Les résultats actuels ont été débattus dans les six paragraphes distincts, et pour une meilleure image de la supplémentation en LC, d’autres études ont également été contestées.
« Brûleur de graisse »
Il a été supposé que la supplémentation en LC, en augmentant la teneur en carnitine des muscles, optimise l’oxydation des graisses et réduit par conséquent leur disponibilité pour le stockage . Néanmoins, la croyance que la carnitine est un agent amincissant a été infirmée au milieu des années 90 . Les mesures directes de la carnitine dans les muscles squelettiques n’ont pas montré d’augmentation de la concentration de carnitine dans les muscles après 14 jours d’ingestion de 4 g/jour ou de 6 g/jour de LC. Ces résultats impliquaient que la supplémentation en CL n’était pas capable d’augmenter l’oxydation des graisses et d’améliorer la performance à l’exercice par le mécanisme proposé. En effet, de nombreuses études originales, résumées dans une revue ultérieure, ont indiqué que la supplémentation en CL pendant 4 semaines n’augmentait pas l’oxydation des graisses et n’améliorait pas les performances pendant des exercices prolongés.
La concentration de CL dans les muscles squelettiques étant supérieure à celle du plasma sanguin, une absorption active de la carnitine doit avoir lieu. Stephens et al. ont noté que l’hypercarnitinémie à l’état stable de 5 heures (~ 10 fois l’élévation de la carnitine plasmatique) induite par la perfusion intraveineuse de LC n’affecte pas le contenu en TC des muscles squelettiques. Par contre, une intervention similaire combinée à une hyperinsulinémie contrôlée (~ 150mIU/L) augmente la CT dans les muscles squelettiques de ~ 15%. De plus, une insuline sérique plus élevée maintenue par la consommation de sucres simples a entraîné une augmentation de la rétention de la CL chez des sujets humains sains supplémentés en CL pendant 2 semaines. Sur la base de ces résultats, les auteurs ont suggéré que l’ingestion orale de CL, associée à des CHO pour activer le transport de la carnitine dans les muscles, devrait prendre ~ 100 jours pour augmenter la teneur en carnitine des muscles de ~ 10 % . Cette hypothèse a été confirmée par des études ultérieures. Ces études soigneusement menées ont clairement montré que la procédure prolongée (pendant ≥12 semaines) d’une ingestion quotidienne de CL et de CHO a induit une augmentation des niveaux de CT dans les muscles squelettiques, affectant le métabolisme de l’exercice, améliorant la performance et la dépense énergétique, sans altérer la composition corporelle. L’absence de perte de réserves de graisse corporelle peut s’expliquer par l’augmentation de 18% de la masse grasse corporelle associée à la seule supplémentation en CHO, constatée dans le groupe témoin .
Néanmoins, 12 semaines de supplémentation en CL 2 g/jour appliquée sans CHO, ont élevé la CT musculaire uniquement chez les végétariens mais pas chez les omnivores . Ni le métabolisme de l’exercice ni les métabolites musculaires n’ont été modifiés par l’augmentation de la CT chez les végétariens .
Régulation de l’équilibre protéique des muscles squelettiques
La masse musculaire squelettique dépend des taux de synthèse et de dégradation des protéines. Une synthèse protéique élevée et une protéolyse atténuée sont observées au cours de l’hypertrophie musculaire. Ces deux processus sont principalement régulés par la voie de signalisation : facteur de croissance analogue à l’insuline-1 (IGF-1) – phosphoinositide-3-kinase (PI3K) – protéine kinase B (Akt) – cible mammalienne de la rapamycine (mTOR). L’activation de mTOR entraîne la phosphorylation et l’activation des kinases S6 (S6Ks) et l’hyperphosphorylation des protéines de liaison 4E (4E-BPs), ce qui entraîne l’accélération de la synthèse protéique. En même temps, Akt phosphoryle et inactive la forkhead box O (FoxO), inhibant ainsi les ligases d’ubiquitine responsables de la protéolyse : muscle-specific RING finger-1 (MuRF-1) et muscle atrophy F-box protein (atrogin-1), (pour une revue voir ).
