J. Levraut ( ), F. Lemoël, T. Leplatois, Pôle Urgences SAMU SMUR – CHU de Nice, Hôpital St Roch, 5 rue Pierre-Dévoluy, 06006 Nice

22

Introduction

Dans les années 1840, Scherer, professeur allemand de chimie organique, décrit pour la première fois la présence d’acide lactique dans le sang de patientes jeunes décédées de fièvre perpuérale [1]. Quelques années plus tard, plusieurs auteurs décrivent la présence de grandes quantités d’acide lactique dans le sang de patients en vie mais souffrant d’affections sévères au stade terminal [1]. Un demi-siècle plus tard, Araki et Eillessen montrent que l’interrup-tion d’apport en oxygène à des muscles de mammifères est respon-sable de l’apparition d’acide lactique tissulaire [1]. C’est en 1907 que Fletcher et Hopkins prouvent que le lactate est le produit de la fermentation du glucose au cours de la glycolyse anaérobie et qu’il est ensuite épuré en présence d’oxygène [2]. Ce n’est que dans les années 1960 que plusieurs auteurs démontrent que le taux de lac-tate sanguin est corrélé au pronostic d’affections sévères telles que les états de choc [3-5]. Longtemps considéré comme un véritable poison car toujours associé à des pathologies au pronostic sévère, on sait maintenant que le lactate est un substrat indispensable en cas d’agression aiguë [6-8].Le lactate est utilisé comme biomarqueur depuis longtemps dans les unités de réanimation, notamment pour évaluer le degré d’hy-poxie tissulaire au cours de différents états pathologiques graves. Il a été étudié particulièrement dans les états de choc et lors des états infectieux sévères. L’usage de la mesure du lactate se répand en médecine d’urgence, car il permet la détection précoce de situa-tions morbides nécessitant une prise en charge urgente et spéci-fique. Cet usage est facilité par le développement d’appareils de mesure permettant un dosage délocalisé de la lactatémie.

Le lactate

J. LEVRAUT, F. LEMOËL, T. LEPLATOIS

Sous la direction de Y.-É. Claessens et P. Ray, Les biomarqueurs en médecine d’urgenceISBN : 978-2-8178-0296-1, © Springer-Verlag France, Paris 2012

22

172 Les biomarqueurs en médecine d’urgence

Métabolisme du lactate

L- et D-lactateLe lactate existe sous forme d’isomères dextrogyre et lévogyre.

Seule la forme lévogyre est produite par les organismes supérieurs et le dosage que nous réalisons quotidiennement dans nos services cliniques ne concerne que le L-lactate. Le D-lactate est quant à lui produit par les organismes inférieurs tels que certaines bacté-ries. Nous n’aborderons pas dans cet exposé le D-lactate, mais il faut savoir que certaines situations pathologiques peuvent être à l’origine d’une acidose D-lactique, situations au cours desquelles il existe en général une pullulation microbienne telle que celles rencontrées au cours du syndrome du grêle court avec pullulation intestinale de lactobacilles [9].

Le L-lactate est un métabolite issu du métabolisme intermé-diaire. Il s’agit du sel de l’acide lactique qui est complètement disso-cié au pH physiologique car le pKa de l’acide lactique est inférieur à trois. Sur un plan métabolique, le lactate est l’aboutissement de la glycolyse et se situe dans un cul-de-sac métabolique lorsque le pyruvate ne peut être métabolisé.

Le lactate s’accumule dans l’organisme dans deux conditions : en cas d’excès de production ou en cas de défaut d’élimination du lactate produit.

Production de lactateLe lactate est le produit de la réduction du pyruvate au sein

du métabolisme intermédiaire. Sa production est dépendante de la quantité de pyruvate produite, du pH et du potentiel redox cytosolique (rapport NADH/NAD) qui détermine l’équilibre entre pyruvate et lactate. La lactate deshydrogénase est l’enzyme clé qui catalyse cette réaction de transformation entre pyruvate et lactate. Dans les conditions d’oxygénation normale, la production de lactate est minime au sein des tissus fonctionnant en aérobiose puisque le pyruvate rentre dans la mitochondrie pour y être com-plètement oxydé au sein du cycle de Krebs afin de produire de l’ATP. Il est important de noter que de l’ATP est formé au cours de la glycolyse. Pour l’oxydation complète d’une molécule de glu-cose, deux ATP sont formés au cours de la glycolyse et 36 le sont au sein de la mitochondrie. En l’absence d’oxygène, la glycolyse anaérobie est donc la seule voie pourvoyeuse d’énergie mais cette production d’énergie a un très faible rendement et se fait au prix d’une production d’acide lactique importante. Certaines cellules sont dépourvues physiologiquement de mitochondrie et il existe

