Énergie cellulaire, Acétyl-L-Carnitine, acide alpha lipoïque, benfotiamine and co… Petit aperçu de la recherche scientifique Partie I

L’article sur le maintien de l’énergie cellulaire que je vais vous proposer ici sur l’acétyl-l-Carnitine, l’acide alpha lipoïque et d’autres nutriments tout aussi indispensables à nos mitochondries n’est pas vraiment récent. Disons que cela fait des années que j’aurais dû vous en faire part. Il se base d’ailleurs sur un article de vulgarisation scientifique publié sur Nutranews, un blog lié au site commercial Smart.com. Je l’avais lu il y a de cela une dizaine d’années mais je n’avais jamais eu le temps d’en faire un article. Il était temps que je vous en fasse part, ainsi que d’autres détails tout aussi importants, notamment sur les différentes formes de la thiamine, une molécule que vous connaissez sous le nom plus commun de vitamine B1.

Les noms de benfotiamine et de sulbutiamine vous sont sans doute moins connus mais ils n’en sont pourtant pas moins intéressants. Je reviendrai ensuite assez brièvement sur le Co Q10, le PQQ, le nicotinamide riboside (NR) et son cousin, la forme mononucléotide (NMN), en rapport à ce qu’ils apporteraient sur différents aspects du métabolisme. Vous connaissez d’ailleurs mon intérêt pour ces précurseurs du NAD+. J’aborderai enfin le cas très intéressant du Cordyceps et celui du Ginseng. Mais comme nous sommes sur Espace Corps Esprit Forme, il s’agira d’abord de nous interroger sur le potentiel ergogène de ces nutriments et sur la santé. Comme il se doit, mon article sera suivi d’une petite bibliographie. Étant donné la longueur d’un tel sujet (qui pourrait tenir dans un livre), celui-ci sera scindé en 5 parties comme je viens de l’énoncer.

Associer Acétyl L-Carnitine et acide alpha lipoïque stimule la libération d’énergie cellulaire selon plusieurs études américaines sur l’animal

Pour schématiser sur le sujet, rappelez-vous simplement que le glucose et l’oxygène vous permettent de générer de l’énergie cellulaire mais que ce sont eux aussi qui finiront par vous tuer un jour lointain (ou le plus tard possible) puisqu’ils génèrent des déchets métaboliques. Mais entre ces deux extrémités, je vous ferais découvrir comment des micronutriments parfaitement naturels vous permettront d’étendre cet espace de temps et accessoirement, d’améliorer vos performances sportives…

Comme nous le verrons, l’acétyl L-Carnitine et l’acide alpha lipoïque (abrégé en ALA) sont deux molécules particulièrement intéressantes lorsqu’il s’agit des processus impliqués dans la synthèse de l’énergie cellulaire au niveau des mitochondries. En effet, ces micro-usines énergétiques sont responsables de 95% de la libération d’énergie de votre organisme et des organes qui le compose. Actuellement, la recherche scientifique estime qu’il s’agit certainement d’un des facteurs clé de la lutte contre le vieillissement. Disons que cette découverte concernant la relation entre l’acétyl L-Carnitine commença au début des années 2002 à l’université de Berkeley en Californie. Elle est à mettre en relation avec 3 études publiée par les Dr. Bruce Ames, Tory Hagen et leur équipe de chercheurs, comme précisé dans l’article de Nutranews cité ci-dessus.

Le fonctionnement des mitochondries interviendrait de manière significative dans le vieillissement cellulaire

Disons qu’au cours de l’évolution, les eucaryotes (dont nous faisons partie) se sont liés à des cellules autrefois indépendantes que nous appelons mitochondries. Ces mêmes micro-organismes font d’ailleurs tellement partie de nos cellules qu’elles définissent en partie ce que sont les eucaryotes (à opposer aux procaryotes), soit des cellules liées à des organites spécialisées dans la respiration. Sans les mitochondries, nous ne serions pas ce que nous sommes aujourd’hui.

