L-CARNITINE SANTÉ ET PERFORMANCE EN ENDURANCE

Préambule :

La L-carnitine est un complément alimentaire connu depuis les années 1980. Beaucoup de choses ont été écrites sur cette substance. On lui attribue les vertus de favoriser la perte de masse grasse, d’accroître l’endurance énergétique, d’augmenter le VO2max et de favoriser la récupération musculaire. Si tout cela est vrai, alors il s’agit d’un ergogène incontournable dans le cadre des sports d’endurance. Cependant, la réalité des études scientifiques menées sur le sujet peut apporter des résultats très contradictoires. Il est donc assez difficile d’avoir un avis tranché sur la question de l’intérêt d’une supplémentation nutritionnelle en L-carnitine. Velo2max vous propose d’essayer d’y voir un peu plus clair et vous donne les conseils les plus sérieux possible sur son usage.

Qu’est ce que la L-carnitine et quelle est sa fonction ?

La carnitine est un peptide (petite protéine) qui peut être synthétisé dans le foie et les reins à partir de deux acides aminés essentiels, la lysine et la méthionine, ou être obtenu par l’alimentation. La synthèse de la carnitine nécessite des cofacteurs qui sont la vitamine C, le fer, et les vitamines B3 et B6. Des carences de ces éléments vont logiquement affecter la synthèse de carnitine. Certaines formes de carnitine, la Propionyl-L-Carnitine (PLC), sont synthétisées lors du processus d’oxydation des acides aminés à l’effort par exemple. Les PLC ainsi synthétisées aident alors l’organisme dans la fourniture d’énergie et la synthèse d’oxyde nitrique qui permet une meilleure circulation capillaires. Le corps humain est une machine merveilleuse issue de millions d’années de recherches et développement naturelles au cours de son évolution, il est capable tout au long des processus énergétiques de synthétiser et recycler des protéines dont il aura besoin. Mais parfois, un petit coup de pouce est possible.

La carnitine joue un rôle crucial dans la production d’énergie et le métabolisme lipidique en agissant comme transporteur des acides gras à longue chaîne vers les mitochondries. C’est pour cela qu’elle est le plus connue. Toutefois, la carnitine favorise aussi l’entrée du glucose et des acides aminés ramifiés (BCAA) dans les mitochondries pour produire de l’énergie. Les principales sources alimentaires de carnitine incluent la viande rouge et les produits laitiers. La L-carnitine est majoritairement présente dans les muscles squelettiques (98 %), mais se trouve également en plus faibles concentrations dans le plasma.

Les effets connus d’une supplémentation en carnitine :

Effets cardio-vasculaires

Plusieurs recherches ont été menées pour évaluer l’intérêt d’une consommation de carnitine dans le cadre des pathologies cardio-vasculaires. Et les résultats se sont avérés encourageants puisque la carnitine semble réduire la fréquence des arythmie cardiaques, des angines de poitrine et de la mortalité des maladies cardio-vasculaire¹. Elle pourrait aussi agir sur la régulation de la tension artérielle et l’inflammation associés au maladies cardiaques. Bref, cela ressemble à est une protéine miracles !