L’association entre la supplémentation en CL et la régulation des voies métaboliques impliquées dans l’équilibre protéique musculaire a été montrée dans plusieurs études animales (Fig. 2) . Quatre semaines de supplémentation en CL chez les rats ont augmenté la concentration d’IGF-1 dans le plasma. L’augmentation de l’IGF-1 circulant a conduit à une activation de la voie de signalisation IGF-1-PI3K-Akt, provoquant une augmentation de la phosphorylation de mTOR et un rapport phospho-FoxO/total FoxO plus élevé dans le muscle squelettique des rats supplémentés en CL. L’inactivation de FoxO a atténué l’expression de MURF-1 dans le muscle quadriceps femoris des rats supplémentés (par rapport au contrôle). De plus, la CL administrée pendant 2 semaines supprime le niveau de l’ARN messager (ARNm) de l’atrogin-1 dans les membres postérieurs des rats suspendus, et seulement 7 jours d’administration de la CL régulent à la baisse les ARNm de MuRF-1 et de l’atrogin-1 réduisant la perte musculaire dans un modèle de rat de cachexie cancéreuse. Tous ces résultats réunis pourraient suggérer que la supplémentation en LC protège le muscle de l’atrophie, en particulier dans des conditions physiopathologiques.
L’association entre la supplémentation en LC et la régulation des voies métaboliques impliquées dans l’équilibre protéique musculaire. L-carnitine (LC) ; facteur de croissance analogue à l’insuline-1 (IGF-1) ; phosphoinositide-3-kinase (PI3K) ; protéine kinase B (Akt) ; cible mammalienne de la rapamycine (mTOR) ; boîte à tête de fourche O (FoxO) ; doigt RING spécifique au muscle-1 (MuRF-1) ; boîte F d’atrophie musculaire (atrogin-1) ; augmentation (
) ; diminution (
) ; activation (
) ; inactivation (
)
En fait, l’administration d’acétyl-L-carnitine 3 g/jour pendant 5 mois chez des patients séropositifs au VIH a induit une augmentation décuplée de la concentration sérique d’IGF-1 . À l’inverse, ni la supplémentation en LC pendant 3 semaines chez des hommes sains pratiquant la musculation de façon récréative, ni la supplémentation en LC pendant 24 semaines chez des femmes âgées n’ont affecté la concentration du niveau d’IGF-1 circulant. Les différents effets pourraient être dus à des niveaux différents d’IGF-1 ; significativement plus bas chez les patients séropositifs que chez les sujets sains. De plus, 8 semaines de supplémentation en CL chez des sujets âgés en bonne santé n’ont pas modifié le niveau des protéines mTOR, S6K et 4E-BP totales et phosphorylées du muscle vaste latéral. Il faut souligner que la CT du muscle squelettique du rat augmente de ~ 50-70% après 4 semaines de supplémentation en LC , alors qu’une élévation comparable n’a jamais été observée dans les études humaines, même après 24 semaines de supplémentation .
Composition corporelle
Ces résultats suggèrent dans l’ensemble qu’une supplémentation prolongée en CL pourrait affecter la composition corporelle dans des conditions spécifiques.
Obésité
Une méta-analyse récente, a résumé les études axées sur la supplémentation en CL pendant une période prolongée (médiane de 3 mois) . Les résultats regroupés ont démontré une réduction significative du poids suite à la supplémentation en CL, mais l’analyse des sous-groupes n’a révélé aucun effet significatif de la CL sur le poids corporel chez les sujets ayant un indice de masse corporelle (IMC) inférieur à 25 kg/m2. Par conséquent, les auteurs ont suggéré que la supplémentation en CL pourrait être efficace chez les sujets obèses et en surpoids. De manière surprenante, une intervention de plus de 24 semaines n’a montré aucun effet significatif sur l’IMC.
Entraînement
On a supposé que la combinaison d’une supplémentation en CL avec une augmentation de la dépense énergétique pouvait avoir un effet positif sur la composition corporelle. Cependant, que ce soit avec un entraînement aérobie ou un entraînement de résistance, la supplémentation en CL n’a pas atteint le but recherché. Six semaines d’entraînement d’endurance (cinq fois par semaine, 40 minutes sur un vélo ergométrique à 60 % d’absorption maximale d’oxygène) associées à une supplémentation en CL (4 g/jour) n’induisent pas d’effet positif sur le métabolisme des graisses chez des sujets masculins en bonne santé (% de graisse corporelle 17,9 ± 2,3 au début de l’étude). De même, l’absence d’effet de la CL a été rapportée chez des femmes obèses. Huit semaines de supplémentation (2 g/jour) combinée à un entraînement aérobique (3 sessions par semaine) n’ont pas eu d’effets significatifs sur le poids corporel, l’IMC et l’apport alimentaire quotidien chez les femmes obèses.
