L'objectif de cette revue est de présenter une étude complète des nombreuses facettes intrigantes du métabolisme de la créatine (Cr) et de la créatinine, englobant les voies et la régulation de la biosynthèse et de la dégradation du Cr, la distribution des espèces et des tissus des enzymes et des métabolites impliqués, et de la implications inhérentes pour la physiologie et la pathologie humaine. Très récemment, une série de nouvelles découvertes ont été faites qui auront des implications particulières pour la bioénergétique, la physiologie, la pathologie humaine et le diagnostic clinique et qui suggèrent que la dérégulation du système de la créatine kinase (CK) est associée à une variété de maladies. Des perturbations du système CK ont été observées dans les maladies musculaires, cérébrales, cardiaques et rénales ainsi que dans le cancer. D'autre part, Cr et des analogues de Cr tels que la cyclocréatine se sont avérés avoir des effets antitumoraux, antiviraux et antidiabétiques et protéger les tissus contre les lésions hypoxiques, ischémiques, neurodégénératives ou musculaires. L'ingestion orale de Cr est utilisée dans le sport comme aide ergogénique, et certaines données suggèrent que le Cr et la créatinine peuvent être des précurseurs de mutagènes alimentaires et de toxines urémiques. Ces découvertes sont discutées en profondeur, les interrelations sont décrites et tout est placé dans un contexte plus large pour fournir une compréhension plus détaillée des fonctions biologiques du Cr et du système CK.
Métabolisme de la créatine et conséquences de l'épuisement de la créatine dans le muscle
Actuellement, des activités de recherche considérables se concentrent sur les aspects biochimiques, physiologiques et pathologiques du système créatine kinase (CK)-phosphorylcréatine (PCr)-créatine (Cr) (pour les revues, voir [1,2]), mais peu d'efforts sont dirigés vers une étude approfondie du métabolisme du Cr dans son ensemble. Cependant, une connaissance détaillée du métabolisme du Cr est essentielle pour une compréhension plus approfondie de la bioénergétique en général et, par exemple, des effets des dystrophies musculaires, des atrophies, des déficiences en CK (par exemple chez les animaux transgéniques) ou des analogues du Cr sur le métabolisme énergétique des tissus. impliqué. Par conséquent, le présent article donne un bref aperçu des réactions et enzymes impliquées dans la biosynthèse et la dégradation du Cr, sur l'organisation et la régulation du métabolisme du Cr dans l'organisme, ainsi que sur les conséquences métaboliques de l'alimentation en 3-guanidinopropionate (GPA) qui est connu pour induire une carence en Cr dans le muscle. De plus, le phénotype des muscles appauvris en Cr et PCr par l'alimentation en GPA est mis en contexte avec des recherches récentes sur le phénotype musculaire de souris « knock-out » déficientes en M-CK de type musculaire cytosolique.
Métabolisme de la créatine et de la créatinine dans l'urémie
Les mesures de la créatinine sérique pour surveiller la progression de l'insuffisance rénale chronique peuvent être trompeuses et influencées par des facteurs autres que le DFG. L'effet des changements biochimiques observés dans l'urémie sur le transport de la [1-14C]créatine a été examiné dans un modèle musculaire en culture. Dans un milieu sans Na, le flux de [1-14C]créatine a été réduit (p < 0,001), cependant l'ajout de diverses toxines urémiques, l'insuline, l'hormone parathyroïdienne et l'altération du pH n'ont eu aucun effet sur l'influx de créatine. La variance des taux de créatine érythrocytaire chez les patients urémiques était significativement différente de celle des témoins (p < 0,02) et le gradient de créatine plasma à globules rouges était faible chez certains patients.