Toujours est-il qu’elles produisent de l’énergie pour l’organisme et pour elles-mêmes, pour s’entretenir et se maintenir. En bref, les mitochondries font vivre nos cellules. Cependant, lorsqu’elles se détériorent et cessent de fonctionner normalement, l’organisme commence à vieillir, au point que Ames et Hagen affirment que nos mitochondries représentent en quelque sorte le « maillon faible » du vieillissement. Leur vieillissement entrainerait celui du corps en entier avec un ralentissement progressif des fonctions vitales. Naturellement, les considérations scientifiques de Ames et Hagen sont liés à celles de Denham Harman, pionnier de la théorie du vieillissement induit par les radicaux libres et le stress oxydatif en 1956.

L’ADN des mitochondries serait plus sensible aux dommages créés par les radicaux libres que l’ADN du noyau cellulaire

En outre, nos mitochondries contiennent leur propre ADN, un matériel génétique bien plus vulnérable aux lésions générées par les radicaux libres que l’ADN de nos cellules. De plus, les mitochondries jouent un rôle important sur le déclenchement de l’apoptose (ou mort cellulaire programmée) lorsqu’il s’agit de détruire les cellules trop fortement endommagées avant qu’elles ne deviennent cancéreuses et qu’elles ne sachent plus maîtriser leur propre production de radicaux libres. Ce que l’on considère aujourd’hui comme la théorie mitochondriale du vieillissement, émet l’hypothèse qu’au plus le temps « passe », au plus les mitochondries vont accumuler d’erreurs sur leur matériel génétique. Finalement, le nombre de mitochondries à même d’apporter assez d’énergie pour un travail optimal des cellules va se réduire. A terme, la mort cellulaire est inéluctable, ainsi que le vieillissement organique. Alors que nous prenons de l’âge, nos mitochondries synthétisent moins d’énergie. Puisque notre propre énergie cellulaire provient de ces mitochondries, nous finissons nous aussi, à perdre l’énergie de notre jeunesse. Notre santé finira par en être affectée à son tour.

Depuis, les chercheurs ont amélioré leurs connaissances sur la synthèse de l’énergie cellulaire, sur le vieillissement mitochondrial et sur ce que cela entraîne. Aujourd’hui, ils estiment que de protéger et rajeunir les fonctions vitales de nos mitochondries constituerait un traitement possible de prévention et de traitement du vieillissement, du moins pour ce qu’il en est d’une de ses causes les plus abondamment étudiées par la recherche scientifique. A notre époque, des résultats de travaux de recherche majeurs sur le plan clinique ont démontré qu’il nous est désormais possible de restaurer la production d’énergie mitochondriale et de la maintenir à un niveau de jeunesse relatif même chez l’animal âgé, ouvrant ainsi de nouvelles possibilités, avec de nouvelles armes contre le vieillissement progressif de l’organisme.

L’acétyl L-Carnitine et sa relation avec l’énergie cellulaire mitochondriale

Comme vous le savez sans doute, L’acétyl-L-Carnitine (souvent abrégé en ALCAR) est la forme moléculaire active de la L-Carnitine, un acide aminé synthétisé par notre organisme à partir d’autres acides aminés, par le foie et les reins en particulier. Des études scientifiques ont démontré qu’elle contribuerait à nous protéger de la dégénération cellulaire liée au vieillissement. Pour l’essentiel, les recherches cliniques ont été conduites sur le cerveau (Ferreira GC, McKenna MC. 2017, Rebouche CJ. 2004). L’utilisation de l’acétyl-L-Carnitine se serait traduit par une amélioration de la mémoire, de l’humeur et des capacités cognitives. En participant au transport des acides gras dans nos mitochondries, l’acétyl-L-Carnitine participe activement à la conversion des graisses alimentaires en énergie cellulaire et musculaire. Vers la fin des années 90, les chercheurs ont admis que les effets de l’acétyl-L-Carnitine sur le métabolisme des neurotransmetteurs et des synapses avaient un point commun : la forme active de la L-carnitine agissait positivement sur le maintien et la restauration du fonctionnement mitochondrial malgré l’avancée des années.

