve que la L-carnitine influence le métabolisme des graisses ou aide à la perte de poids.

Infertilité masculine
La teneur en carnitine du liquide séminal est directement liée au nombre et à la motilité des spermatozoïdes, ce qui suggère que le composé pourrait être utile dans le traitement de l'infertilité masculine.

Maladies
La carnitine a été étudiée dans diverses conditions cardiométaboliques, ce qui indique qu'elle fait l'objet de recherches préliminaires pour son potentiel en tant qu'adjuvant dans les maladies cardiaques et le diabète, parmi de nombreux autres troubles.
La carnitine n'a aucun effet sur la prévention de la mortalité toutes causes confondues associée aux maladies cardiovasculaires, et n'a pas d'effet significatif sur les lipides sanguins.
Bien qu'il existe certaines preuves issues de méta-analyses que la supplémentation en L-carnitine a amélioré la fonction cardiaque chez les personnes souffrant d'insuffisance cardiaque, les recherches sont insuffisantes pour déterminer son efficacité globale dans la réduction du risque ou le traitement des maladies cardiovasculaires.
Il n'y a que des recherches cliniques préliminaires pour indiquer l'utilisation de la supplémentation en L-carnitine pour améliorer les symptômes du diabète de type 2, tels que l'amélioration de la tolérance au glucose ou l'abaissement des taux de glycémie à jeun.
Les reins contribuent à l'homéostasie globale dans le corps, y compris les niveaux de carnitine.
En cas d'insuffisance rénale, une augmentation de l'élimination urinaire de la carnitine, une diminution de la synthèse endogène et une mauvaise nutrition en raison d'une anorexie induite par la maladie peuvent entraîner une carence en carnitine.
La carnitine n'a aucun effet sur la plupart des paramètres de l'insuffisance rénale terminale, bien qu'elle puisse abaisser la protéine C réactive, un biomarqueur de l'inflammation systémique.
Les taux sanguins de carnitine et les réserves musculaires peuvent devenir faibles, ce qui peut contribuer à l'anémie, à la faiblesse musculaire, à la fatigue, à des taux modifiés de graisses dans le sang et à des troubles cardiaques.
Certaines études ont montré que la supplémentation de fortes doses de L-carnitine (souvent injectée) peut aider à la gestion de l'anémie.

Interactions médicamenteuses et effets indésirables
La carnitine interagit avec les antibiotiques conjugués au pivalate tels que la pivampicilline. L'administration chronique de ces antibiotiques augmente l'excrétion de pivaloyl-carnitine, ce qui peut entraîner une déplétion en carnitine.
Le traitement avec les anticonvulsivants acide valproïque, phénobarbital, phénytoïne ou carbamazépine réduit considérablement les taux sanguins de carnitine.
Lorsqu'elle est prise à raison d'environ 3 grammes (0,11 oz) par jour, la carnitine peut provoquer des nausées, des vomissements, des crampes abdominales, de la diarrhée et une odeur corporelle qui sent le poisson.
D'autres effets indésirables possibles incluent une éruption cutanée, une faiblesse musculaire ou des convulsions chez les personnes épileptiques.

XLogP3-AA : -0,2
Nombre de donneurs de liaison hydrogène : 1
Nombre d'accepteurs de liaison hydrogène : 3
Nombre de liaisons rotatives : 3
Masse exacte : 161.10519334
Masse monoisotopique : 161.10519334
Superficie polaire topologique : 60,4 Ų
Nombre d'atomes lourds : 11
Charge formelle : 0
Complexité : 134
Nombre d'atomes d'isotopes : 0
Nombre de stéréocentres d'atomes définis : 1
Nombre de stéréocentres d'atomes non définis : 0
Nombre de stéréocentres de liaison définis : 0
Nombre de stéréocentres de liaison non définis : 0
Nombre d'unités liées par covalence : 1
Le composé est canonisé : Oui
InChI : InChI=1S/C7H15NO3/c1-8(2,3)5-6(9)4-7(10)11/h6,9H,4-5H2,1-3H3/t6-/m1/s1
InChIKey : InChIKey=PHIQHXFUZVPYII-ZCFIWIBFSA-N
SOURIRE : C([N+](C)(C)C)[C@@H](CC([O-])=O)O
SOURIRE canonique : O=C([O-])CC(O)C[N+](C)(C)C

