AbstractAcetyl-L-carnitine (ALCAR)

Abstract
Acetyl-L-carnitine (ALCAR) is an endogenous metabolic intermediate that facilitates the influx and efflux of acetyl groups across the mitochondrial inner membrane. Exogenously administered ALCAR has been used as a nutritional supplement and also as an experimental drug with reported neuroprotective properties and effects on brain metabolism. The aim of this study was to determine oxidative metabolism of ALCAR in the immature rat forebrain. Metabolism was studied in 21-22 day-old rat brain at 15, 60 and 120 min after an intraperitoneal injection of [2-(13)C]acetyl-L-carnitine. The amount, pattern, and fractional enrichment of (13)C-labeled metabolites were determined by ex vivo(13)C-NMR spectroscopy. Metabolism of the acetyl moiety from [2-(13)C]ALCAR via the tricarboxylic acid cycle led to incorporation of label into the C4, C3 and C2 positions of glutamate (GLU), glutamine (GLN) and GABA. Labeling patterns indicated that [2-(13)C]ALCAR was metabolized by both neurons and glia; however, the percent enrichment was higher in GLN and GABA than in GLU, demonstrating high metabolism in astrocytes and GABAergic neurons. Incorporation of label into the C3 position of alanine, both C3 and C2 positions of lactate, and the C1 and C5 positions of glutamate and glutamine demonstrated that [2-(13)C]ALCAR was actively metabolized via the pyruvate recycling pathway. The enrichment of metabolites with (13)C from metabolism of ALCAR was highest in alanine C3 (11%) and lactate C3 (10%), with considerable enrichment in GABA C4 (8%), GLN C3 (approximately 4%) and GLN C5 (5%). Overall, our (13)C-NMR studies reveal that the acetyl moiety of ALCAR is metabolized for energy in both astrocytes and neurons and the label incorporated into the neurotransmitters glutamate and GABA. Cycling ratios showed prolonged cycling of carbon from the acetyl moiety of ALCAR in the tricarboxylic acid cycle. Labeling of compounds formed from metabolism of [2-(13)C]ALCAR via the pyruvate recycling pathway was higher than values reported for other precursors and may reflect high activity of this pathway in the developing brain. This is, to our knowledge, the first study to determine the extent and pathways of ALCAR metabolism for energy and neurotransmitter biosynthesis in the brain.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

บทคัดย่อAcetyl-L-carnitine (ALCAR) is an endogenous metabolic intermediate that facilitates the influx and efflux of acetyl groups across the mitochondrial inner membrane. Exogenously administered ALCAR has been used as a nutritional supplement and also as an experimental drug with reported neuroprotective properties and effects on brain metabolism. The aim of this study was to determine oxidative metabolism of ALCAR in the immature rat forebrain. Metabolism was studied in 21-22 day-old rat brain at 15, 60 and 120 min after an intraperitoneal injection of [2-(13)C]acetyl-L-carnitine. The amount, pattern, and fractional enrichment of (13)C-labeled metabolites were determined by ex vivo(13)C-NMR spectroscopy. Metabolism of the acetyl moiety from [2-(13)C]ALCAR via the tricarboxylic acid cycle led to incorporation of label into the C4, C3 and C2 positions of glutamate (GLU), glutamine (GLN) and GABA. Labeling patterns indicated that [2-(13)C]ALCAR was metabolized by both neurons and glia; however, the percent enrichment was higher in GLN and GABA than in GLU, demonstrating high metabolism in astrocytes and GABAergic neurons. Incorporation of label into the C3 position of alanine, both C3 and C2 positions of lactate, and the C1 and C5 positions of glutamate and glutamine demonstrated that [2-(13)C]ALCAR was actively metabolized via the pyruvate recycling pathway. The enrichment of metabolites with (13)C from metabolism of ALCAR was highest in alanine C3 (11%) and lactate C3 (10%), with considerable enrichment in GABA C4 (8%), GLN C3 (approximately 4%) and GLN C5 (5%). Overall, our (13)C-NMR studies reveal that the acetyl moiety of ALCAR is metabolized for energy in both astrocytes and neurons and the label incorporated into the neurotransmitters glutamate and GABA. Cycling ratios showed prolonged cycling of carbon from the acetyl moiety of ALCAR in the tricarboxylic acid cycle. Labeling of compounds formed from metabolism of [2-(13)C]ALCAR via the pyruvate recycling pathway was higher than values reported for other precursors and may reflect high activity of this pathway in the developing brain. This is, to our knowledge, the first study to determine the extent and pathways of ALCAR metabolism for energy and neurotransmitter biosynthesis in the brain.