Pour être un peu plus précis dans les faits (et moins enthousiaste que les auteurs de l’article de Nutranews), il faut quand même vous douter que la question du vieillissement ne s’arrête pas à celui de l’âge des mitochondries. Si c’était vraiment le cas, nous serions nombreux à le savoir, et depuis longtemps. Je ferais preuve d’un enthousiasme plus modéré (car je n’ai pas non plus d’ALA ou d’ALCAR à vous vendre) en précisant que les seules interventions scientifiques qui ont donné lieu à des résultats mesurables et réellement significatifs sur le vieillissement d’un organisme sont celles de la modification génétique ciblée. J’ai déjà eu l’occasion de vous en parler brièvement au cours de la transcription d’une conférence d’Elisabeth Parrish de Bioviva. Je ne peux que vous inviter à relire ces deux articles.

Restaurer le fonctionnement des mitochondries entraine inévitablement une hausse des radicaux libres

La libération d’énergie cellulaire dépend de centaines de réactions biochimiques – Image Mantas Hesthaven Pexels.com

Toujours est-il que la production d’énergie cellulaire va générer un grand nombre de radicaux libres et de lésions dans nos mitochondries. En restaurant le potentiel de synthèse énergétique, la génération de radicaux libres pourrait elle aussi être en hausse. Ainsi, le fait de restaurer le fonctionnement de nos mitochondries pourrait engendrer un autre mal, tout aussi problématique que la perte d’énergie liée à la baisse d’ALCAR. Cependant, nous savons aussi que certains antioxydants peuvent neutraliser les radicaux libres, tant dans les milieux lipidiques qu’aqueux. Très peu d’entre eux présentent cette caractéristique mais l’acide alpha lipoïque semble être le plus efficace dans ce cas. Seulement, l’acide alpha lipoïque est synthétisé en infimes quantités dans l’organisme par nos mitochondries. Dans nos aliments, il est présent dans la viande rouge mais en concentration très faible.

Cette molécule présente pourtant l’avantage d’être active tant dans les graisses que dans les milieux liquides, comme nous l’avions précisé plus haut. Elle protège efficacement contre la plupart des dommages oxydatifs. L’acide alpha lipoïque traverse les membranes cellulaires aisément, en neutralisant les radicaux libres, quel que soit leur localisation, y compris dans le cerveau. En théorie, l’ALA semble être le candidat idéal. C’est aussi ce que révèleront les études réalisées par les chercheurs sur ce point.

L’acide alpha lipoïque, un antioxydant trop souvent sous-estimé

Dans le contexte d’une association à l’ALCAR, l’acide alpha lipoïque s’est montré particulièrement intéressant. Sur la base d’une étude italienne datant de 1999 qui confirmait l’intérêt de l’acétyl-l-Carnitine sur l’activité des mitochondries animales, les Dr Ames et Hagen ont procédé à leur propre étude sur l’animal âgé en y ajoutant de l’acide alpha lipoïque. Les résultats d’études se montrèrent très encourageants, voire même assez surprenants. Les rongeurs testés étaient plus performants sur les tests de mémoire alors que leurs mitochondries présentaient un net regain d’activité. Certaines valeurs issues des tests cliniques auraient pu être obtenues de la part d’un animal plus jeune. La consommation en oxygène avait augmenté, avec une amélioration partielle du fonctionnement de la membrane mitochondriale.

ALCAR (Acétyl-L-Carnitine) et acide alpha-lipoïque ont un rôle à jouer sur l’énergie cellulaire et mitochondriale

La forme R de l’acide alpha lipoïque est la plus assimilable.