Les usages
Ce médicament est un complément alimentaire utilisé pour prévenir et traiter les faibles taux sanguins de carnitine. La carnitine est une substance fabriquée dans le corps à partir de viande et de produits laitiers.
Il aide le corps à utiliser certains produits chimiques (acides gras à longue chaîne) pour produire de l'énergie et vous maintenir en bonne santé.
De faibles taux sanguins de carnitine peuvent survenir chez les personnes dont le corps ne peut pas utiliser correctement la carnitine dans leur alimentation, les personnes dialysées en raison d'une maladie rénale grave et les personnes traitées avec certains médicaments (par exemple, l'acide valproïque, la zidovudine).
Des niveaux de carnitine trop bas peuvent causer des problèmes hépatiques, cardiaques et musculaires. La carnitine se présente sous 2 formes, ce médicament (lévocarnitine) et la D-carnitine. Un produit en vente libre appelé vitamine Bt contient un mélange de lévocarnitine et de D-carnitine. La vitamine Bt ne doit pas être utilisée pour traiter une carence grave en carnitine car elle peut interférer avec l'utilisation de la lévocarnitine par l'organisme.
N'utilisez pas la lévocarnitine pour traiter une carence grave en carnitine, à moins que votre médecin ne vous l'ait prescrit. La forme de lévocarnitine prise par voie orale n'est pas recommandée pour traiter les personnes dialysées en raison d'une maladie rénale grave.
La forme injectable doit être utilisée pour ce traitement. Consultez votre médecin pour plus de détails. Certains suppléments contiennent des impuretés/additifs potentiellement nocifs. Vérifiez auprès de votre pharmacien pour plus de détails sur la marque que vous utilisez.
La FDA n'a pas examiné ce produit pour la sécurité ou l'efficacité. Consultez votre médecin ou votre pharmacien pour plus de détails.

Comment utiliser L-CARNITINE
Si vous prenez le produit en vente libre, lisez toutes les instructions sur l'emballage du produit avant de prendre ce médicament.
Si vous avez des questions, consultez votre pharmacien. Si votre médecin vous a prescrit ce médicament, prenez-le comme indiqué.
Il est préférable de prendre ce médicament pendant ou juste après les repas pour réduire les maux d'estomac.
Si vous prenez plus d'une dose par jour, prenez les doses à intervalles réguliers tout au long de la journée (généralement à au moins 3 à 4 heures d'intervalle).
Si vous prenez la forme liquide, utilisez un appareil de mesure des médicaments pour mesurer soigneusement la dose prescrite.
N'utilisez pas de cuillère domestique.
La forme liquide peut être prise seule ou mélangée à une boisson ou à un autre aliment liquide. Pour éviter les maux d'estomac, buvez votre dose lentement ou mélangez la forme liquide avec plus de liquides ou d'aliments liquides.
Les formes à croquer de ce médicament doivent être bien mâchées avant d'être avalées.
La posologie est basée sur votre état de santé et votre réponse au traitement. N'augmentez pas votre dose ou ne prenez pas ce médicament plus souvent que recommandé par votre médecin ou les instructions sur l'emballage sans l'approbation de votre médecin.
Prenez ce médicament régulièrement afin d'en tirer le meilleur parti.
Pour vous aider à vous en souvenir, prenez-le à la même heure chaque jour.
Si votre état persiste ou s'aggrave, ou si vous pensez avoir un problème médical grave, consultez immédiatement un médecin.

