Effets de la carnitine contre le catabolisme?

[Nutrimuscle-Conseils]

Differential structural features in soleus and gastrocnemius of carnitine treated cancer cachectic rats
Anna Salazar-Degracia Journal of Cachexia, Sarcopenia and Muscle 2019; 10: 246

Introduction: Muscle mass loss and wasting are associated with chronic respiratory and cardiac conditions and cancer.

Methods: We hypothesized that L-carnitine treatment may differentially revert muscle fibre atrophy and other structural alterations (muscle damage) in slow- and fast-twitch limb muscles of rats bearing the Yoshida ascites hepatoma. In soleus and gastrocnemius of tumour-bearing rats (108 AH-130 Yoshida ascites hepatoma cells inoculated intraperitoneally) with and without treatment with L-carnitine (1 g/kg body weight for 7 days, intragastric), fibre typing and morphometry, damage, proteolytic, and signalling markers were explored.

Results: Carnitine treatment improved atrophy of slow- and fast-twitch fibres (gastrocnemius particularly), structural abnormalities (both muscles), and attenuated proteolytic and signalling markers (gastrocnemius). Carnitine improved muscle atrophy and proteolysis in a muscle-specific manner in cancer-induced cachexia.

Conclusions: These data reveal the need to study muscles of different fibre type composition and function to better understand whereby carnitine exerts its beneficial effects on skeletal muscles in muscle wasting processes.

[Nutrimuscle-Diététique]

Traduction de l'étude

Les caractéristiques structurales différentielles dans le soléaire et le gastrocnémien de rats cachectiques cancéreux traités à la carnitine
Anna Salazar-Degracia Journal of Cachexia, Sarcopenia and Muscle 2019; 10: 246

Introduction: La perte et l'émaciation de la masse musculaire sont associées à des affections respiratoires et cardiaques chroniques et au cancer.

Méthodes: Nous avons émis l'hypothèse que le traitement à la L-carnitine pouvait inverser différemment l'atrophie des fibres musculaires et d'autres altérations structurelles (lésions musculaires) dans les muscles des membres à contraction lente et rapide des rats porteurs de l'hépatome à ascite Yoshida. Dans le soléaire et le gastrocnémien de rats porteurs de tumeurs (108 cellules AH-130 Yoshida ascite hepatoma inoculées par voie intrapéritonéale) avec et sans traitement par la L-carnitine (1 g / kg de poids corporel pendant 7 jours, intragastrique), typage et morphométrie des fibres, dommages, des marqueurs protéolytiques et de signalisation ont été explorés.

Résultats: le traitement à la carnitine a amélioré l'atrophie des fibres à contraction lente et rapide (gastrocnémien en particulier), les anomalies structurelles (les deux muscles) et les marqueurs protéolytiques et de signalisation atténués (gastrocnémien). La carnitine a amélioré l'atrophie musculaire et la protéolyse d'une manière spécifique au muscle dans la cachexie induite par le cancer.

Conclusions: Ces données révèlent la nécessité d'étudier des muscles de composition et de fonction de type de fibres différentes pour mieux comprendre par quoi la carnitine exerce ses effets bénéfiques sur les muscles squelettiques dans les processus de fonte musculaire.

[Nutrimuscle-Conseils]

L-carnitine ameliorates the muscle wasting of cancer cachexia through the AKT/FOXO3a/MaFbx axis
Changpeng Wu, Nutrition & Metabolism volume 18, Article number: 98 (2021)

Background
Recent studies suggest potential benefits of applying L-carnitine in the treatment of cancer cachexia, but the precise mechanisms underlying these benefits remain unknown. This study was conducted to determine the mechanism by which L-carnitine reduces cancer cachexia.

Methods
C2C12 cells were differentiated into myotubes by growing them in DMEM for 24 h (hrs) and then changing the media to DMEM supplemented with 2% horse serum. Differentiated myotubes were treated for 2 h with TNF-α to establish a muscle atrophy cell model. After treated with L-carnitine, protein expression of MuRF1, MaFbx, FOXO3, p-FOXO3a, Akt, p-Akt, p70S6K and p-p70S6K was determined by Western blotting. Then siRNA-Akt was used to determine that L-carnitine ameliorated cancer cachexia via the Akt/FOXO3/MaFbx. In vivo, the cancer cachexia model was established by subcutaneously transplanting CT26 cells into the left flanks of the BALB/c nude mice. After treated with L-carnitine, serum levels of IL-1, IL-6 and TNF-α, and the skeletal muscle content of MuRF1, MaFbx, FOXO3, p-FOXO3a, Akt, p-Akt, p70S6K and p-p70S6K were measured.