Autrement dit, ALCAR et ALA associés avaient amélioré le métabolisme cellulaire des animaux, et de manière plus prononcée chez les rongeurs âgés que chez les jeunes animaux. Les substances associés permettent donc une production plus élevée d’énergie, en échange d’une augmentation de la présence des radicaux libres. Chez les jeunes sujets, la présence des antioxydants cellulaires endogènes comme le glutathion ou le SOD permettent une neutralisation efficace de ces radicaux libres, ce qui n’est plus le cas chez l’animal âgé dans des proportions similaires. Cependant, l’association des deux molécules précitées a permis de constater la présence d’un taux de vitamine C hépatique équivalent à celui de jeunes animaux, témoins d’une activité antioxydante plus élevée. Globalement, les animaux âgées présentaient un niveau plus élevé d’énergie, en se déplaçant plus fréquemment par rapport au groupe témoin.

Une seconde étude publiée dans le National Academy of Sciences (Liu et al. 2002) avait pour objet d’examiner les effets produits par l’acide alpha-lipoïque et l’acétyl-L-Carnitine sur le cortex cérébral de rongeurs âgés. Les fonctions cognitives, les marqueurs des dommages oxydants ainsi que la structure des mitochondries chez les rongeurs âgés ont été évalués par les chercheurs. Deux tests cognitifs ont montré que l’acétyl-L-Carnitine associé à l’acide alpha-lipoïque améliorait la mémoire spatiale et temporelle. En outre, les deux molécules associés ont réduit la présence des dommages liés aux radicaux libres sur l’ARN de l’hippocampe (une région du cerveau essentielle à la mémoire). Le déclin des structures mitochondriales associé au vieillissement avait été inversé.

Les antioxydants, et l’acide alpha lipoïque en particulier, ne devraient jamais être sous-estimés quand il s’agit de préserver l’énergie cellulaire

Les antioxydants alimentaires protègent nos cellules des radicaux libres. Image Any Lane Pexels.com

Comme il fallait s’y attendre, une augmentation des dommages liés aux radicaux libres a été observée par les chercheurs mais la supplémentation en acide alpha-lipoïque et acétyl-L-Carnitine avaient neutralisé la majorité de ces attaques oxydantes. Les scientifiques qui ont réalisé l’étude ont conclu : « Les résultats de l’étude nous indiquent que la supplémentation avec de l’acide alpha-lipoïque et de l’acétyl-L-Carnitine chez des rats âgés entraine une amélioration des performances de la mémoire par la diminution des dommages oxydants avec une amélioration du fonctionnement des mitochondries.». Une troisième étude, parue dans la même revue scientifique, sous la direction de Jiankang Liu (Liu J., Killilea D. W., Ames B. N. 2002) s’est ensuite attardé sur le niveau de l’enzyme acétyltransferase carnitine en rapport à la supplémentation de ces deux molécules.

Naturellement, la présence de cette enzyme chez le rat âgé était plus basse en comparaison avec des rongeurs plus jeunes. Mais c’est au bout de 7 semaines de supplémentation que les niveaux de l’acétyltransférase carnitine ont été nettement restaurés chez les rongeurs. De plus, la prise des deux substances a démontré une inhibition de la peroxydation des lipides causée par les oxydants. Les chercheurs avaient prouvé qu’une supplémentation en acétyl-L-Carnitine avec de l’acide alpha-lipoïque sur des rats âgés réduisait les dommages cellulaires tout en permettant une amélioration du travail enzymatique et mitochondrial.

Après ces trois études, les chercheurs concluent que: «Avec le vieillissement, un nombre élevé d’évènements métaboliques complexes ayant des répercussions sur les cellules sont transposés sur les mitochondries. En régulant le fonctionnement des mitochondries, nous pouvons disposer d’un moyen de retarder au moins le développement d’une certaine quantité de problèmes liés à l’âge, et dans certains cas, d’inverser certains d’entre eux qui étaient déjà installés.»