Résumé
Notre corps produit de la L-carnitine à partir de l'acide aminé essentiel lysine via une voie de biosynthèse spécifique. Les individus en bonne santé, y compris les végétariens stricts, synthétisent généralement suffisamment de L-carnitine pour prévenir les carences.
Cependant, certaines conditions comme la grossesse peuvent entraîner une excrétion accrue de L-carnitine, augmentant potentiellement le risque de carence.
En raison de son rôle dans le transport des acides gras à longue chaîne du cytosol à la matrice mitochondriale, la L-carnitine est essentielle pour la β-oxydation des acides gras mitochondriaux. (Plus d'information)
La supplémentation en L-Carnitine est indiquée pour le traitement du déficit systémique primaire en carnitine, qui est causé par des mutations dans le gène qui code pour le transporteur de carnitine, OCTN2.
La L-Carnitine est également approuvée pour le traitement des carences en carnitine secondaires à des maladies héréditaires, telles que le déficit en propionyl-CoA carboxylase et le déficit en acyl-CoA déshydrogénase à chaîne moyenne, et chez les patients atteints d'insuffisance rénale terminale sous hémodialyse.
Les preuves issues d'essais contrôlés randomisés suggèrent que les esters de L-carnitine ou d'acylcarnitine peuvent être des compléments utiles au traitement médical standard chez les personnes atteintes d'une maladie cardiovasculaire.
L'administration systématique de L-carnitine aux personnes atteintes d'insuffisance rénale terminale et hémodialysées n'est pas recommandée, sauf pour traiter un déficit en carnitine.
L'acétyl-L-carnitine (ALCAR) peut aider à réduire la gravité de la neuropathie périphérique induite par la chimiothérapie. Des preuves de haute qualité sont nécessaires pour évaluer si ALCAR peut être bénéfique pour le traitement des neuropathies périphériques associées au diabète ou causées par un traitement antirétroviral.
Il existe des preuves de faible qualité suggérant qu'un supplément de L-carnitine ou d'ALCAR peut être bénéfique en tant qu'appoint au traitement médical standard de la dépression, de la maladie d'Alzheimer et de l'encéphalopathie hépatique. (Plus d'information)
Il existe peu de preuves que la supplémentation en L-carnitine améliore la fatigue liée au cancer, une faible fertilité ou la santé physique globale. (Plus d'information)
Si vous choisissez de prendre des suppléments de L-carnitine, l'Institut Linus Pauling recommande l'acétyl-L-carnitine à une dose quotidienne de 0,5 à 1 g. Notez que la L-carnitine supplémentaire (doses, 0,6-7,0 g) est moins efficacement absorbée par rapport à de plus petites quantités dans les aliments. (Plus d'information)
introduction
La L-Carnitine (acide β-hydroxy-γ-N-triméthylaminobutyrique) est un dérivé de l'acide aminé lysine (Figure 1). Il a été isolé pour la première fois de la viande (carnus en latin) en 1905. Seul l'isomère L de la carnitine est biologiquement actif.
La L-carnitine semblait agir comme une vitamine dans le ver de farine (Tenebrio molitor) et était donc appelée vitamine BT (2). La vitamine BT, cependant, est un terme impropre car les humains et d'autres organismes supérieurs peuvent synthétiser la L-carnitine (voir Métabolisme et biodisponibilité).
Dans certaines conditions, la demande en L-carnitine peut dépasser la capacité d'un individu à la synthétiser, ce qui en fait un nutriment conditionnellement essentiel.

Métabolisme et biodisponibilité
Chez les personnes en bonne santé, l'homéostasie de la carnitine est maintenue par la biosynthèse endogène de la L-carnitine, l'absorption de la carnitine à partir de sources alimentaires et la réabsorption de la carnitine par les reins.

Biosynthèse endogène
Les humains peuvent synthétiser la L-carnitine à partir des acides aminés lysine et méthionine dans un processus en plusieurs étapes se déroulant dans plusieurs compartiments cellulaires (cytosol, lysosomes et mitochondries). Dans différents organes, la lysine liée aux protéines est méthylée pour former de la ε-N-triméthyllysine dans une réaction catalysée par des lysine méthyltransférases spécifiques qui utilisent la S-adénosyl-méthionine (dérivée de la méthionine) comme donneur de méthyle.
L'ε-N-triméthyllysine est libérée pour la synthèse de la carnitine par hydrolyse des protéines.
Quatre enzymes sont impliquées dans la biosynthèse endogène de la L-carnitine.
Ils sont tous omniprésents, sauf que la -butyrobétaïne hydroxylase est absente des muscles cardiaque et squelettique.
Cette enzyme est cependant fortement exprimée dans le foie, les testicules et les reins humains.
La L-carnitine est principalement synthétisée dans le foie et transportée par la circulation sanguine vers les muscles cardiaques et squelettiques, qui dépendent de la L-carnitine pour l'oxydation des acides gras mais ne peuvent pas la synthétiser.
Le taux de biosynthèse de la L-carnitine chez l'homme a été étudié chez des végétariens stricts (c'est-à-dire chez des personnes consommant très peu de carnitine alimentaire) et estimé à 1,2 µmol/kg de poids corporel/jour.
Le taux de synthèse de la L-carnitine dépend de la mesure dans laquelle les lysines liées aux peptides sont méthylées et du taux de renouvellement des protéines.
Il existe des preuves indirectes suggérant qu'un excès de lysine dans l'alimentation peut augmenter la synthèse endogène de L-carnitine; cependant, les changements dans le niveau d'apport alimentaire en carnitine ou dans la réabsorption rénale ne semblent pas affecter le taux de synthèse endogène de L-carnitine.

Absorption de L-carnitine exogène
L-carnitine alimentaire
La biodisponibilité de la L-carnitine dans les aliments peut varier en fonction de la composition alimentaire.
Par exemple, une étude a rapporté que la biodisponibilité de la L-carnitine chez les individus adaptés aux régimes pauvres en carnitine (c. ; 54%-72%).
Le reste est dégradé par les bactéries coliques.