Results
L-carnitine increased the gastrocnemius muscle (GM) weight in the CT26-bearing cachexia mouse model and the cross-sectional fiber area of the GM and myotube diameters of C2C12 cells treated with TNF-α. Additionally, L-carnitine reduced the protein expression of MuRF1, MaFbx and FOXO3a, and increased the p-FOXO3a level in vivo and in vitro. Inhibition of Akt, upstream of FOXO3a, reversed the effects of L-carnitine on the FOXO3a/MaFbx pathway and myotube diameters, without affecting FOXO3a/MuRF-1. In addition to regulating the ubiquitination of muscle proteins, L-carnitine also increased the levels of p-p70S6K and p70S6K, which are involved in protein synthesis. Akt inhibition did not reverse the effects of L-carnitine on p70S6K and p-p70S6K. Hence, L-carnitine ameliorated cancer cachexia via the Akt/FOXO3/MaFbx and p70S6K pathways. Moreover, L-carnitine reduced the serum levels of IL-1 and IL-6, factors known to induce cancer cachexia. However, there were minimal effects on TNF-α, another inducer of cachexia, in the in vivo model.

Conclusion
These results revealed a novel mechanism by which L-carnitine protects muscle cells and reduces inflammation related to cancer cachexia.

[Nutrimuscle-Diététique]

Traduction de l'étude

La L-carnitine améliore la fonte musculaire de la cachexie cancéreuse via l'axe AKT/FOXO3a/MaFbx
Changpeng Wu, Nutrition & Métabolisme volume 18, Numéro d'article : 98 (2021)

Fond
Des études récentes suggèrent des avantages potentiels de l'application de la L-carnitine dans le traitement de la cachexie cancéreuse, mais les mécanismes précis sous-jacents à ces avantages restent inconnus. Cette étude a été menée pour déterminer le mécanisme par lequel la L-carnitine réduit la cachexie cancéreuse.

Méthodes
Les cellules C2C12 ont été différenciées en myotubes en les cultivant dans du DMEM pendant 24 h (heures), puis en changeant le support en DMEM complété avec 2 % de sérum de cheval. Des myotubes différenciés ont été traités pendant 2 h avec du TNF-α pour établir un modèle cellulaire d'atrophie musculaire. Après traitement avec de la L-carnitine, l'expression des protéines de MuRF1, MaFbx, FOXO3, p-FOXO3a, Akt, p-Akt, p70S6K et p-p70S6K a été déterminée par Western blot. Ensuite, siRNA-Akt a été utilisé pour déterminer que la L-carnitine a amélioré la cachexie cancéreuse via l'Akt/FOXO3/MaFbx. In vivo, le modèle de cachexie cancéreuse a été établi en transplantant par voie sous-cutanée des cellules CT26 dans les flancs gauches des souris nudes BALB/c. Après traitement à la L-carnitine, les taux sériques d'IL-1, IL-6 et TNF-α, et le contenu musculaire squelettique de MuRF1, MaFbx, FOXO3, p-FOXO3a, Akt, p-Akt, p70S6K et p-p70S6K ont été mesuré.

Résultats
La L-carnitine a augmenté le poids du muscle gastrocnémien (GM) dans le modèle murin de cachexie portant CT26 et la surface de la fibre transversale des diamètres du GM et des myotubes des cellules C2C12 traitées avec du TNF-α. De plus, la L-carnitine a réduit l'expression protéique de MuRF1, MaFbx et FOXO3a et a augmenté le niveau de p-FOXO3a in vivo et in vitro. L'inhibition d'Akt, en amont de FOXO3a, a inversé les effets de la L-carnitine sur la voie FOXO3a/MaFbx et les diamètres des myotubes, sans affecter FOXO3a/MuRF-1. En plus de réguler l'ubiquitination des protéines musculaires, la L-carnitine a également augmenté les niveaux de p-p70S6K et p70S6K, qui sont impliqués dans la synthèse des protéines. L'inhibition d'Akt n'a pas inversé les effets de la L-carnitine sur p70S6K et p-p70S6K. Par conséquent, la L-carnitine a amélioré la cachexie cancéreuse via les voies Akt/FOXO3/MaFbx et p70S6K. De plus, la L-carnitine a réduit les taux sériques d'IL-1 et d'IL-6, facteurs connus pour induire la cachexie cancéreuse. Cependant, il y avait des effets minimes sur le TNF-α, un autre inducteur de la cachexie, dans le modèle in vivo.