L’acide alpha-lipoïque, un antioxydant qui mérite un peu plus d’attention…

Mises à part ces trois études particulièrement intéressantes, il n’en reste pas moins vrai que l’acide alpha lipoïque mériterait d’être mieux connu par les athlètes mais aussi par les sédentaires. C’est d’autant plus vrai pour les personnes qui souffrent du syndrome métabolique, une accumulation de plusieurs facteurs de risque comme la résistance à l’insuline, l’excès de triglycérides et les lipoprotéines de haute densité (HDL) ou l’hypertension qui augmente le risque de maladies cardiovasculaires et de diabète. Disons à ce sujet que l’ALA présente des propriétés uniques en leur genre. Considéré comme un complément alimentaire, il est parfois considéré comme un médicament règlementé dans certains pays européens, notamment pour traiter les complications pathologiques liées au diabète, à l’alcoolisme ou certaines pathologies hépatiques). Il agirait aussi positivement sur la migraine, le glaucome, les AVC et la santé des os.

L’acide alpha-lipoïque, l’antioxydant universel…

Comme nous l’avons vu avec les études cliniques évoquées, le fait de pouvoir neutraliser les dommages générés par les radicaux libres au niveau cellulaire et mitochondrial est une donnée critique pour le maintien de l’énergie cellulaire (Ceriello 2003). Étant à la fois soluble dans l’eau et les graisses, l’acide alpha lipoïque est assimilé assez facilement pour être transporté dans la totalité du corps, le foie, les cellules du cerveau ou des nerfs. Cette propriété lui permet de régénérer d’autres antioxydants comme les vitamines C et E. Ajoutons qu’il amplifie aussi les effets du coenzyme Q10 et du glutathion, deux autres antioxydants impliqués dans la lutte contre le vieillissement.

Le syndrome métabolique, le diabète et l’acide alpha-lipoïque

La cellule, un environnement complexe mais fragile…

Des données scientifiques probantes affirment désormais que l’acide alpha-lipoïque serait un élément clé pour le maintien d’une glycémie optimale. Il intervient en aidant l’organisme à métaboliser le glucose mais aussi à renforcer la sensibilité à l’insuline. il entretiendrait également des liens avec la santé cardiovasculaire dont la fonction endothéliale.

En fonction de plusieurs études expérimentales, l’acide alpha lipoïque pourrait aider à soulager plusieurs éléments liés au syndrome métabolique, un ensemble de facteurs de risque lié au diabète de type 2. Cette étude révèle que l’acide alpha-lipoïque réduirait la pression artérielle ainsi que la résistance à l’insuline. il pourrait améliorer le profil lipidique tout en réduisant le poids. Les scientifiques suggèrent que l’acide alpha lipoïque pourrait être utilisé dans le cadre thérapeutique, notamment pour les patients atteints du syndrome métabolique (Pershadsingh 2007).

Une autre étude de 2007 (McMackin et al. 2007) associant à nouveau l’ALCAR à l’ALA irait dans le sens d’une réduction de la pression artérielle ainsi que d’une amélioration significative de la fonction endothéliale. A nouveau, cette association de molécules présenterait des effets favorables à la santé. Elle irait dans le sens du maintien d’un niveau sain de la pression artérielle, dans le cadre du syndrome métabolique. Une étude similaire réalisée en 2006 avait déjà démontré l’intérêt de l’ALA sur la sensibilité à l’insuline de sujets en surpoids atteints de diabète de type 2, après 4 semaines de supplémentation (Kamenova 2006). Étant donné que l’ALA est une molécule active dans cette optique et qu’elle pourrait faire varier le taux de glucose sanguin, nous ne pouvons qu’émettre un avertissement en vous conseillant de demander conseil à votre médecin si vous êtes vous-même diabétique ou dans une condition pré-diabétique.