Le lactate 173

donc une production normale de lactate quotidienne. Celle-ci est proche de 1 500 à 2 000 mmol par 24 heures et aboutit en cas de clairance normale du lactate à une concentration plasmatique inférieure à 1,5 à 2 mmol/L.La production de lactate peut augmenter au cours de deux circons-tances principales :

– en cas d’hypoxie tissulaire puisque le blocage de l’utilisation du pyruvate va aboutir à une augmentation de la production de lactate. Dans ce cas là, le rapport concentration de lactate sur celle de pyruvate augmente au-delà de 10. Cependant, le dosage du pyruvate est difficile, ce qui le rend peu compatible avec une utilisation routinière en médecine d’urgence ;– en cas d’emballement de la glycolyse sans qu’il existe pour autant une hypoxie tissulaire. Ceci a particulièrement été montré au cours de différentes situations telles que le sepsis ou au cours de la perfusion d’adrénaline. Dans ces situations, il semblerait qu’une suractivation de la Na+ K+-ATPase (pompe membranaire qui utilise l’ATP glycolytique pour maintenir le gradient Na+ et K+ entre les milieux intra- et extracellulaires) soit à l’origine de cet excès de production de lactate [10]. Dans ce cas, le rapport lactate/pyruvate reste théoriquement inférieur à 10.

ÉliminationDans les conditions normales, l’organisme élimine une quantité

de lactate égale à celle produite, permettant un maintien de la lac-tatémie à un niveau faible. En situation de repos, l’élimination du lactate est assurée principalement par le foie au cours du cycle de Cori. Au cours de cette voie métabolique, moyennant de l’énergie d’origine lipidique, le lactate est transformé en glucose. Cette voie métabolique se produit dans une moindre mesure au niveau de la corticale rénale. Le lactate est également un substrat énergétique qui peut être oxydé, notamment au niveau musculaire. On sait par exemple qu’au cours de l’exercice musculaire, le lactate produit par les muscles en activité est consommé par les muscles au repos [11]. L’élimination du lactate est un processus très efficace qui aboutit à une demi-vie normale du lactate inférieure à 10 minutes. Dans cer-taines situations pathologiques telles que l’insuffisance hépatique au stade terminal, il se produit une accumulation d’acide lactique, aboutissant à une acidose qui fera partie du tableau terminal de l’insuffisance hépatique.

22

174 Les biomarqueurs en médecine d’urgence

Méthodes de dosage de la lactatémie

La lactatémie peut être mesurée au niveau artériel, veineux ou capillaire. La lactatémie artérielle reste la valeur de référence. Il semble que la lactatémie veineuse soit légèrement supérieure au taux artériel mais la différence reste faible, de l’ordre de 0,2 à 0,4 mmol/L [12]. Par ailleurs, la corrélation entre lactate veineux et artériel est suffisante pour se contenter de prélèvements veineux en pratique clinique quotidienne [12].La méthode de référence reste la chromatographie en phase gazeuse mais cette technique longue et chère est très peu utilisée. Le dosage de la lactatémie s’opère généralement en laboratoire sur du plasma par méthode spectrophotométrique évaluant la produc-tion de NADH en présence de lactate déshydrogénase. D’autres techniques colorimétriques ou ampérométriques faisant appel à la lactate oxydase ou la lactate peroxydase permettent de réaliser le dosage de façon fiable et automatique sur des microéchantillons de sang total, soit sur des appareils à gaz du sang, soit sur bandelette réactive analysées sur des lecteurs de poche. Plusieurs publications récentes font état d’une bonne corrélation entre mesure de réfé-rence et mesures délocalisées [13-15]. La mesure de la lactatémie capillaire sur microéchantillon est rendue possible par les méthodes précédemment décrites, mais il existe encore trop peu d’études cli-niques pour pouvoir la recommander en pratique courante.

