LACTATE ET FOIE

Centre Hospitalier Universitaire de Charleroi

Dr Papegay B / Nuyens V

Plan

� Rappel biochimique

� Voies métaboliques du lactate

� Respiration cellulaire

� Utilisations du lactate

� Lactate Shuttle

� Lactate et expérimentation

Rappel biochimique

Constante d'équilibre de dissociation de l'acide.

AH + H2O A- + H3O

Ka = [A- ] [ H+ ]/[ AH ]Pka = - log Ka

= - log [ H+] - log [A-] / [AH]

= pH – log [A- ] / [AH]

pH = pKa + log [ A- ] / [AH ]

Rappel biochimique

� Formule chimique : CH3-CHOH-COO-

� Lactate = sel de l'acide lactique

� Pka = 3,86 à 20°C

� Acide lactique= acide FAIBLE (réaction de dissociation incomplète dans l'eau)

proportion variable fonction du pH� CH3CHOHCOOH + H2O CH3CHOHCOO

- + H30+

Rappel biochimique

� 2 énantiomères (asymétrie du C2 portant le groupe hydroxyle)

Molécule chirale : R=D

S=L (mammifères)

� Lactate : affinité forte pour les H+

stabilité faible

Voies métaboliques du lactate

� 2 voies métaboliques :

Néoglucogenèse Cycle de Krebs

Voies métaboliques du lactate

� Cycle de Cori (Carl et Gerty Cori : 1947)

Glucose

2 Pyruvate

2 Lactate

6 ATP

Glucose

Néoglucogenèse

FOIE

SANG

2 Lactate

Glucose

MUSCLE

2 Pyruvate

2 Lactate

Glycolyse2 ATP

Voies métaboliques du lactate

Formé dans le cytosol à partir du pyruvate

Nécessite la lacticodéshydrogénase (LDH)

Réaction réversible.

Pyruvate + NADH + H+ lactate + NAD

3 facteurs importants : [Pyruvate]

[H+]

NADH/NAD

Voies métaboliques du lactate

Organes producteurs:

GR , intestin , cerveau , peau , muscle

Organes métaboliseurs:

reins , coeur , foie (70% si débit de base >25%)

Cohen, diabetes, 1983

Organes utilisateurs : muscle squelletique , cerveau

Respiration cellulaire2 étapes :

1.Glycolyse : 2ATP• Intracytoplasmique (Embden-Meyerhof)

• Sans dioxygène

• Production de pyruvate

2.Cycle de Krebbs et phosphorylation oxydative : 36 ATP

• Intamitochondriale

• Nécessité de dioxygène

• Production de CO2 et CO2

Respiration cellulaire

O2 > consommation sucre :• Pyruvate ---> mitochondrie

O2 < consommation sucre :• Pyruvate ---> lactate

• Maintien de l'oxydation du glucose

• Ralentissement partie mitochondriale

• Rendement énergétique moindre

Utilisations du lactate

Notion de lactate shuttle

Lactate :

- intermédiaire métabolique

- rapidement échangé entre les compartiments tissulaires.

fuel pour l'oxydation ou la néoglucogenèse.

Lactate shuttle

Astrocyte-neurone lactate shuttle

Lactate-alanine shuttle

Peroxisomal lactate shuttle

Spermatogenic lactate shuttle

Shuttle intracellulaire

....L.B Gladden , J Physiol , 2004L.B Gladden , J Physiol , 2004

Transporteur du lactate

Pas d’évidence de diffusion simple.

Transport actif : MCT (monocarboxylate transporteur) :

• Saturable

• Concentration dépendant

• Stéréospécifique

• Sensible à la T°

• Stimulé par H+

Quelques articles

Brain Lactate, not glucose, fuels the recovery of synaptic function from hypoxia upon reoxygenation : an in vitro study.

Schurr, Brain research, 1997.

The use of extracellular lactate as an oxidative substrate in the oxygen-limited frog.

Donohoe, Boutilier.Respiration Physiology 1999

Brain Lactate is an obligatory aerobic energy substrate for functional recovery after hypoxia : further in vitro.