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

บทคัดย่อ
Acetyl-L-carnitine (ALCAR) เป็นสื่อกลางภายนอกการเผาผลาญที่อำนวยความสะดวกการไหลเข้าและไหลออกของกลุ่ม acetyl ผ่านเยื่อหุ้มภายในยล การบริหารงานจากภายนอก ALCAR ถูกนำมาใช้เป็นอาหารเสริมและยังเป็นยาที่มีรายงานการทดลองคุณสมบัติป้องกันเซลล์ประสาทและผลกระทบในการเผาผลาญสมอง จุดมุ่งหมายของการศึกษาครั้งนี้คือการตรวจสอบการเผาผลาญออกซิเดชันของ ALCAR ใน forebrain หนูที่ยังไม่บรรลุนิติภาวะ การเผาผลาญอาหารได้รับการศึกษาในวันที่ 21-22 สมองหนูวันเก่าที่ 15, 60 และ 120 นาทีหลังจากการฉีดเข้าช่องท้องของ [2 (13) C] acetyl-L-carnitine จำนวนเงินรูปแบบและการตกแต่งที่เป็นเศษส่วนของ (13) สาร C-ที่มีข้อความที่ถูกกำหนดโดย ex vivo (13) สเปคโทร C-NMR การเผาผลาญอาหารของครึ่ง acetyl จาก [2 (13) C] ALCAR ผ่านวงจรกรด tricarboxylic นำไปสู่การรวมตัวกันของฉลากเข้าสู่ C4, C3 และตำแหน่ง C2 ของกลูตาเมต (GLU), glutamine (GLN) และ GABA รูปแบบการติดฉลากระบุว่า [2 (13) C] ALCAR ถูกเผาผลาญทั้งเซลล์ประสาทและ glia; แต่การตกแต่งเป็นร้อยละที่สูงขึ้นใน GLN และ GABA กว่าใน GLU แสดงให้เห็นถึงการเผาผลาญอาหารที่สูงใน astrocytes และเซลล์ประสาท GABAergic รวมตัวกันของป้ายในตำแหน่ง C3 ของอะลานีนทั้ง C3 และตำแหน่ง C2 ของน้ำนมและตำแหน่ง C1 และ C5 ของกลูตาเมตและ glutamine แสดงให้เห็นว่า [2 (13) C] ALCAR ถูกเผาผลาญอย่างแข็งขันผ่านทางเดินรีไซเคิลไพรู เพิ่มคุณค่าของสารที่มี (13) C จากการเผาผลาญอาหารของ ALCAR เป็นที่สูงที่สุดในอะลานีน C3 (11%) และแลคเตท C3 (10%) ที่มีการตกแต่งเป็นอย่างมากใน GABA C4 (8%), GLN C3 (ประมาณ 4%) และ GLN C5 (5%) โดยรวมของเรา (13) การศึกษา C-NMR พบว่าครึ่งหนึ่งของ acetyl ALCAR มีการเผาผลาญพลังงานใน astrocytes และเซลล์ประสาทและฉลากรวมอยู่ในกลูตาเมตและกาบาสารสื่อประสาท อัตราส่วนการแสดงให้เห็นว่าการขี่จักรยานขี่จักรยานนานคาร์บอนไดออกไซด์จากครึ่งหนึ่งของ acetyl ALCAR ในวงจรกรด tricarboxylic การติดฉลากของสารที่เกิดขึ้นจากการเผาผลาญอาหาร [2 (13) C] ALCAR ผ่านทางเดินรีไซเคิลไพรูสูงกว่าค่ารายงานสำหรับสารตั้งต้นอื่น ๆ และอาจสะท้อนให้เห็นกิจกรรมสูงของเส้นทางนี้ในการพัฒนาสมอง นี้เพื่อให้ความรู้ของเราการศึกษาครั้งแรกเพื่อกำหนดขอบเขตและทางเดินของการเผาผลาญ ALCAR สำหรับการใช้พลังงานและการสังเคราะห์สารสื่อประสาทในสมอง