Effet sur l’hématocrite et le VO2max

On peut lire parfois que la carnitine permet d’améliorer l’oxygénation via différent mécanismes tels qu’une augmentation de l’hématocrite. Toutefois, ces études concernent des personnes souffrant d’une insuffisance rhénale et d’une mauvaise réponse au traitement à base d’EPO. Des chercheurs ont donc tenté de voir si la carnitine était utile dans ce cas là². Mais il faut prendre cela avec des pincettes, car chez les sportifs aucune étude montre une augmentation de l’hématocrite avec la carnitine. Il en est de même avec l’augmentation du VO2max parfois évoqué. Les études sont assez controversés sur ce point là. Si certaines études signalent une augmentation de 6% (54,5 à 57,7 ml/mn/kg) du VO2max sous supplémentation en carnitine, les auteurs de l’étude³ pensent que cette augmentation n’est pas du à la carnitine mais à d’autres facteurs, car les autres paramètres cardiaques, lactatémie, ventilation, oxydation des lipides semblaient inchangés avec ou sans carnitine. Même si cette étude est à interpréter avec prudence en ce qui concerne le VO2max, une autre étude⁴ arrivent à constater une sensible amélioration du VO2max. Cette dernière a noté une élévation spectaculaire d’une enzyme qui s’appelle la pyruvate déshydrogénase. Cette enzyme joue un rôle clef dans le métabolisme énergétique, et en particulier pour faire fonctionner la glycolyse aérobie. Se peut il que l’amélioration du VO2max soit induit par une meilleure oxydation des glucides ? En effet, pour atteindre son VO2max il faut que la filière énergétique de la glycolyse fonctionne à plein régime. Et la carnitine pourrait agir en boostant ce maillon faible qu’est l’activité de la pyruvate déshydrogénase. Finalement, ce n’est pas directement le système de transport d’oxygène qui est amélioré, mais le système de fourniture énergétique qui pourrait constituer un frein à l’expression de son plein potentiel aérobie. Cela est d’ailleurs assez logique, car en situation d’épuisement des réserves de glycogène, il n’est plus possible d’atteindre son VO2max. Ces observations nous amène à considérer le point suivant, celui de l’augmentation de l’oxydation des lipides à l’effort.

Effet sur l’augmentation de la consommation des lipides à l’effort

Ce point là est probablement le plus intéressant pour les sportifs d’endurance, car si l’on parvient à augmenter la part des lipides dans le mélange de glucose et acide gras, il s’en suivra une amélioration de l’endurance via l’économie du glycogène. De ce coté là, les études n’arrivent pas toutes à des conclusions similaires, mais une tendance très nette se dégage en faveur de l’intérêt de la carnitine pour améliorer la lipolyse et l’endurance. Regardons cela plus en détails.

Au cours d’une étude⁵ visant à mesurer le quotient respiratoire (QR) à l’effort, les auteurs constatent une baisse significative du quotient respiratoire, passant de 0,903 à 0,884. Or, plus le QR est bas et plus nous oxydons des lipides. L’effet était encore plus marqué en altitude (3500 m), puisque le QR passait de 0,92 à 0,86 avec supplémentation en carnitine. Lorsque le QR est de 0,7 nous n’oxydons que des lipides, lorsqu’il est de 1 nous oxydons uniquement du glucose. D’autres études⁶ ont pu confirmer cette tendance d’une augmentation de la lipolyse à l’effort.

Nous avons trouvé une autre étude⁷ portant sur des cyclistes qui devait pédaler 40′ à 65% de VO2max, puis à 85% de VO2max jusqu’à épuisement. Ces derniers avaient ingérés 2h30 avant l’effort une dose de L-Carnitine ou un placébo. Les auteurs ont remarqué que le quotient respiratoire était de 0,83 contre 0,86 avant le début de l’effort et que la lactatémie au bout de 10 minutes à 65% de VO2max n’avait augmentée que de 35% dans le groupe « Carnitine » contre 53% pour le groupe placébo. Mais en ce qui concerne la résistance à 85% de VO2max, il n’y avait aucune différence. Cette dernière étude n’était pas adapté pour évaluer des différences de performances, car le temps d’effort à 65% de VO2max était insuffisant pour épuiser les réserves de glycogène. De fait, lorsque les cyclistes ont du accélérer à 85% de VO2max, ils avaient à peu près les mêmes réserves en glycogènes encore disponible, et cela d’autant plus que les cyclistes avaient ingéré 94 g de glucide 2h30 avant l’effort. Enfin, l’objectif de cette étude était de voir si une dose avant l’effort était utile, car les études suggèrent que c’est en cure sur plusieurs semaines que la carnitine est le plus pertinente. Ce qui amène à cette question, à quel dosage et pendant combien de temps faut il consommer de la carnitine ? Nous y reviendrons ne fin d’article.

