Autres substances proches des vitamines
Un certain nombre de
substances comme la carnitine, la glutamine, la choline, l'inositol
et l'acide lipoïque, bien que leur synthèse endogène soit
possible, doivent être apportées par l'alimentation et peuvent
être rapprochées des vitamines. L-Carnitine La L-carnitine ou triméthylaminohydroxybutyrate
est nécessaire à la pénétration des acides gras à chaîne longue
dans les mitochondries où ils sont métabolisés par b-oxydation.
C'est la fonction alcool de la carnitine qui intervient dans
l'estérification des acides gras. Métabolisme Origine La L-carnitine présente
dans l'organisme a deux origines : l'une exogène par apport
alimentaire et l'autre endogène par biosynthèse. La carnitine est présente
dans les aliments, notamment les viandes et les laitages.
Son absorption digestive, lors d'un apport normal, se fait
par un mécanisme actif. Lorsqu'il existe des concentrations
élevées dans le tube digestif, une absorption passive apparaît.
Lorsque la synthèse endogène est ralentie, l'absorption digestive
augmente. On considère qu'un apport de 10 mg/jour chez l'adulte
serait nécessaire pour assurer les besoins. La biosynthèse de carnitine
s'effectue dans le foie, le rein, le cerveau, à partir de
la lysine qui subit d'abord une triméthylation sous l'influence
d'une lysine-méthylase en présence de 5-adénosyl-méthionine.
La triméthyl-lysine subit plusieurs biotransformations avant
de donner la carnitine. La biosynthèse de carnitine nécessite
la présence de S-adénosyl-méthionine, d'acide ascorbique,
de NAD et FAD, de pyridoxine et de fer ferreux. Distribution La concentration plasmatique
de L-carnitine libre est comprise entre 30 à 70 totale (libre
et estérifiée) entre 40 à 80 Les tissus riches en
carnitine sont les muscles cardiaques et squelettiques, le
tissu adipeux et surtout l'épididyme et le liquide séminal.
La concentration de carnitine s'élève dans l'épididyme sous
l'influence de la testostérone. Ces derniers tissus ne synthétisent
pas la carnitine, mais la captent à partir du plasma. Il y
a compétition pour cette captation entre la carnitine elle-même
et des analogues structuraux portant une fonction triméthylamine.
Élimination La carnitine s'élimine
dans les urines où on trouve de 100 à 250 24 h sous forme
totale. L'élimination de carnitine est plus élevée chez l'homme
que chez la femme. La carnitine libre est
normalement réabsorbée au niveau du tubule rénal, ce qui en
limite les pertes. Chez les malades hémodialysés, les pertes
sont importantes et il peut être nécessaire de leur apporter
une supplémentation. La carnitine s'élimine
aussi sous forme d'acylcarnitine (l'acyl pouvant être un acide
gras endogène ou un médicament comme l'acide valproïque ou
l'acide pivaloyl présent dans la pivampicilline). Effets La carnitine assure la
translocation des acides gras à chaîne longue dans la mitochondrie
alors que les acides gras à chaîne courte ou moyenne y pénètrent
directement. Les acides gras, R-COOH,
à chaîne longue présents dans le cytosol, en présence d'ATP
et de CoA-SH, sont transformés en acyl-CoA que l'on peut écrire
R-CO-S-CoA. La carnitine acyltransférase
I, présente au niveau de la partie externe de la membrane
de la mitochondrie, assure la fixation du groupe acyl sur
la carnitine qui devient ainsi l'acyl-carnitine, R-CO-carnitine.
Rôle de la carnitine acyltransférase L'enzyme carnitine-acylcarnitine
translocase transmembranaire permet la pénétration de l'acyl
carnitine, R-CO-carnitine, à l'intérieur de la mitochondrie
ainsi que la sortie de la carnitine de la mitochondrie. En
cas de déficience en translocase, les "acyl-carnitine" ne
pénètrent pas dans les mitochondries, leur concentration s'élève
dans les tissus et leur élimination urinaire augmente. La carnitine acyl-transférase
II liée à la partie interne de la membrane mitochondriale
hydrolyse l'acyl-carnitine en acyl, R-COOH, qui est estérifié
par le CoA-SH pour donner un acyl-CoA, R-CO-S-CoA, et en carnitine
qui retourne dans le compartiment cytosolique. Dans la mitochondrie,
les acyl-CoA, R-CO-S-CoA, libèrent par ß-oxydations successives
des acétyl-CoA qui entrent dans le cycle de Krebs, fournissant
de l'énergie à la cellule. Ils sont aussi à l'origine des
corps cétoniques. En réalité, plusieurs
types de carnitine acyltransférase ont été décrites en fonction
de leur spécificité pour l'acyl : à longue chaîne (palmitoyl
C 16), à chaîne moyenne (octanoyl C 8), à chaîne branchée
dérivant de la valine, la leucine et l'isoleucine, et à chaîne
courte. Carence La déficience en carnitine,
rarement d'origine alimentaire, est le plus souvent d'origine
endogène par trouble de son métabolisme : biosynthèse défectueuse,
élimination rénale excessive ou consommation augmentée du
fait de la présence d'une grande quantité d'acides organiques.