Conclusion
Ces résultats ont révélé un nouveau mécanisme par lequel la L-carnitine protège les cellules musculaires et réduit l'inflammation liée à la cachexie cancéreuse.

[Nutrimuscle-Conseils]

Effects of L-Carnitine Intake on Exercise-Induced Muscle Damage and Oxidative Stress: A Narrative Scoping Review
by Alberto Caballero-García Nutrients 2023, 15(11), 2587;

Exercise-induced muscle damage results in decreased physical performance that is accompanied by an inflammatory response in muscle tissue. The inflammation process occurs with the infiltration of phagocytes (neutrophils and macrophages) that play a key role in the repair and regeneration of muscle tissue. In this context, high intensity or long-lasting exercise results in the breakdown of cell structures. The removal of cellular debris is performed by infiltrated phagocytes, but with the release of free radicals as collateral products. L-carnitine is a key metabolite in cellular energy metabolism, but at the same time, it exerts antioxidant actions in the neuromuscular system. L-carnitine eliminates reactive oxygen and nitrogen species that, in excess, alter DNA, lipids and proteins, disturbing cell function. Supplementation using L-carnitine results in an increase in serum L-carnitine levels that correlates positively with the decrease in cell alterations induced by oxidative stress situations, such as hypoxia. The present narrative scoping review focuses on the critical evaluation of the efficacy of L-carnitine supplementation on exercise-induced muscle damage, particularly in postexercise inflammatory and oxidative damage.

Although both concepts appear associated, only in two studies were evaluated together. In addition, other studies explored the effect of L-carnitine in perception of fatigue and delayed onset of muscle soreness. In view of the studies analyzed and considering the role of L-carnitine in muscle bioenergetics and its antioxidant potential, this supplement could help in postexercise recovery. However, further studies are needed to conclusively clarify the mechanisms underlying these protective effects.

[Nutrimuscle-Diététique]

Traduction de l'étude

Effets de l'apport de L-carnitine sur les dommages musculaires induits par l'exercice et le stress oxydatif : un examen narratif de la portée
par Alberto Caballero-García Nutriments 2023, 15(11), 2587;

Les dommages musculaires induits par l'exercice entraînent une diminution des performances physiques qui s'accompagne d'une réponse inflammatoire dans les tissus musculaires. Le processus inflammatoire se produit avec l'infiltration de phagocytes (neutrophiles et macrophages) qui jouent un rôle clé dans la réparation et la régénération du tissu musculaire. Dans ce contexte, l'exercice de haute intensité ou de longue durée entraîne la dégradation des structures cellulaires. L'élimination des débris cellulaires est réalisée par des phagocytes infiltrés, mais avec la libération de radicaux libres comme produits collatéraux. La L-carnitine est un métabolite clé du métabolisme énergétique cellulaire, mais en même temps, elle exerce des actions antioxydantes dans le système neuromusculaire. La L-carnitine élimine les espèces réactives de l'oxygène et de l'azote qui, en excès, altèrent l'ADN, les lipides et les protéines, perturbant la fonction cellulaire. La supplémentation en L-carnitine entraîne une augmentation des taux sériques de L-carnitine qui est positivement corrélée à la diminution des altérations cellulaires induites par les situations de stress oxydatif, telles que l'hypoxie. Le présent examen de la portée narrative se concentre sur l'évaluation critique de l'efficacité de la supplémentation en L-carnitine sur les dommages musculaires induits par l'exercice, en particulier les dommages inflammatoires et oxydatifs post-exercice.

Bien que les deux concepts semblent associés, seules deux études ont été évaluées ensemble. De plus, d'autres études ont exploré l'effet de la L-carnitine sur la perception de la fatigue et l'apparition retardée des douleurs musculaires. Au vu des études analysées et compte tenu du rôle de la L-carnitine dans la bioénergétique musculaire et de son potentiel antioxydant, ce supplément pourrait aider à la récupération post-exercice. Cependant, d'autres études sont nécessaires pour clarifier de manière concluante les mécanismes sous-jacents à ces effets protecteurs.