La forme R de l’acide alpha-lipoïque est la plus facilement assimilée

Nous savons que l’acide alpha lipoïque endogène diminue avec le vieillissement. Certains aliments comme le brocoli, le bœuf ou les épinards apportent de faibles quantité de cette molécule mais aucun d’entre eux n’apporte ce que les suppléments nutritionnels peuvent fournir afin d’atteindre des taux d’ingestion significatifs. Cependant, il existe deux formes d’acide alpha lipoïque dont l’assimilation est différente. Des études cliniques indiquent que la l’acide R-dihydrolipoïque est la molécule la plus efficace de l’acide alpha lipoïque. L’acide R-dihydrolipoïque est disponible en tant que complément alimentaire depuis de nombreuses années. De manière pragmatique, considérez que si vous prenez par exemple un complément qui contient 300 mg d’ALA, cela correspond environ à 150 mg de la forme active R-alpha lipoïque. Les études cliniques effectuées avec cette molécule ont utilisé des doses de 300 à 1800 mg par jour.

Quant à moi, je vous retrouverai pour la seconde partie de cet article consacré à l’énergie cellulaire d’ici quelques temps. Je reviendrai en détail sur la première des vitamines du groupe B que vous connaissez sous le nom de thiamine. Vous risquez d’être très surpris par l’ensemble des informations que je ne manquerai pas de vous donner sur les multiples formes de cette vitamine. Évidemment, il s’agit d’un micronutriment plus qu’essentiel à la synthèse d’énergie cellulaire mais dont on parle encore trop peu. Mais d’ici là, je ne peux que vous conseiller de lire des sources sérieuses afin que vous puissiez développer votre culture physique !

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Eric Mallet

Références bibliographiques

Beckman, K. B., & Ames, B. N. The free radical theory of aging matures. Physiological Reviews, 78, 547–581. 1998

Ceriello A. New insights on oxidative stress and diabetic complications may lead to a “causal” antioxidant therapy. Diabetes Care. 2003 May;26(5):1589-96.

Ferreira GC, McKenna MC. L-Carnitine and Acetyl-L-carnitine Roles and Neuroprotection in Developing Brain, Neurochem Res. 2017 Jun;42(6):1661-1675.

Harman, D. Aging: A theory based on free radical and radiation chemistry. Journal of Gerontology, 2, 298–300, 1956

Harman, D. Free radical theory of aging: the “free radical” diseases. Age, 7, 111–131.

Kamenova P. Improvement of insulin sensitivity in patients with type 2 diabetes mellitus after oral administration of alpha-lipoic acid. Hormones (Athens). 2006 Oct-Dec;5(4):251-8.

Liu J. et al., Memory loss in old rats is associated with brain mitochondrial decay and RNA/DNA oxidation : partial reversal by feeding acetyl-l-carnitine and/or R-alpha-lipoic acid, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, Vol.99 Issue 4, 2356-2361, February 19,2002.

Liu J., Killilea D. W., Ames B. N., Age-associated mitochondrial oxidative decay : improvement of carnitine acetyltransferase substrate-binding affinity and activity in brain by feeding old rats acetyl-L-carnitine and/or R-alpha-lipoic acid, Proc. Natl. Acad. Sci. USA Vol.99 Issue 4, 1876-1881, February 19,2002.

McMackin CJ, Widlansky ME, Hamburg NM, et al. Effect of combined treatment with alpha-Lipoic acid and acetyl-L-carnitine on vascular function and blood pressure in patients with coronary artery disease. J Clin Hypertens.(Greenwich.). 2007 Apr;9(4):249-55.

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Rebouche CJ. Kinetics, pharmacokinetics, and regulation of L-carnitine and acetyl-L-carnitine metabolism, Ann N Y Acad. Sci, 2004 Nov;1033:30-41.

Tony M. Hagen et al., Feeding acetyl-L-carnitine and lipoic acid to old rats significantly improves metabolic function while decreasing oxidative stress, Proc Natl Acad Sci USA 2002 Feb 19;99(4):1870-5.