Schurr, Journal of neurochemistry, 1997

Lactate metabolism in the isolated perfused rat liver.

Schimassek, Annual New-York Academy of Sciences

Lactate et protection hépatique?

Lactate et expérimentation

Matériel & Méthode

�Rats Wistar femelles 175-200 g ( à jeun 16h ou nourri)

� Anesthésie : Nembutal intrapéritonéal

�Ouverture de l’abdomen

�Héparine 0,2 ml par la veine cave

� Cathétérisation de la veine porte et perfusion à un débit de 5 ml/min

� Extraction du foie

02pompe

Mesure de la pression

Bain marie à 37°C

foie

Modèle expérimental

Tampon de perfusion : HBSS (avec/sans lactate 20mg/dl) + HEPES + insuline

� Expérimentation:

�15’ perfusion 4°C

�24h ischémie 4°C

�60’ reperfusion 37°C

� Variables étudiées : glucose, lactate, enzymes (transaminases, LDH)

�Moyennes ± écart-type

student

Corrélation de Pearson

Rappel : à jeun/ nourriglucose

0

50

100

150

200

250

0 15 0 15 30 45 60

mg

/dl nourris

jeun

perfusion ischémie reperfusion

Lactate

0,05,0

10,015,0

20,025,030,0

35,040,0

45,050,0

0 15 0 15 30 45 60

mg/

dl

nourris

jeun

perfusion ischémie reperfusion

Potassium

0,0

2,0

4,0

6,0

8,0

10,0

12,0

14,0

16,0

0 15 0 15 30 45 60

mE

q/l

nourris

jeun

perfusion ischémie reperfusion

AST

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 15 0 15 30 45 60

IU/l

nourris

jeun

perfusion ischémie reperfusion

ALT

0100

200300

400500

600700

800900

1000

0 15 0 15 30 45 60

IU/l

nourris

jeun

perfusion ischémie reperfusion

LDH

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

0 15 0 15 30 45 60

IU/l

nourris

jeun

perfusion ischémie reperfusion

•Effet délétère du jeune

•Elément de protection?

Résultats

• Corrélation entre le lactate et le glucose.

• Corrélation inverse entre le lactate et la libération d’enzyme.

� Lactate élément protecteur ?ASA 2012, Washington

Lactate 20 mg/dl :élément protecteur ?

0

50

100

150

200

250

0 15 0 15 30 45 60

time (min)

glu

cose

(m

g/d

l)

control fed

control fasting

lactate 20mg/dl

perfusion ischemia reperfusion

2,0

4,0

6,0

8,0

10,0

12,0

14,0

16,0

0 15 0 15 30 45 60

time (min)

K+

(m

Eq

/l)

control fed

control fasting

lactate 20mg/dl

perfusion ischemia reperfusion

05

101520253035404550

0 15 0 15 30 45 60

time (min)

Lac

tate

(m

g/d

l)

control fed

control fasting

lactate 20mg/dl

perfusion ischemia reperfusion

Nourris vs jeun p

0

1

2

3

4

5

6

7

8

0 15 0 15 30 45 60

time (min)

Lo

g A

ST

(m

U/m

l)

control fed

control fasting

lactate 20mg/dl

perfusion ischemia reperfusion

0

1

2

3

4

5

6

7

8

0 15 0 15 30 45 60

time (min)

Lo

g A

LT

(m

U/m

l)

control fed

control fasting

lactate 20mg/dl

perfusion ischemia reperfusion

0

2

4

6

8

10

12

0 15 0 15 30 45 60

time (min)

Lo

g L

DH

(m

U/m

l)

control fed

control fasting

lactate 20mg/dl

perfusion ischemia reperfusion

?

Nourris vs jeun p

Conclusion

� Lactate : élément protecteur du foie ?

� Lactate : substrat énergétique pour le foie ?

� Perspective :Mesure de l'ATP /ADP/AMP.

Blocage de voies métaboliques par des médicaments.

Effet synergique d'autres substrats.

Utilisation du Ringer lactate dans le flush d’organe.

Merci pour votre attention