Métabolisme de la créatine : homéostasie énergétique, immunité et biologie du cancer
Les perturbations des processus métaboliques sont associées à des maladies telles que l'obésité, le diabète de type 2, certaines infections et certains cancers. Un regain d'intérêt pour la biologie de la créatine se développe, avec de nouvelles connaissances sur un ensemble diversifié de fonctions régulatrices de la créatine. Cette résurgence est principalement due aux avancées technologiques dans le génie génétique et le métabolisme ainsi que par la prise de conscience que ce métabolite a des rôles clés dans les cellules au-delà du muscle et du cerveau. Ici, nous mettons en évidence les dernières avancées en biologie de la créatine dans les tissus et les types de cellules qui ont historiquement reçu peu d'attention dans le domaine. Dans le tissu adipeux, la créatine contrôle la respiration thermogénique et la perte de ce métabolite altère la dépense énergétique de l'ensemble du corps, conduisant à l'obésité. Nous couvrons également les différents rôles du métabolisme de la créatine dans la survie des cellules cancéreuses et le fonctionnement du système immunitaire. L'intérêt renouvelé dans ce domaine a commencé à mettre en évidence le potentiel thérapeutique qui réside dans la compréhension de la façon dont les changements dans le métabolisme de la créatine conduisent à des maladies métaboliques.
L'inositol polyphosphate multikinase dans les adipocytes est indispensable pour réguler le métabolisme énergétique et l'homéostasie métabolique du corps entier
Le tissu adipeux joue un rôle central dans la régulation de l'énergie du corps entier et de l'homéostasie du glucose au niveau des organes et du système. Les polyphosphates d'inositol, tels que le 5-diphosphoinositol pentakisphosphate, contrôleraient les fonctions adipocytaires et la dépense énergétique. Cependant, les rôles physiologiques de la voie de l'inositol polyphosphate (IP) dans le tissu adipeux ne sont pas encore complètement définis. Le but de cette étude était de tester l'hypothèse selon laquelle l'inositol polyphosphate multikinase (IPMK), une enzyme clé dans le métabolisme IP, joue un rôle essentiel dans la biologie du tissu adipeux et l'obésité. Nous avons généré un knock-out IPMK spécifique aux adipocytes ( IpmkAKO) et évalué les phénotypes métaboliques en mesurant l'accumulation de graisse, l'homéostasie du glucose et la sensibilité à l'insuline chez des souris adultes nourries soit avec un régime alimentaire normal, soit avec un régime riche en graisses (HFD). Malgré une réduction substantielle de l'IPMK, les souris Ipmk AKO présentaient une tolérance au glucose et une sensibilité à l'insuline normales et n'ont pas montré de changements dans l'accumulation de graisse en réponse à l'alimentation par HFD. De plus, la perte d'IPMK n'a pas eu d'impact majeur sur les processus thermogéniques en réponse à l'exposition au froid. Collectivement, ces résultats suggèrent que l'IPMK adipocytaire est indispensable pour le tissu adipeux normal et ses fonctions physiologiques dans le métabolisme du corps entier, suggérant les rôles complexes que le métabolisme de l'inositol polyphosphate a dans la régulation du tissu adipeux.
Erreurs innées du métabolisme chez l'adulte
Nous présentons une classification simplifiée des erreurs innées du métabolisme (IEM) traitables en trois groupes avec un accent particulier sur les troubles observés à l'âge adulte. Le groupe 1 comprend les erreurs innées (EI) du métabolisme intermédiaire qui donnent lieu à une intoxication aiguë ou chronique. Elle englobe les aminoacidopathies, les aciduries organiques (OA), les troubles du cycle de l'urée (UCD), les intolérances au sucre, les troubles du stockage des métaux et les porphyries. L'expression clinique peut être aiguë, systémique ou concerne un organe spécifique, elle peut survenir dans la période néonatale ou plus tard et par intermittence de la petite enfance à la fin de l'âge adulte. La plupart de ces troubles sont traitables et nécessitent l'élimination d'urgence de la toxine par des régimes spéciaux, des procédures extracorporelles, des médicaments nettoyants ou des vitamines. Le groupe 2 comprend les IE du métabolisme intermédiaire qui affectent les processus énergétiques cytoplasmiques et mitochondriaux. Les défauts cytoplasmiques englobent ceux qui affectent les voies de la glycolyse, de la glycogénose, de la gluconéogenèse, de la créatine et des pentoses phosphates ; ces derniers sont incurables. Les anomalies mitochondriales comprennent les troubles de la chaîne respiratoire, les anomalies du cycle de Krebs et de l'oxydation du pyruvate, pour la plupart incurables, et les troubles de l'oxydation des acides gras et des corps cétoniques qui sont traitables. Le groupe 3 implique des organites cellulaires et comprend des défauts de synthèse lysosomale, peroxysomale, de glycosylation et de cholestérol. Parmi ceux-ci, certains troubles lysosomal peuvent être traités efficacement par des thérapies de remplacement enzymatique ou de réduction de substrat. Les médecins peuvent être confrontés à la possibilité d'une EI traitable en urgence, que ce soit en période néonatale ou tardivement de la petite enfance à l'âge adulte, ou sous forme de symptômes chroniques et progressifs, généraux (retard de croissance), neurologiques ou spécifiques à divers organes ou systèmes. Ces symptômes et la classification simplifiée des IEM sont résumés dans sept tableaux.