Effet sur les radicaux libres et la récupération

La compréhension des mécanismes biologiques dans lesquels la carnitine est impliquée laisse entrevoir que cette protéine est susceptible de participer à la gestion des flux de radicaux libres générés par l’effort. La carnitine semble permettre une protection des membranes lipides, une activation des enzymes antioxydantes comme la SOD et le glutathion peroxydase⁸, et assure une protection des mitochondries contre le stress oxydatif ^{9 10}.

La L-carnitine joue un rôle indirect et direct dans les mécanismes antioxydants. En favorisant un métabolisme énergétique efficace, en protégeant les membranes cellulaires et mitochondriales, et en réduisant la production et l’impact des radicaux libres, elle contribue à réduire le stress oxydatif et à protéger les cellules contre les dommages oxydatifs. Ces propriétés antioxydantes peuvent être bénéfiques pour les athlètes, les personnes vieillissantes, ou celles exposées à des niveaux élevés de stress oxydatif.

Effet sur le cerveau

Comme la carnitine est nécessaire à la synthèse d’un neurotransmetteur qui est l’acétylcholine, des études ont montrées qu’elle permettait de ralentir le déclin cérébrale^{11 12 13}. Dans le cadre de la pratique sportive, l’acétylcholine est un neuro-transmetteur de l’influx nerveux qui peut aussi être fortement impliqué dans réduction de la fatigue centrale¹⁴.

Effet sur la perte de poids

La carnitine a surtout été mise en avant à la fin des années 80 pour son hypothétique effet sur la perte de poids. Depuis 40 ans, aucune preuve suffisante n’a permis de mettre en évidence une perte de masse grasse significative avec ou sans supplément en L-carnitine. Quelques études ont pu mettre en évidence une perte de masse grasse d’environ 1 kg chez des personnes en surpoids, ce qui n’est pas significatif dans la plupart des cas. Chez les sportifs, la perte de masse grasse n’a pas été observée. Pensez donc, cela fait plus de 40 ans que l’on connaît cette protéine, et nous ne voyons pas l’obésité reculer, bien au contraire. En réalité, même s’il est indéniable que la carnitine favorise sensiblement l’oxydation des lipides, cela reste en quantité extrêmement faible d’un point de vue énergétique. Mais cela peut être significatif dans le cadre d’une course de plusieurs heures, mais pas dans le cadre d’une perte de masse grasse. En effet, si la carnitine permet d’oxyder ne serait-ce que 50 g de lipides en plus sur une épreuve de 5 heures, cela représente plus de 450 kcal facilement disponibles et une économie de glucose conséquente.

Effet sur les dommages musculaire et la masse musculaire

De nombreuses études se sont intéressées aussi à la Carnitine dans l’objectif de réduire les dommages musculaires engendrés par l’effort. Et les résultats semblent montrer que les sportifs complémenter en carnitine présente des marqueurs de fatigues musculaire plus bas que chez mes sportifs non supplémenté^{15 16 17}. Toutefois, on ne sait pas trop comment la carnitine agit sur les dommages musculaires.En outre, ces études se sont concentrées sur des efforts avec des contractions musculaires excentriques ou de musculation intense. On ne sait pas si cet effet serait perceptible en cyclisme ; on peut envisager que oui en course à pied, en revanche. L’effet de la carnitine s’est aussi avéré intéressante chez les personnes agées pour lutter contre la fonte musculaire¹⁸.

Supplémentation en L-carnitine avant et pendant l’effort.

La plupart des quelques études visant à consommer de la carnitine (2 à 3 g) juste avant et pendant l’effort n’ont pas montrées de différences de performances, ni en course à pied, ni en cyclisme^{15 16}. Nous n’en avons trouvé qu’une seule qui note une différence (déjà cité). Il semble que la meilleure stratégie consiste en une supplémentation de 1 à 2 grammes par jours pendant 2 semaines à 3 mois.

Pouquoi faudrait il prendre un complément en L-carnitine si l’organisme est capable d’en synthétiser ?