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

อะซิติลแอลคาร์นิทีนนามธรรม
( alcar ) เป็นสื่อกลางที่ช่วยในการเผาผลาญ และ การไหลเข้าของทิลกลุ่มข้ามเยื่อชั้นในของไมโตคอนเดรีย . exogenously บริหาร alcar ถูกใช้เป็นอาหารเสริมทางโภชนาการ และยังเป็นยาทดลอง รายงานข้อมูลคุณสมบัติและผลกระทบต่อการเผาผลาญพลังงานสมองจุดมุ่งหมายของการศึกษานี้คือ เพื่อศึกษาปฏิกิริยาการเผาผลาญ alcar ในสมองส่วนหน้า หนูอ่อน การเผาผลาญอาหารเพื่อสมองหนูอายุ 21-22 วันที่ 15 , 60 และ 120 นาทีหลังจากฉีดเข้าช่องท้อง [ 2 - ( 13 ) C ] อะซิติลแอลคาร์นิทีน . ยอดเงิน , รูปแบบ , เศษส่วนและเสริม ( 13 ) c-labeled หลายชนิดถูกกำหนดโดย ex vivo ( 13 ) C-NMR สเปกโทรสโคปีเมแทบอลิซึมของอะเซติลมีค่าจาก [ 2 - ( 13 ) C ] alcar ผ่านวงจรกรด tricarboxylic นำไปสู่การป้ายใน C4 C2 C3 และตำแหน่งของกลูตาเมต ( GLU ) , กลูตามีน ( gln ) และสาร . รูปแบบการติดฉลากระบุว่า [ 2 - ( 13 ) C ] alcar ถูก metabolized โดยทั้งเซลล์ประสาท และเกลีย อย่างไรก็ตาม เปอร์เซ็นต์สูง และการ gln ซึ่ง GABA มากกว่า ,แสดงให้เห็นถึงการเผาผลาญสูงในความรู้สึก และ gabaergic เซลล์ประสาท การใส่ป้ายในตำแหน่ง C3 ของอะลานีนและตำแหน่งของแลคทั้ง C3 C2 และ C1 และ C5 และตำแหน่งของผงชูรสและแสดงให้เห็นว่า [ 2 - ( 13 ) C ] alcar อย่าง metabolized ผ่าน pyruvate รีไซเคิล เส้นทางการเสริมสาร ( 13 ) C จากการเผาผลาญของ alcar สูงสุดใน alanine C3 ( 11% ) และแลคเตท C3 ( 10% ) , ที่มีมากในการเสริมสารกาบา ( 8% ) , gln C3 ( ประมาณ 4% ) และ gln C5 ( 5% ) โดยรวม( 13 ) C-NMR การศึกษาเปิดเผยว่า ทิลกึ่งหนึ่งของ alcar คือเผาผลาญพลังงานทั้งในความรู้สึกและเซลล์ประสาท และฉลากรวมเป็นสารสื่อประสาทกลูตาเมต และ GABA . อัตราส่วนจักรยานให้จักรยานนานของคาร์บอนจากโดอะของ alcar ในวัฏจักรกรด tricarboxylic .การแสดงฉลากของสารประกอบที่เกิดขึ้นจากการเผาผลาญ [ 2 - ( 13 ) C ] alcar ผ่าน pyruvate รีไซเคิล ) สูงกว่าค่ารายงานการอื่น ๆ และอาจจะสะท้อนให้เห็นถึงกิจกรรมสูงของทางเดินในการพัฒนาสมอง นี้คือความรู้ของเรา การศึกษาแรกเพื่อกำหนดขอบเขต และแนวทางของการเผาผลาญพลังงานใน alcar สารสื่อประสาทในสมอง