Suppléments de L-carnitine
Alors que la biodisponibilité de la L-carnitine dans l'alimentation est assez élevée (voir L-carnitine alimentaire), l'absorption des suppléments oraux de L-carnitine est considérablement plus faible. La biodisponibilité de la L-carnitine à partir de suppléments oraux (doses de 0,6 à 7 g) se situe entre 5 % et 25 % de la dose totale (5). On en sait moins sur le métabolisme de la forme acétylée de la L-carnitine, l'acétyl-L-carnitine (ALCAR); cependant, on pense que la biodisponibilité d'ALCAR est supérieure à celle de la L-carnitine. Les résultats d'expériences in vitro suggèrent que l'ALCAR pourrait être partiellement hydrolysé lors de l'absorption intestinale.
Chez l'homme, l'administration de 2 g/jour d'ALCAR pendant 50 jours a augmenté les concentrations plasmatiques d'ALCAR de 43 %, ce qui suggère que l'ALCAR a été absorbé sans hydrolyse préalable ou que la L-carnitine a été réacétylée dans les entérocytes (5).

Élimination et réabsorption
La L-carnitine et les dérivés d'acylcarnitine à chaîne courte (esters de L-carnitine ; sont excrétés par les reins. La réabsorption rénale de la L-carnitine libre est normalement très efficace ; en fait, on estime que 95% sont réabsorbés par les reins.
Par conséquent, l'excrétion de carnitine par les reins est généralement très faible.
Cependant, plusieurs conditions peuvent diminuer l'efficacité de la réabsorption de la carnitine et, en conséquence, augmenter l'excrétion de la carnitine.
Ces conditions comprennent les régimes riches en graisses et faibles en glucides; régimes riches en protéines; grossesse; et certains états pathologiques (voir Carnitine systémique primaire).
De plus, lorsque la concentration circulante de L-carnitine augmente, comme dans le cas d'une supplémentation orale, la réabsorption rénale de L-carnitine peut devenir saturée, entraînant une augmentation de l'excrétion urinaire de L-carnitine.
La L-carnitine alimentaire ou complémentaire qui n'est pas absorbée par les entérocytes est dégradée par les bactéries du côlon pour former deux produits principaux, la triméthylamine et la γ-butyrobétaïne. La γ-butyrobétaïne est éliminée dans les fèces ; la triméthylamine est efficacement absorbée et métabolisée en triméthylamine-N-oxyde, qui est excrété dans l'urine.

Activités biologiques
Oxydation mitochondriale des acides gras à longue chaîne
La L-Carnitine est synthétisée principalement dans le foie mais aussi dans les reins puis transportée vers d'autres tissus.
Il est plus concentré dans les tissus qui utilisent les acides gras comme carburant principal, tels que les muscles squelettiques et cardiaques.
À cet égard, la L-carnitine joue un rôle important dans la production d'énergie en se conjuguant aux acides gras pour le transport du cytosol vers les mitochondries.

La L-Carnitine est nécessaire à la -oxydation mitochondriale des acides gras à longue chaîne pour la production d'énergie.
Les acides gras à longue chaîne doivent être estérifiés en L-carnitine (acylcarnitine) afin d'entrer dans la matrice mitochondriale où se produit la β-oxydation.
Sur la membrane mitochondriale externe, la CPTI (carnitine-palmitoyl transférase I) catalyse le transfert d'acides gras à chaîne moyenne/longue estérifiés en coenzyme A (CoA) en L-carnitine.
Cette réaction est une étape de contrôle de la vitesse de la -oxydation de l'acide gras.
Une protéine de transport appelée CACT (carnitine-acylcarnitine translocase) facilite le transport de l'acylcarnitine à travers la membrane mitochondriale interne.
Sur la membrane mitochondriale interne, la CPTII (carnitine-palmitoyl transférase II) catalyse le transfert des acides gras de la L-carnitine vers le CoA libre. L'acyl-CoA gras est ensuite métabolisé par -oxydation dans la matrice mitochondriale, produisant finalement du propionyl-CoA et de l'acétyl-CoA.
La carnitine est finalement recyclée dans le cytosol.

La description
La L-Carnitine est un nutriment conditionnellement essentiel.
Il est obtenu à partir de sources alimentaires ou par le métabolisme de la lysine et de la méthionine.
La L-Carnitine facilite le transport des acides gras à longue chaîne dans la matrice mitochondriale pour la β-oxydation, a d'autres rôles divers sur le métabolisme et est impliquée dans le maintien des réserves de coenzyme A.
Les taux plasmatiques et/ou tissulaires de L-carnitine sont diminués dans le déficit primaire en L-carnitine, un trouble caractérisé par une altération de l'oxydation des acides gras, avec des symptômes variant selon qu'il est systémique ou spécifique au muscle.1 Taux sériques et tissulaires de L- carnitine sont également réduits dans les carences secondaires en L-carnitine causées par une variété de défauts héréditaires ou de troubles acquis.