Évidemment, cette question est importante. Notre organisme a la faculté de produire de nombreuses protéines et enzymes fondamentales dans la machinerie biologique. Toutefois, la synthèse de carnitine repose sur la présence des deux acides aminés nécessaires à sa construction (lysine et méthionine), ainsi qu’une disponibilité suffisante en vitamine C, B3, B6 et en fer. Si un seul de ces éléments est présent en faible quantité, la synthèse s’en trouvera réduite en proportion de l’élément manquant. Ensuite, avec l’âge, la synthèse de nombreuses protéines se trouve réduite, et une complémentation s’avère plus pertinente chez les personnes âgées, d’autant plus si elles sont sportives, ce que de nombreuses études constatent par ailleurs.

Avant de conclure, pourquoi les publications scientifiques ne sont elles pas unanimes ?

En effet, dès que vous êtes un peu habitué à lire des études scientifiques dans les domaines de la nutrition, de la micronutrition, de l’entraînement, de la médecine, de la pharmacologie et de la biologie, il n’est pas rare de trouver des résultats contradictoires. Pour être honnête, sur la quasi-totalité des thématiques citées, vous pourrez trouver des études favorables et défavorables. De grandes études en biologie ont même montré que 50 % des études donnent des résultats différents quand on les reproduit à l’identique. Et oui, s’il y a une chose que j’ai apprise au cours de ma vie, c’est que la science publiée dans les revues ne fait pas figure de lois immuables comme les mathématiques. La science est une boussole approximative, parfois corrompue à des fins économiques et/ou politiques.

Pour autant, il est utile de parcourir cette base de données car il est possible de comprendre à la lecture des études pourquoi certains protocoles échouent à mettre en évidence l’avantage de la carnitine par exemple. En effet, il ne faut pas confondre « la supplémentation en L-carnitine n’a pas eu d’effet positif sur la performance » avec « la posologie pour ce type d’effort n’a pas engendré d’effet notable sur la lactatémie ». Et oui, chaque étude utilise une posologie sur une certaine durée et évalue ses effets à travers différents critères lors de tests variés.

De fait, le succès ou non d’une évaluation concernant l’intérêt de consommer de la carnitine dépend aussi grandement de la posologie utilisée, sa durée et du mode d’évaluation des bénéfices. Par exemple, la plupart des études utilisant une posologie ponctuelle — c’est-à-dire une dose de 2 à 4 g de carnitine avant l’effort — sont négatives en termes de résultats. Ensuite, bon nombre d’études qui évaluent le VO2 max ou la PMA sous supplémentation en carnitine obtiennent des résultats mitigés parce que ce type test n’est pas le plus évident compte tenu des mécanismes biologiques auxquels participe la carnitine.

En tant qu’entraîneur habitué à la recherche scientifique et à sa lecture, je suis très attentif à tous ces biais d’interprétation avant de me prononcer.

En résumé

La supplémentation en carnitine nous semble pertinente pour les sportifs d’endurance, cela d’autant plus que vous êtes âgés, et que vous êtes dans une période d’activité physique intense et dans un contexte tel que l’altitude, ou des conditions climatiques extrêmes. Cette petite protéine fait partie des rares suppléments nutritionnels simples, et dont la pertinence est globalement avérée. Le dosage optimale est de l’ordre de 1 à 3 g par jours pendant au moins 4 semaines. (en sachant que 15% seulement est réellement absorbée). Ce qu’il faut attendre de la carnitine, c’est principalement d’assurer un fonctionnement normal, optimal des mitochondrie, et notamment dans le processus de transport des nutriments énergétiques, mais aussi de protection cellulaires anti oxydante spécifique des mitochondrie. L’optimisation de la machine énergétique se joue à la fois au niveau des acides gras qui entre plus facilement dans le cycle énergétique, mais aussi dans l’activités enzymatiques permettant d’oxyder le glucose et les acides aminés ramifiés. Bref, la carnitine est un transporteur d’énergie dont les carences ou défaut de synthèse endogène seront évidemment préjudiciable. Un second volet important de la carnitine se joue dans son activité protectrice anti-oxydante indirecte, notamment des tissus cardiaques, mais aussi sur la réduction des dommages musculaires en protégeant les membranes cellulaires de péroxydation lipidique. Quant à la perte de masse grasse, elle n’est pas significative chez les sportifs.