Dans l’étude récente, la supplémentation en CL 2 g/jour a été appliquée en combinaison avec un programme d’entraînement en résistance (4 jours/semaine) à des hommes en bonne santé (tranche d’âge 18-40 ans), pendant 9 semaines. La composition corporelle, déterminée par absorptiométrie à rayons X à double énergie, n’a indiqué aucun effet significatif sur la masse grasse et la masse sans graisse dû à la supplémentation. De plus, l’administration de LC n’a pas influencé les résultats du développé couché. Le nombre de répétitions du développé couché et le volume de levage de la troisième série de développé couché ont augmenté dans le groupe LC par rapport au groupe placebo. L’effet différent de LC dans les membres peut être associé aux taux plus élevés de glycogénolyse pendant l’exercice des bras à la même intensité relative que l’exercice des jambes .
Sarcopénie
Les personnes âgées ont un catabolisme protéique accéléré, qui est associé à la fonte musculaire . LC pourrait augmenter la quantité de rétention de protéines par l’inhibition de la voie protéolytique. Six mois de supplémentation en CL ont augmenté la masse grasse libre et réduit la masse grasse totale du corps chez les centenaires . Un tel effet n’a pas été observé chez les femmes âgées (tranche d’âge 65-70 ans) après une période de supplémentation similaire. L’efficacité de la supplémentation en CL peut résulter de la distribution de la sarcopénie selon l’âge. La prévalence de la sarcopénie augmente fortement avec l’âge, atteignant 31,6% chez les femmes et 17,4% chez les hommes de plus de 80 ans. Chez les sujets de moins de 70 ans, des symptômes de présarcopénie, mais pas de sarcopénie ont été notés .
Déséquilibre oxydatif et douleurs musculaires
Des dommages musculaires peuvent survenir pendant l’exercice, en particulier l’exercice excentrique. Dans la clairance des tissus endommagés aider les radicaux libres produits par les neutrophiles. Par conséquent, parmi les autres réponses à l’exercice, les neutrophiles sont libérés dans la circulation. Alors que les espèces réactives de l’oxygène (ROS) dérivées des neutrophiles jouent un rôle important dans la décomposition des fragments endommagés du tissu musculaire, les ROS produites en excès peuvent également contribuer au stress oxydatif (pour une revue, voir .
Selon l’hypothèse que la CL peut fournir une protection des membranes cellulaires contre le stress oxydatif, il a été supposé que la supplémentation en CL atténuerait les dommages musculaires induits par l’exercice et améliorerait la récupération post-exercice. Puisque la CL plasmatique s’élève après 2 semaines de supplémentation, les protocoles courts de supplémentation peuvent être considérés comme efficaces pour atténuer les douleurs musculaires post-exercice. Les résultats indiquent que 3 semaines de supplémentation en CL, à raison de 2 à 3 g/jour, soulagent efficacement la douleur . Il a été démontré, par une technique d’imagerie par résonance magnétique, que la perturbation musculaire après un exercice intense était réduite par la supplémentation en CL . Cet effet était accompagné d’une réduction significative des protéines cytosoliques libérées telles que la myoglobine et la créatine kinase ainsi que d’une atténuation du marqueur plasmatique du stress oxydatif – le malondialdéhyde . En outre, 9 semaines de supplémentation en LC en conjonction avec un entraînement de résistance ont révélé une augmentation significative de la capacité antioxydante totale circulante et de l’activité de la glutathion peroxydase et une diminution de la concentration de malondialdéhyde .
Risques du TMAO
En 1984, Rebouche et al , ont montré que des rats, recevant par voie orale de la CL radiomarquée, la métabolisaient en γ-butyrobétaïne (jusqu’à 31% de la dose administrée, présente principalement dans les fèces) et en TMAO (jusqu’à 23% de la dose administrée, présente principalement dans les urines). Au contraire, ces métabolites n’ont pas été produits par les rats recevant l’isotope par voie intraveineuse et les rats sans germe recevant le traceur par voie orale, ce qui suggère que la CL ingérée par voie orale est en partie dégradée par les micro-organismes de l’intestin . Des observations similaires ont été notées dans des études ultérieures chez l’homme, le pic de TMAO sérique étant observé dans les heures suivant l’administration orale du traceur. Un traitement prolongé par LC augmente le taux de TMAO dans le plasma à jeun. Trois mois de supplémentation orale en CL chez des femmes âgées en bonne santé ont induit une augmentation de 10 fois de la TMAO dans le plasma à jeun, et ce niveau est resté élevé pendant les 3 mois supplémentaires de supplémentation. Quatre mois après l’arrêt de la supplémentation en CL, le plasma TMAO a atteint une concentration pré-supplémentation, qui est restée stable pendant les 8 mois suivants.