Utilisé dans le sport et la nutrition infantile. La carnitine est un composé d'ammonium quaternaire biosynthétisé à partir des acides aminés lysine et méthionine. Dans les cellules vivantes, il est nécessaire au transport des acides gras du cytosol vers les mitochondries lors de la dégradation des lipides (ou graisses) pour la génération d'énergie métabolique. Il est souvent vendu comme complément nutritionnel. La carnitine a été trouvée à l'origine comme facteur de croissance pour les vers de farine et étiquetée vitamine Bt. La carnitine existe sous deux stéréoisomères : sa forme biologiquement active est la L-carnitine, tandis que son énantiomère, la D-carnitine, est biologiquement inactive. La carnitine n'est pas un acide aminé essentiel ; La lévocarnitine est une molécule porteuse dans le transport des acides gras à longue chaîne à travers la membrane mitochondriale interne. Il exporte également les groupes acyle des organites subcellulaires et des cellules vers l'urine avant qu'ils ne s'accumulent à des concentrations toxiques. Le manque de carnitine peut entraîner des problèmes hépatiques, cardiaques et musculaires. Le déficit en carnitine est défini biochimiquement comme des concentrations plasmatiques anormalement basses de carnitine libre, inférieures à 20 µmol/L une semaine après le terme et peut être associée à de faibles concentrations tissulaires et/ou urinaires. De plus, cette condition peut être associée à un rapport de concentration plasmatique d'acylcarnitine/lévocarnitine supérieur à 0,4 ou à des concentrations anormalement élevées d'acylcarnitine dans l'urine. Seul l'isomère L de la carnitine (parfois appelé vitamine BT) affecte le métabolisme des lipides. La forme "vitamine BT" contient en fait de la D,L-carnitine, qui inhibe de manière compétitive la lévocarnitine et peut provoquer une carence. La lévocarnitine peut être utilisée en thérapeutique pour stimuler les sécrétions gastriques et pancréatiques et dans le traitement des hyperlipoprotéinémies. Il existe une étroite corrélation entre les modifications des taux plasmatiques d'ostéocalcine et d'activité ostéoblastique et une réduction des taux plasmatiques d'ostéocalcine est un indicateur d'une activité ostéoblastique réduite, qui semble être à l'origine de l'ostéoporose chez les sujets âgés et chez les femmes ménopausées. L'administration d'un mélange de carnitine ou de propionyl-L-carnitine est capable d'augmenter les concentrations sériques d'ostéocalcine des animaux ainsi traités, tandis que les taux sériques d'ostéocalcine ont tendance à diminuer avec l'âge chez les animaux témoins. il peut être synthétisé dans le corps. Cependant, elle est si importante pour fournir de l'énergie aux muscles, y compris au cœur, que certains chercheurs recommandent désormais des suppléments de carnitine dans l'alimentation, en particulier pour les personnes qui ne consomment pas beaucoup de viande rouge, principale source de nourriture pour la carnitine. La carnitine a été décrite comme une vitamine, un acide aminé ou une métabimine, c'est-à-dire un métabolite essentiel. Comme les vitamines B, la carnitine contient de l'azote et est très soluble dans l'eau, et pour certains chercheurs, la carnitine est une vitamine (Liebovitz 1984). Il a été découvert qu'un animal (le ver de farine jaune) ne pouvait pas grandir sans carnitine dans son alimentation. Cependant, il s'est avéré que presque tous les autres animaux, y compris les humains, fabriquent leur propre carnitine ; ainsi, il n'est plus considéré comme une vitamine. Néanmoins, dans certaines circonstances, telles que les carences en méthionine, lysine ou vitamine C ou en dialyse rénale, des carences en carnitine se développent. Dans ces conditions, la carnitine doit être absorbée par les aliments, et pour cette raison, elle est parfois appelée « métabimine » ou métabolite conditionnellement essentiel. Comme les autres acides aminés utilisés ou fabriqués par l'organisme, la carnitine est une amine. Mais comme la choline, qui est parfois considérée comme une vitamine B, la carnitine est également un alcool (plus précisément, un alcool carboxylique triméthylé). Ainsi, la carnitine est un acide aminé inhabituel et a des fonctions différentes de la plupart des autres acides aminés, qui sont le plus souvent utilisés par l'organisme dans la construction des protéines. La carnitine est un facteur essentiel du métabolisme des acides gras chez les mammifères. Sa fonction métabolique connue la plus importante est de transporter les graisses dans les mitochondries des cellules musculaires, y compris celles du cœur, pour l'oxydation. C'est ainsi que le cœur obtient la plus grande partie de son énergie. Chez l'homme, environ 25 % de la carnitine est synthétisée dans le foie, les reins et le cerveau à partir des acides aminés lysine et méthionine. La majeure partie de la carnitine dans le corps provient de sources alimentaires telles que la viande rouge et les produits laitiers. Des erreurs innées du métabolisme de la carnitine peuvent entraîner une détérioration du cerveau comme celle du syndrome de Reye, aggravant progressivement la faiblesse musculaire, la dystrophie musculaire de type Duchenne et une faiblesse musculaire extrême avec accumulation de graisse dans les muscles. Borurn et al. (1979) décrivent la carnitine comme un nutriment essentiel pour les bébés prématurés, certains types (non cétosiques) d'hypoglycémiants, les patients en dialyse rénale, la cirrhose et, dans le kwashiorkor, l'hyperlipidémie de type IV, les maladies du muscle cardiaque (cardiomyopathie) et propioniques ou organiques acidurie (urines acides résultant d'anomalies génétiques ou autres). Dans toutes ces conditions et les erreurs innées du métabolisme de la carnitine, la carnitine est essentielle à la vie et les suppléments de carnitine sont précieux. la thérapie à la carnitine peut également être utile dans une grande variété de conditions cliniques.
La supplémentation en carnitine a amélioré certains patients souffrant d'angine secondaire à une maladie coronarienne. Cela peut valoir la peine d'un essai dans toute forme d'hyperlipidémie ou de faiblesse musculaire.
Les suppléments de carnitine peuvent être utiles dans de nombreuses formes de maladie hépatique toxique ou métabolique et dans les cas de maladie du muscle cardiaque. Les cœurs souffrant d'arythmie sévère épuisent rapidement leurs réserves de carnitine.
Les athlètes, en particulier en Europe, ont utilisé des suppléments de carnitine pour améliorer leur endurance.
La carnitine peut améliorer la construction musculaire en améliorant l'utilisation des graisses et peut même être utile dans le traitement de l'obésité. la carnitine rejoint une longue liste de nutriments qui peuvent être utiles dans le traitement des femmes enceintes, des personnes hypothyroïdiennes et de l'infertilité masculine en raison de la faible motilité des spermatozoïdes.
Même le Physician's Desk Reference indique que les suppléments de carnitine « améliorent la tolérance aux cardiopathies ischémiques, aux insuffisances myocardiques et à l'hyperlipoprotéinémie de type IV.
Une carence en carnitine est notée chez les patients présentant une fonction hépatique anormale, des patients sous dialyse rénale et une faiblesse musculaire sévère à modérée avec anorexie associée." (http://www.dcnutrition.com).
La carnitine est un biomarqueur de la consommation de viande. La L-carnitine se trouve dans les légumineuses et le pois commun.

