Quelle est la fonction métabolique principale de la L-carnitine ?

Définissez beta-oxydation 

Quels sont les ingrédients que l’on a besoin pour faire traverser les AGLC du cytoplasme dans la matrice mitochondriale ? 

Quelle est la fonction de la CoA-SH ? 

Quelle est l’action de l’acyl-CoA synthétase ? 

Qu’est-ce que c’est la CAT-1, Quelle est sa fonction ? 

Quelle est la limitation de la CoA-SH par rapport à la mitochondrie ? 

Quelle est la fonction de la translocase ? 

Qu’est-ce que c’est la CAT-2, Quelle est sa fonction ? 

Quelles sont les 2 structures qui vont composer la L-carnitine ? 

Quelle sont les 3 étapes essentielles de la beta-oxydation ? 

La carnitine est importante pour quelle étape ? 

Expliquez l’action de la L’carnitine

Mots et expressions : L-carnitine – rôle – beta-oxydation – ATP, acétyl-Coa, triglycérides, AGLC,  adipocytes, glycérol, mitochondrie, matrice mitochondriale,  Coenzyme A (CoA-SH), acyl-CoA synthétase, acyl-CoA, CAT-1, translocase (perméase) , acide acétique ,choline , foie, muscles

Mots-clés :  

 CAT-1 = Carnitine Acyl transférase1 

CAT-2  = Carnitine Acyl transférase2
  Sujets intégrés :

Glycolyse 

Beta-oxydation


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 le plus concentré dans les tissus qui utilisent les acides gras comme carburant principal, comme 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 (6) .

 

La L-carnitine est nécessaire pour la β-oxydation mitochondriale des acides gras à longue chaîne pour la production d'énergie (1) . 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 ( figure 3 ). 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) vers la L-carnitine. Cette réaction est une étape de contrôle de la vitesse de la β-oxydation de l'acide gras (13). 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 la CoA libre. L'acyl-CoA gras est ensuite métabolisé par β-oxydation dans la matrice mitochondriale, donnant finalement du propionyl-CoA et de l'acétyl-CoA (6) . La carnitine est finalement recyclée vers le cytosol.  

Régulation du métabolisme énergétique par modulation du rapport acyl CoA:

 

Le CoA libre (non estérifié) est nécessaire comme cofacteur pour de nombreuses réactions cellulaires. Le flux à travers les voies qui nécessitent du CoA non estérifié , comme l' oxydation du glucose , peut être réduit si tout le CoA disponible dans un compartiment cellulaire donné est estérifié. La carnitine peut augmenter la disponibilité de CoA non estérifié pour ces autres voies métaboliques (6) . Au sein de la matrice mitochondriale, la CAT (carnitine acétyl transférase) catalyse la transestérification des acides gras à chaîne courte et moyenne de la CoA à la carnitine ( figure 3 ). Les esters d' acylcarnitine résultants(par exemple, l'acétylcarnitine) peuvent rester dans la matrice mitochondriale ou être réexportées dans le cytosol via CACT. Le CoA libre (non estérifié) peut alors participer à d'autres réactions, telles que la génération d'acétyl-CoA à partir du pyruvate dans une réaction catalysée par la pyruvate déshydrogénase (14) . L'acétyl-CoA peut ensuite être oxydé pour produire de l'énergie (ATP ) dans le cycle de l'acide citrique .

Important à savoir: 
Ester = Le produit d'une réaction entre un acide carboxylique et un alcool qui implique l'élimination de l'eau. Par exemple, un ester de cholestérol est le produit d'une réaction entre un acide gras et du cholestérol.


 

En plus de son importance pour la production d'énergie, il a été démontré que la L-carnitine présentait des propriétés antioxydantes directes in vitro. On pense que la diminution de la fonction mitochondriale liée à l' âge et l'augmentation de la production d' oxydants mitochondriaux sont des facteurs importants des effets néfastes du vieillissement. Les concentrations tissulaires de L-carnitine diminuent avec l'âge chez les humains et les animaux . L'expression de la plupart des protéines impliquées dans le transport de la carnitine (OCTN2) et le système de navette acylcarnitine à travers la membrane mitochondriale (CPTIa, CPTII et CAT) était également beaucoup plus faible dans les globules blancs des adultes plus âgés en bonne santé que des adultes plus jeunes . 

 

Des études précliniques chez les rongeurs ont montré que la supplémentation avec des doses élevées d'acétyl-L-carnitine (ALCAR) a inversé un certain nombre de changements liés à l'âge dans la fonction mitochondriale hépatique tout en augmentant la production d'oxydants mitochondriaux hépatiques  . Il a également été démontré que la supplémentation en ALCAR chez le rat améliore ou inverse les déclins mitochondriaux liés à l'âge de la fonction musculaire squelettique et cardiaque. La co-supplémentation de rats âgés avec de la L-carnitine et de l'acide α-lipoïque a atténué les augmentations liées à l'âge des espèces réactives de l'oxygène (ROS), la peroxydation lipidique , la carboxylation des protéines et ls brins d'ADN cassés dans divers tissus (cœur, muscle squelettique et cerveau).

La co-supplémentation pendant trois mois a amélioré à la fois le nombre de mitochondries totales et intactes et l'ultrastructure mitochondriale des neurones de l'hippocampe. Bien qu'ALCAR exerce des activités anti oxydantes chez les rongeurs, on ne sait pas si la prise de fortes doses d'ALCAR aura des effets similaires chez l'homme.

 
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