Elle peut se traduire
par des troubles musculaires et cardiaques :
- musculaires :
faiblesse, myalgies lors des efforts; il peut y avoir infiltration
graisseuse des muscles
- cardiaques :
cardiomyopathie.
Sur le plan biologique,
il y a une diminution considérable de la concentration de
carnitine dans les tissus mais la concentration plasmatique
n'est pas toujours abaissée. Les symptômes du syndrome
de Reye ressemblent à ceux d'une déficience en carnitine bien
que la concentration plasmatique en carnitine soit normale
de même que sa concentration tissulaire. Utilisation La prise de L-carnitine
par les sujets normaux, même à très fortes doses, n'a entraîné
ni effets indésirables ni effets bénéfiques. Les préparations pharmaceutiques
à base de DL-carnitine, forme racémique, peuvent entraîner
un syndrome de type myasthénique car la D-carnitine non active
entre en compétition avec la L-carnitine active. La DL-carnitine
ne doit plus être utilisée. La L-carnitine est indiquée
dans le traitement des déficiences avérées, par exemple celle
de certains hémodialysés. Son utilisation dans
diverses maladies chroniques ou d'évolution défavorable n'a
pas donné de résultats très encourageants. La L-carnitine semble
potentialiser les effets des glucocorticoïdes et de la thyroxine
sur la synthèse de dipalmoyl-phosphatidyl-choline, principal
composant du surfactant dont la déficience joue un rôle dans
le syndrome de détresse respiratoire du nouveau-né. Comme il y a normalement
beaucoup de carnitine dans le liquide séminal, son utilisation
dans certaines stérilités masculines a été proposée. Enfin, la carnitine est
utilisée pour tenter d'améliorer les performances sportives
des hommes et des chevaux, mais on ne dispose pas d'étude
convaincante quant à son efficacité.
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L-carnitine |
LÉVOCARNIL*
Sol buv, Inj |
L-glutamine La L-glutamine est un
acide aminé synthétisé par l'organisme et apporté par l'alimentation.
Elle est présente à l'intérieur des cellules et dans le milieu
extracellulaire La glutamine est indispensable
aux étapes initiales de la synthèse des nucléotides puriques
et pyrimidiques. Elle peut être transformée en glutamate et
participe à des réactions de transamination. Elle intervient
dans la synthèse d'inosine monophosphate par l'intermédiaire
de la glutamine-phosphoryl-pyrophosphate amidotransférase.
Chez les malades nécessitant
une alimentation parentérale apportant des acides aminés sans
glutamine on a observé une chute importante des réserves tissulaires
en glutamine ainsi qu'une altération de la paroi de l'intestin
grêle. L'administration de glutamine
par voie parentérale, en complément de l'apport des acides
aminés habituels, améliore l'état des malades, diminue les
infections et la mortalité. La glutamine elle-même
étant peu soluble et instable en solution, des préparations
susceptibles de libérer de la glutamine dans l'organisme ont
été préparées. Il s'agit de dipeptides, la L-glycine-L-glutamine
et la L-alanyl-L- glutamine qui, après administration par
voie intraveineuse sont hydrolysés dans le plasma, libérant
ainsi la glutamine. En france le dipeptide disponible est
la L-alanyl-L-glutamine. L'apport de L-glutamine
est indiqué comme complément à la nutrition parentérale habituelle
pour compenser la déficience en glutamine qui survient chez
certains malades en réanimation.
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L-alanyl-L-glutamine
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DIPEPTIVEN* Inj
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Inositol L'inositol est un isomère
du glucose. Parmi les isomères, le myo-inositol est le produit
biologiquement actif. L'apport alimentaire
quotidien d'inositol est de 1 g/jour environ. Il est bien
absorbé par le tube digestif. Le lait humain est très riche
en inositol. L'organisme a également la possibilité de synthétiser
l'inositol à partir du glucose et inversement de transformer
l'inositol en glucose. La concentration plasmatique
normale d'inositol est d'environ 5 mg/L mais sa concentration
dans le coeur, le muscle squelettique et le cerveau est très
élevée. Dans l'organisme, l'inositol
existe sous forme libre et sous forme de dérivés phosphorylés
en particulier les phospho-inositides. Il y a peu d'inositol
dans l'urine sauf chez les diabétiques. L'inositol comme la choline
est présent dans les phospholipides membranaires. Les phospho-inositides
dont le 1-4-5 inositol triphosphate ou IP3
jouent un rôle essentiel dans les communications intracellulaires
en modulant la concentration de calcium (Voir
"Rôle de la phospholipase C".). L'inositol intervient
dans la mobilisation lipidique et dans la synthèse de surfactant.