Description générale
Test UV enzymatique avec une linéarité comprise entre 5,6 et 112 M de L-carnitine dans la solution à tester.

Application
Détermination de la L-carnitine dans le plasma séminal, le sérum ou l'urine dans les applications de recherche en sciences de la vie.

Actions biochimiques/physiologiques
La L-carnitine est un acide aminé abondant présent dans la viande rouge. Sa structure triméthylamine est similaire à celle de la choline. La principale source de cet acide aminé est l'ingestion alimentaire. Chez les mammifères, il est également produit de manière endogène à partir de la lysine. Il participe au transport des acides gras dans le compartiment mitochondrial. Il produit du triméthylamine-N-oxyde (TMAO) et favorise l'athérosclérose.

Principe
La L-Carnitine est acétylée en acétyl carnitine par l'acétyl coenzyme A (acétyl CoA) en présence de l'enzyme carnitine acétyl transférase (CAT).
La coenzyme A (CoA) résultante est acétylée en acétyl CoA en présence d'adénosine-5'-triphosphate (ATP) et d'acétate, catalysée par l'enzyme acétyl CoA synthétase (ACS).
Il en résulte la formation d'adénosine-5'-monophosphate (AMP) et de pyrophosphate inorganique (PPi).
En présence d'ATP, soutenu par la myokinase (MK), l'AMP forme deux fois la quantité d'adénosine-5'-diphosphate (ADP).
Celui-ci est converti dans la réaction suivante avec le phosphoénol pyruvate (PEP) en présence de pyruvate kinase (PK).
Le pyruvate formé est réduit en L-lactate par le nicotinamide adénine dinucléotide (NADH) réduit en présence de lactate déshydrogénase (LDH).
La quantité de NADH consommée au cours de la réaction équivaut à la moitié de la quantité de L-carnitine. Le NADH est mesuré par spectroscopie à 340 nm.