Approche clinique des maladies métaboliques innées traitables : une introduction
Compte tenu des améliorations majeures des traitements, il est devenu de plus en plus important que pour que les médecins de première ligne ne passent pas à côté d'un trouble traitable, ils puissent initier une méthode simple de dépistage clinique, notamment aux urgences. Nous présentons une classification simplifiée des erreurs innées du métabolisme traitables en trois groupes. Le groupe 1 comprend les erreurs innées du métabolisme intermédiaire qui donnent lieu à une intoxication aiguë ou chronique. Elle englobe les aminoacidopathies, les aciduries organiques, les troubles du cycle de l'urée, les intolérances au sucre, les troubles des métaux et les porphyries. L'expression clinique peut être aiguë ou systémique ou peut impliquer un organe spécifique, et peut frapper dans la période néonatale ou plus tard et par intermittence de la petite enfance à la fin de l'âge adulte. La plupart de ces troubles sont traitables et nécessitent l'élimination d'urgence de la toxine par des régimes spéciaux, des procédures extracorporelles, des médicaments nettoyants ou des vitamines. Le groupe 2 comprend les erreurs innées du métabolisme intermédiaire qui affectent les processus énergétiques cytoplasmiques et mitochondriaux. Les anomalies cytoplasmiques englobent celles affectant la glycolyse, la glycogénose, la gluconéogenèse, les hyperinsulinismes et les voies de la créatine et des pentoses phosphates ; ces derniers sont incurables. Les anomalies mitochondriales comprennent les troubles de la chaîne respiratoire et les anomalies du cycle de Krebs et de l'oxydation du pyruvate, pour la plupart incurables, et les troubles de l'oxydation des acides gras et des corps cétoniques qui sont traitables. Le groupe 3 implique des organites cellulaires et comprend des défauts de synthèse lysosomale, peroxysomale, de glycosylation et de cholestérol. Parmi ceux-ci, certains troubles lysosomal peuvent être traités efficacement par des thérapies de remplacement enzymatique ou de réduction du substrat. Les médecins peuvent être confrontés à la possibilité d'une erreur innée traitable en cas d'urgence, soit de la période néonatale ou de la fin de la petite enfance à l'âge adulte, ou en tant que symptômes chroniques et progressifs - généraux (retard de croissance), neurologiques ou spécifiques à divers organes ou systèmes. Ces symptômes sont résumés dans quatre tableaux. En outre, une longue liste de médicaments utilisés dans le traitement des erreurs innées est présentée. ou spécifiques à divers organes ou systèmes. Ces symptômes sont résumés dans quatre tableaux. En outre, une longue liste de médicaments utilisés dans le traitement des erreurs innées est présentée. ou spécifiques à divers organes ou systèmes. Ces symptômes sont résumés dans quatre tableaux. En outre, une longue liste de médicaments utilisés dans le traitement des erreurs innées est présentée.