Les différentes formules de carnitine :

Il existe de nombreuses formes de carnitine dans le commerce. Certaines furent développées parce qu’elles franchissent mieux la barrière hémato-encéphalique par exemple. Voici un tableau de synthèse. Globalement, la plupart des formules sont bien absorbées au niveau intestinal avec un taux variant de 15 à 18%. Si vous souhaitez tester cette petite protéine dans le cadre de vos activités sportives et votre santé, je vous conseille deux marques françaises, Therascience qui propose notamment de la Carnitine Tartrate ou chez Nutripure.

Forme de Carnitine	Caractéristiques	Absorption	Principaux Effets	Utilisations
Acétyl-L-Carnitine (ALC)	Forme estérifiée avec un groupe acétyle, traverse la barrière hémato-encéphalique.	Bonne absorption, pénètre facilement dans le cerveau.	Amélioration cognitive, neuro-protection, production d’énergie.	Soutien cognitif, troubles neurodégénératifs.
L-carnitine tartrate	Forme liée à l’acide tartrique, utilisée pour la performance physique.	Absorption rapide, efficace pour les muscles.	Performance physique, récupération musculaire, gestion du poids.	Amélioration de la performance sportive, récupération.
L-carnitine Fumarate	Combinée avec l’acide fumarique, soutient la production d’énergie cardiaque.	Bien absorbée, convertie en L-carnitine active.	Soutien de l’énergie cardiaque, réduction de la fatigue.	Patients cardiovasculaires, soutien à l’endurance.
Propionyl-L-Carnitine	Forme liée à un groupe propionyle, effets vasodilatateurs potentiels.	Bonne absorption, traverse la barrière hémato-encéphalique.	Santé cardiovasculaire, amélioration du flux sanguin, fonction érectile.	Problèmes circulatoires, dysfonction érectile.
Glycine Propionyl-L-Carnitine (GPLC)	Combinée avec de la glycine, augmente la production d’oxyde nitrique.	Bien absorbée, utilisée pour augmenter le flux sanguin.	Performance physique, augmentation de l’endurance, récupération musculaire.	Athlètes, soutien de la performance physique.
L-carnitine Orotate	Combinée avec l’acide orotique, soutient la régénération cellulaire.	Bien absorbée, améliore la disponibilité de L-carnitine.	Santé cardiaque et musculaire, régénération cellulaire.	Conditions cardiaques, régénération musculaire.
L-carnitine base libre	Forme naturelle de L-carnitine, directement absorbée.	Absorption rapide par l’intestin.	Amélioration de la fonction mitochondriale, gestion du poids.	Endurance physique, gestion du poids.
Acide Palmitoyl-L-Carnitine	Dérivé acylé de la L-carnitine, propriétés cardio-protectrices et neuroprotectrices.	Absorption spécifique pour la modulation des membranes cellulaires.	Protection cardiovasculaire et neuronale.	Maladies neurodégénératives, santé cardiaque.

Déclaration de non conflits d’intérêts.

Ce n’est pas dans mes habitudes de vanter les compléments nutritionnels, mais je trouve que la carnitine fait partie des rares produits pertinents. Je déclare n’avoir aucun conflit d’intérêt à ce propos. Je ne vends pas de produits diététiques, je ne travaille pour aucune marque de produit diététique et je suis consultant bénévole pour l’association Velo2max, totalement indépendant. J’ajoute avoir testé à plusieurs reprises cette substance. Bien que n’ayant pu mesurer objectivement son impact avec des méthodes invasives (VO2, QR, lactate), j’ai toujours observé a posteriori que les périodes où j’ai utilisé de la carnitine correspondaient à des phases où les performances sportives et le ressenti à l’effort étaient significativement meilleures en termes de plaisir à l’effort, de récupération et d’endurance, mais pas en termes de PMA par exemple, où je n’ai pas noté de changement. Cet avis est personnel et ne constitue qu’un simple témoignage.