La déficience en inositol,
chez les rongeurs, provoque une chute des poils, une dermatose
exsudative et une accumulation graisseuse au niveau hépatique
et intestinal. La prescription d'inositol
aurait un effet bénéfique chez les prématurés en nutrition
parentérale en état de détresse respiratoire. Acide lipoïque L'acide lipoïque ou acide
thioctique comporte deux atomes de soufre. Il existe sous
une forme oxydée qui est un disulfure cyclique et sous une
forme réduite appelée acide dihydrolipoïque, non cyclique.
L'acide lipoïque est
présent dans les tissus végétaux et animaux. Chez l'homme
il est d'origine exogène, alimentaire, et probablement endogène
mais les réactions impliquées dans sa biosynthèse sont mal
connues. L'acide lipoïque est métabolisé principalement par
ß-oxydation. L'acide lipoïque est
le coenzyme des déshydrogénases : la pyruvate déshydrogénase
qui assure la transformation du pyruvate en acétyl-CoA et
de l'a-cétoglutarate
déshydrogénase qui assure la transformation de l'a-cétoglutarate
en succinyl-CoA. Dans ces réactions, d'autres coenzymes, le
NAD, le FAD, la thiamine pyrophosphate, interviennent également.
L'acide lipoïque intervient
de plus dans la néoglycogenèse, dans le métabolisme de la
glycine et dans celui de certaines prostaglandines. L'acide lipoïque n'est
pas commercialisé en tant que médicament. Choline La choline ou triméthyléthanolamine
comporte une fonction ammonium quaternaire (CH3)3-N+-CH2-CH2OH.
Elle est présente dans les végétaux, les graisses animales
et le jaune d'uf, essentiellement sous forme estérifiée comme
dans la lécithine (phosphatidylcholine). La choline libre, non
estérifiée, est incomplètement absorbée par le tube digestif.
Elle est mieux absorbée sous forme de glycérophosphocholine.
Une biosynthèse endogène
de la choline par trans-méthylation de l'éthanolamine est
possible. La choline est un constituant
des phospholipides et, par conséquent, des membranes biologiques.
Elle est présente en quantité importante dans le cerveau.
La choline ainsi que
la bétaïne qui sont des donneurs de groupe méthyl favorisent
la transformation de l'homo-cystéine en méthionine. La choline est nécessaire
à la synthèse d'acétylcholine. Sa pénétration dans le cerveau
s'effectue par diffusion facilitée et est dépendante de sa
concentration plasmatique. Quand celle-ci augmente, sa concentration
et celle d'acétylcholine augmentent dans le cerveau. Cette
constatation a été à l'origine de divers essais de traitement
de la maladie d'Alzeimer où une déficience en acétylcholine
existe. La choline intervient aussi dans la synthèse du PAF.
La déficience en choline
apparaît surtout comme une déficience en groupe méthyl. Chez le rat, une déficience
en choline pendant la gestation provoque dans la descendance
des troubles de l'apprentissage pendant toute la vie. La choline diminue l'accumulation
de lipides dans le foie des animaux diabétiques. L'inositol,
la méthionine, la vitamine B12, l'acide folique agissent comme
la choline et renforcent son action. Le rôle hépatoprotecteur
de la choline a été mis en évidence sur des animaux rendus
diabétiques par pancréatectomie. La citicoline, ester
de la cytidine pyrophosphate et de la choline, agirait comme
donneur de choline et protégerait la membrane cellulaire.
Elle est proposée dans
le traitement des traumatismes craniens. Créatine La créatine est une molécule
synthétisée par l'organisme à partir de l'arginine et de la
glycine et apportée par l'alimentation, notamment la viande
et le poisson. On considère que l'organisme en synthétise
1 à 2 g par jour et que l'alimentation en apporte autant.
Elle pénètre dans les cellules musculaires grâce à un transporteur
spécifique sodium dépendant Dans l'organisme, la
créatine, en présence d'ATP, est transformée en phosphocréatine
ou créatine phosphate, appelée aussi phosphagène ; la phosphocréatine
peut transférer son groupe phosphate à l'ADP pour le transformer
en ATP, selon la réaction : 
La phosphocréatine permet
la régénération d'ATP, lorsque ce dernier est consommé comme
source d'énergie pour la contraction musculaire. La créatine et la phosphocréatine
sont métabolisées par cyclisation en créatinine.
La phosphocréatine a
été commercialisée comme médicament proposé dans le traitement
adjuvant de l'insuffisance cardiaque. La créatine n'est pas
commercialisée comme médicament. Elle est utilisée par voie
buccale, à dose élevée, de l'ordre de 20 g par jour, par certains
athlètes en vue d'améliorer leurs performances physiques.
On ne dispose pas pour
le moment de données suffisantes pour évaluer l'effet de la
créatine sur les performances physiques et sa tolérance en
utilisation répétée ou prolongée à forte dose. Remarque
- Chez l'animal,
la leucine, acide aminé essentiel, prise après un effort
musculaire épuisant, accélère la reconstitution des réserves
de glycogène. Nous ne savons pas si elle a déjà été utilisée
chez l'homme dans ce but.
Extrait de "Les médicaments" 3ème édition - P. Allain
avec mise à jour Août 2008 par P. Allain |