Une méthode gravimétrique a été utilisée pour déterminer la solubilité de la L-carnitine dans différents solvants purs et un mélange de solvants éthanol-acétone.
La solubilité dans différents solvants purs a ensuite été corrélée par l'équation d'Apelblat modifiée, l'équation λh et l'équation de van't Hoff modifiée, l'équation de van't Hoff modifiée présentant la meilleure consistance.
Pendant ce temps, pour illustrer l'effet de l'éthanol ou de l'acétone sur le changement de solubilité, un nouveau paramètre défini comme coefficient d'influence a été introduit et le coefficient d'acétone en fonction de la température et de la faction molaire de l'acétone a été représenté.
De plus, les changements pour l'enthalpie, l'entropie et l'énergie libre de Gibbs ont été calculés par l'équation de van't Hoff modifiée.
On peut en déduire que les changements d'enthalpie et d'entropie dans un mélange de solvants diminuent au minimum avant d'augmenter en conséquence avec l'augmentation de la faction molaire de l'acétone.
De plus, le changement pour l'énergie libre de Gibbs montre une relation linéaire avec le logarithme naturel de la solubilité.

La L-Carnitine (Lévocarnitine) est une molécule endogène impliquée dans le métabolisme des acides gras, biosynthétisée dans le corps humain à l'aide d'acides aminés : L-lysine et L-méthionine, comme substrats. La L-Carnitine a pour fonction de transporter les acyl-CoA gras à longue chaîne dans les mitochondries pour une dégradation par -oxydation. La L-carnitine peut améliorer les déséquilibres métaboliques dans de nombreuses erreurs innées du métabolisme.

La L-carnitine est une très petite molécule qui pèse 161,21 Da ; et il est produit par la biosynthèse des acides aminés essentiels lysine et méthionine.
La L-carnitine se trouve dans nos cellules musculaires (principalement « muscle squelettique » et « myocarde »), et c'est une substance essentielle pour le métabolisme des lipides (conversion des lipides en énergie), qui a lieu dans les mitochondries des cellules.
Cependant, les lipides ne peuvent pas traverser seuls les membranes des mitochondries.
Lorsque les lipides pénètrent dans l'organisme, ils sont décomposés en acides gras, qui sont transportés dans les mitochondries par la combinaison « acides gras » + « L-carnitine ».
Ainsi, les lipides sont convertis en énergie et utilisés dans l'organisme. Alors que le sucre est responsable de la production d'énergie instantanée, les acides gras sont responsables de la production d'énergie durable et du fonctionnement efficace des muscles et du cœur.
En d'autres termes, la L-carnitine est le composant qui transporte les acides gras dans les mitochondries.

La L-carnitine a des fonctions indispensables dans le métabolisme intermédiaire et est reçue par synthèse endogène et à partir de sources exogènes.
Il joue un rôle obligatoire dans le métabolisme des acides gras en dirigeant les acides gras dans la voie oxydative mitochondriale grâce à l'action d'acyltransférases spécialisées.
Dans la production avicole, la L-carnitine a un objectif multifonctionnel, qui comprend : la promotion de la croissance, le renforcement du système immunitaire, les effets antioxydants et l'amélioration de la qualité du sperme. La concentration de L-carnitine chez les animaux varie considérablement selon les espèces, le type de tissu et l'état nutritionnel de l'animal. Il a été suggéré que les besoins en L-carnitine peuvent être augmentés dans certaines circonstances, telles que des performances plus élevées, diverses conditions de stress et lorsque le régime alimentaire est déficient en sources de protéines animales. L'examen des fonctions de la L-carnitine inclut de manière unique les principaux aspects de cette inclusion supplémentaire d'aliments conséquente dans la nutrition de la volaille.