En 2011, Wang et al. ont suggéré que le TMAO était un facteur pro-athérogène. Comme les régimes riches en viande rouge ont été fortement liés aux maladies cardiaques et à la mortalité , LC a été proposé comme le nutriment de la viande rouge responsable de la promotion de l’athérosclérose . Le TMAO a été indiqué comme lien potentiel entre la consommation de viande rouge et le risque croissant de maladie cardiovasculaire. De nombreuses études ultérieures ont montré l’association entre des niveaux plasmatiques accrus de TMAO et un risque plus élevé d’événements cardiovasculaires. Les méta-analyses récentes ont indiqué que chez les patients ayant un niveau plasmatique élevé de TMAO, l’incidence des événements cardiovasculaires indésirables majeurs était significativement plus élevée par rapport aux patients ayant un faible niveau de TMAO , et que la mortalité toutes causes confondues augmentait de 7,6 % pour chaque incrément de 10 μmol/L de TMAO .
Puisque la viande rouge est particulièrement riche en CL , une intervention diététique chez des adultes en bonne santé, a indiqué une augmentation significative des niveaux de TMAO plasmatique et urinaire après 4 semaines de régime enrichi en viande rouge . L’augmentation de la TMAO plasmatique était en moyenne trois fois supérieure à celle observée avec les régimes à base de viande blanche et sans viande. À l’inverse, la consommation habituelle de viande rouge, de viande transformée ou de viande blanche n’a pas eu d’incidence sur le taux plasmatique de TMAO dans la population adulte allemande. De même, une augmentation mineure de la TMAO plasmatique a été observée après la consommation de viande rouge et de viande transformée dans une étude multicentrique européenne .
Au siècle précédent, la fonction soulignée de la TMAO était la stabilisation des protéines contre divers facteurs de stress environnementaux, y compris une pression hydrostatique élevée . Le TMAO a été montré comme largement distribué dans les animaux marins , avec une concentration dans le tissu augmentant proportionnellement à la profondeur de l’environnement naturel des poissons . Par conséquent, l’apport nutritionnel en poissons et fruits de mer a un impact important sur le niveau de TMAO dans le corps humain, augmentant également de manière significative la concentration de TMAO dans le plasma. Par conséquent, le lien entre le TMAO plasmatique et le risque de maladie cardiovasculaire semble être un paradoxe, puisque plus de poisson dans le régime alimentaire réduit ce risque .
Non seulement la modification du régime alimentaire peut affecter les niveaux plasmatiques de TMAO. En raison de l’excrétion de la TMAO dans l’urine, chez les patients atteints d’insuffisance rénale chronique, l’élimination de la TMAO de l’organisme échoue, entraînant une élévation de sa concentration plasmatique. Par conséquent, une concentration plasmatique plus élevée de TMAO chez l’homme a été suggérée comme un marqueur de lésions rénales. Il convient de noter que les maladies cardiovasculaires et les maladies rénales sont étroitement liées et que la diminution de la fonction rénale est fortement associée à la morbidité et à la mortalité chez les patients souffrant d’insuffisance cardiaque. De plus, la diminution de l’excrétion urinaire de TMAO est associée à un apport alimentaire riche en sel, ce qui augmente la concentration plasmatique de TMAO.
La relation entre le TMAO et les maladies chroniques peut être ambiguë, impliquant la fonction rénale, la perturbation de la barrière intestin-sang ou le génotype de la monooxygénase 3 contenant des flavines. Ainsi, on ne sait toujours pas si la TMAO est un facteur athérogène responsable du développement et de la progression des maladies cardiovasculaires, ou simplement un marqueur d’une pathologie sous-jacente.
Effets indésirables
Les préparations de carnitine administrées par voie orale peuvent occasionnellement provoquer des brûlures d’estomac ou une dyspepsie . Aucun effet indésirable associé à l’administration de LC n’a été enregistré à une dose de 6 g/jour pendant 12 mois de supplémentation chez les patients souffrant d’infarctus aigu du myocarde antérieur , ou à une dose de 1,274 g/jour (plage de 0,3 à 3 g/jour) et une durée de 348 jours (plage de 93 à 744 jours) chez les patients souffrant de cirrhose du foie . En résumant le risque associé à la supplémentation en CL, Hathcock et Shao ont indiqué que des apports allant jusqu’à 2 g/jour sont sûrs pour une supplémentation chronique.
Bien que la dose optimale de supplémentation en CL pour l’infarctus du myocarde soit de 3 g/jour en termes de mortalité toutes causes confondues , même un apport plus faible en CL élève le plasma à jeun TMAO , qui est dix fois plus élevé que le contrôle après 3 mois de supplémentation . Il est intéressant de mentionner que Bakalov et al. en analysant la base de données de l’Agence européenne de la médecine sur les effets indésirables suspectés des médicaments, ont remarqué 143 cas concernant la LC.