Le mécanisme d'action de la carnitine est principalement lié au fait qu'elle fait partie des enzymes directement impliquées dans les processus métaboliques des cellules. La L-carnitine est capable de réduire l'intensité de la dégradation des glucides et des protéines et en même temps d'augmenter le métabolisme des lipides. Dans ce cas, l'ensemble du processus peut se dérouler sans la participation d'oxygène, ce qui est très important en cas d'hypoxie aiguë.
L'effet bénéfique de la L-carnitine s'étend aux cellules du cerveau. Il inhibe l'autodestruction des neurones et aide à restaurer la structure du tissu nerveux. De plus, la carnitine est un antagoniste des hormones thyroïdiennes et inhibe le métabolisme de base lorsqu'elle est excessivement active.
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