L-carnitine
Lévocarnitine
541-15-1
(R)-Carnitine
vitamine BT
Carnitor
(-)-Carnitine
(-)-L-Carnitine
Karnitine
L-(-)-Carnitine
Carnitène
bicarnésine
Lévocarnitine
Métina
Sel intérieur de L-Carnitine
Levocarnitin
Carniking
Carniléenne
Carnitine, (-)-
L(-)-Carnitine
Levocarnitin [latin]
Levocarnitina [Espagnol]
Carnik 50
(3R)-3-hydroxy-4-(triméthylammonio)butanoate
gamma-triméthyl-bêta-hydroxybutyrobétaïne
gamma-triméthyl-ammonium-bêta-hydroxybutirate
1-CARNITINE
(3R)-3-hydroxy-4-(triméthylazaniumyl)butanoate
Hydroxyde de 3-carboxy-2-hydroxy-N,N,N-triméthyl-1-propanaminium, sel interne
DRG-0211
UNII-0G389FZZ9M
Hydroxyde de (R)-(3-carboxy-2-hydroxypropyl)triméthylammonium
R-(-)-3-hydroxy-4-triméthylaminobutyrate
3-carboxy-2-hydroxy-N,N,N-triméthyl-1-propanaminium
L-gamma-triméthyl-bêta-hydroxybutyrobétaïne
1-Propanaminium, 3-carboxy-2-hydroxy-N,N,N-triméthyl-, sel interne, (R)-
(R)-3-hydroxy-4-(triméthylammonio)butanoate
Hydroxyde de (3-carboxy-2-hydroxypropyl)triméthyl-ammonium, sel interne
Hydroxyde de (L-3-Carboxy-2-hydroxypropyl)triméthylammonium, sel interne
CHEMBL1149
Ammonium, (3-carboxy-2-hydroxypropyl)triméthyl-, hydroxyde, sel interne, L-
Carnicor
1-Propanaminium, 3-carboxy-2-hydroxy-N,N,N-triméthyl-, hydroxyde, sel interne, (R)-
0G389FZZ9M
(R)-3-hydroxy-4-(triméthylammonio)butyrate
Carnitolo
Carnovis
Transporteur
CHEBI : 16347
Lefcar
(-)-(R)-3-hydroxy-4-(triméthylammonio)butyrate
Base de L-carnitine
1-Propanaminium, 3-carboxy-2-hydroxy-N,N,N-triméthyl-, hydroxyde, sel interne
1-Propanaminium, 3-carboxy-2-hydroxy-N,N,N-triméthyl-, sel interne, (2R)-
44985-71-9
L(-)-Carnitine, 99+%
Lévocarnitine [USAN:INN]
L Carnitine
MFCD00038747
vitamine B T
Carnitor (TN)
SMR000112475
carnitine (forme L)
gamma-triméthyl-hydroxybutyrobétaïne
Acide (3R)-3-hydroxy-4-(triméthylamino)butanoïque
3-hydroxy-4-triméthylammoniobutanoate
EINECS 208-768-0
Carnipass
delta-carnitine
Lévocarnitine (JAN/USP/INN)
L-Carnitine
Malonyl-Carnitine
HSDB 7588
Carnipass 20
Carnitine, L-
L-Carnitine,(S)
Voiture-O
Lévocarnitine [USAN:USP:INN:BAN]
PubChem5901
(R)-3-hydroxy-4-triméthylammoniobutyrate
bmse000211
L-carnitine (lévocarnitine)
SCHEMBL21970
MLS001332549
MLS001332550
ARONIS24315
ENCHÈRE : GT0603
1-Propanaminium,3-carboxy-2-hydroxy-N,N,N-triméthyl-
GTPL4780
DTXSID4023208
HMS2093J13
HMS2267H24
Pharmakon1600-01505437
HY-B0399
Hydroxyde de (R)-(3-Carboxy-2-hydroxypropyl)triméthylammonium, sel interne
ABP000696
Ammonium, (3-carboxy-2-hydroxypropyl)triméthyl-, hydroxyde, sel interne
ANW-31960
BDBM50037268
c0049
CC0198
NSC741806
NSC759132
s2388
SBB058880
AKOS005267245
BCP9000830
GCC-213241
DB00583
KS-1422
NSC 759132
NSC-741806
NSC-759132
6-CHLORO-3-HYDROXY(1H)INDAZOLE
Acide 3-hydroxy-4-triméthylammoniobutanoïque
AS-11974
gamma-L-triméthyl-bêta-hydroxybutyrobétaïne
L-Carnitine 100 microg/mL dans l'acétonitrile
Sel intérieur de L-Carnitine, synthétique, >=98%
N1935
ST50824805
C00318
D02176
(3R)-3-oxydanyl-4-(triméthylazaniumyl)butanoate
Acide (R)-3-hydroxy-4-(triméthylammonio)butanoïque
AB00919083_05
AB00919083_06
(R)-(-)-3-hydroxy-4-(triméthylammonio)butyrate
A829968
(3R)-(-)-3-hydroxy-4-(triméthylammonio)butanoate
Q20735709
(3R)-(-)-3-hydroxy-4-(triméthylammonio)butanoate 99+%
L-carnitine (lévocarnitine)/Carnitor, vitamine BT, karnitine
Composant UNII-S7UI8SM58A PHIQHXFUZVPYII-ZCFIWIBFSA-N
Lévocarnitine, étalon de référence de la Pharmacopée Européenne (EP)
Lévocarnitine, étalon de référence de la pharmacopée des États-Unis (USP)
1-Propanaminium, 3-carboxy-2-hydroxy-N,N,N-triméthyl-, sel interne, (2R)- (9CI)
Ammonium, (3-carboxy-2-hydroxypropyl)triméthyl-, hydroxyde, sel interne, L- (8CI)