Auteur : Quentin Leplat pour Velo2max

Quelques ressources bibliographiques

Voici une sélection d’articles et d’études sur les effets de la L-carnitine sur la santé et les performances des sportifs d’endurance :

The role of L-carnitine in distance athlètes
Cet article discute des effets de la L-carnitine chez les athlètes d’endurance, en particulier en ce qui concerne les effets anabolisants et la récupération.
Lire l’article
GV Grivas – International Journal of Sports Science, 2018

L-carnitine supplementation in recovery after exercise
Cet article explore l’impact de la supplémentation en L-carnitine sur le processus de récupération après l’exercice, notamment chez les athlètes d’endurance.
Lire l’article
R Fielding et al. – Nutrients, 2018

The effect of acute L-carnitine and carbohydrate intake on cycling performance
Cette étude examine les effets de la L-carnitine et de l’apport en glucides sur la performance cycliste.
Lire l’article
BM Burrus et al. – International Journal of Exercise Science, 2018

Effects of L-carnitine supplementation on physical performance and energy metabolism of endurance-trained athletes
Étude sur les effets de la supplémentation en L-carnitine sur la performance physique et le métabolisme énergétique des athlètes entraînés en endurance.
Lire l’article
P Colombani et al. – European Journal of Applied Physiology, 1996

The effects of acute L-carnitine supplementation on endurance performance of athletes
Cet article analyse l’impact de la supplémentation aiguë en L-carnitine sur la performance en endurance.
Lire l’article
GE Orer, NA Guzel – Journal of Strength and Conditioning Research, 2014

Clinical effects of L-carnitine supplementation on physical performance in healthy subjects, the key to success in rehabilitation: a systematic review and meta-analysis
Revue systématique et méta-analyse des effets cliniques de la L-carnitine sur la performance physique.
Lire l’article
M Vecchio et al. – Journal of Functional Morphology and Kinesiology, 2021

Endurance Exercise Training and L-Carnitine Supplementation Stimulates Gene Expression in the Blood and Muscle Cells in Young Athletes and Middle-Aged Subjects
L’étude examine l’effet de l’entraînement d’endurance et de la supplémentation en L-carnitine sur l’expression génétique chez les jeunes athlètes et les sujets d’âge moyen.
Lire l’article
A Lohninger et al. – Monatshefte für Chemie, 2005

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Références :

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   Matsumoto Y, Amano I, Hirose S, Tsuruta Y, Hara S, Murata M, Imai T. Effects of L-carnitine supplementation on renal anemia in poor responders to erythropoietin. Blood Purif. 2001;19(1):24-32. doi: 10.1159/000014474. PMID: 11114574. ↩︎
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   Marconi C, Sassi G, Carpinelli A, Cerretelli P. Effects of L-carnitine loading on the aerobic and anaerobic performance of endurance athletes. Eur J Appl Physiol Occup Physiol. 1985;54(2):131-5. doi: 10.1007/BF02335919. PMID: 4043038. ↩︎
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   Arenas J, Huertas R, Campos Y, Díaz AE, Villalón JM, Vilas E. Effects of L-carnitine on the pyruvate dehydrogenase complex and carnitine palmitoyl transferase activities in muscle of endurance athletes. FEBS Lett. 1994 Mar 14;341(1):91-3. doi: 10.1016/0014-5793(94)80246-7. PMID: 8137928. ↩︎
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   Wyss V, Ganzit GP, Rienzi A. Effects of L-carnitine administration on VO2max and the aerobic-anaerobic threshold in normoxia and acute hypoxia. Eur J Appl Physiol Occup Physiol. 1990;60(1):1-6. doi: 10.1007/BF00572178. PMID: 2311588. ↩︎
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    Mariano Malaguarnera, Lisa Cammalleri, Maria Pia Gargante, Marco Vacante, Valentina Colonna, Massimo Motta,
    l-Carnitine treatment reduces severity of physical and mental fatigue and increases cognitive functions in centenarians: a randomized and controlled clinical trial2,
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20. 
    Burrus BM, Moscicki BM, Matthews TD, Paolone VJ. The Effect of Acute L-carnitine and Carbohydrate Intake on Cycling Performance. Int J Exerc Sci. 2018 Jan 1;11(2):404-416. PMID: 29541331; PMCID: PMC5841674. ↩︎