Intérêt du dosage du lactate en médecine d’urgence

Le tableau ci-après résume les principales indications de mesure de la lactatémie en structure d’urgence. Les indications rapportées ne sont bien entendu pas exhaustives. Il importe de retenir que tout patient présentant une lactatémie supérieure à 2,5 mmol/L doit être considéré comme un patient critique [20], surtout si cette hyperlactatémie persiste ou s’aggrave dans l’heure qui suit son dosage initial.

Conclusion

Le monitorage de la lactatémie est essentiel pour l’évaluation des patients potentiellement graves pris en charge en urgence. C’est un bon outil de tri, de diagnostic et d’évaluation de l’efficacité des

Le lactate 175Ta

blea

u I –

Prin

cipa

les

indi

catio

ns d

e m

esur

e de

la la

ctat

émie

en

stru

ctur

e d’

urge

nce

Inté

rêt

Rés

umé

Réf

éren

ces

Seps

is

Dét

ectio

n pr

écoc

e du

seps

is gr

ave

Effica

cité

thér

apeu

tique

Trau

ma

Tria

ge e

t dép

istag

e pr

écoc

e du

tr

aum

a sé

vère

occ

ulte

Mal

aise

ave

c pe

rte

de c

onna

issa

nce

Orig

ine

com

itial

e d’

un m

alai

se e

n l’a

bsen

ce d

e té

moi

ns

Mén

ingi

te

Dist

inct

ion

préc

oce

mén

ingi

te v

irale

et

bac

térie

nne

(dos

age

LCR

)

Tout

pat

ient

con

sulta

nt a

ux u

rgen

ces p

our s

epsis

doi

t bén

éfici

er d

’une

mes

ure

de la

lact

atém

ie.

L’ex

isten

ce d

’un

seps

is as

soci

é à

une

lact

atém

ie su

périe

ure

à 4

mm

ol/L

tém

oign

e de

l’ex

isten

ce

d’un

seps

is gr

ave.

Ces

pat

ient

s doi

vent

bén

éfici

er e

n ur

genc

e d’

une

prise

en

char

ge ty

pe

surv

ivin

g sep

sis ca

mpa

in a

ssoc

iant

au

min

imum

exp

ansio

n vo

lém

ique

, ant

ibio

thér

apie

pré

coce

. Le

dos

age

délo

calis

é du

lact

ate

aux

urge

nces

per

met

de

gagn

er p

lus d

e de

ux h

eure

s pou

r la

déte

ctio

n du

seps

is gr

ave.

On

estim

e qu

’envi

ron

10 %

des

pat

ient

s des

urg

ence

s hos

pita

lisés

po

ur se

psis

ont u

n ta

ux d

e la

ctat

e > 

4 m

mol

/L.

La p

rise

en c

harg

e th

érap

eutiq

ue d

u se

psis

sévè

re v

isant

à fa

ire b

aiss

er la

lact

atém

ie d

’au

moi

ns

10 %

sur d

eux

prél

èvem

ents

réal

isés à

deu

x he

ures

d’in

terv

alle

aux

urg

ence

s est

auss

i effi

cace

qu

e ce

lle b

asée

sur l

a su

rvei

llanc

e de

la S

cVO

2.

Le d

osag

e sy

stém

atiq

ue d

u la

ctat

e se

mbl

e êt

re in

tére

ssan

t che

z les

pat

ient

s vic

times

de

trau

mat

ismes

pot

entie

llem

ent s

évèr

es m

ais a

yant

des

par

amèt

res v

itaux

con

serv

és à

leur

ad

miss

ion.

Cec

i a é

té é

valu

é su

r des

gra

ndes

série

s rét

rosp

ectiv

es o

ù l’a

jout

du

dosa

ge d

e la

lact

atém

ie a

per

mis

d’am

élio

rer l

a se

nsib

ilité

pou

r dét

ecte

r un

ISS

> 14

, un

beso

in d

e ch

irurg

ie p

réco

ce o

u un

risq

ue d

e m

orta

lité

accr

u. L

e tr

avai

l cité

le p

lus r

écen

t a é

té ré

alisé

en

préh

ospi

talie

r et a

util

isé u

ne m

étho

de d

e do

sage

vei

neux

du

lact

ate

sur b

ande

lette

.

En c

as d

e m

alai

se a

vec

pert

e de

con

naiss

ance

sans

tém

oin,

l’ex

isten

ce d

’une

hyp

erla

ctat

émie

in

itial

e pe

rmet

d’év

oque

r une

cris

e co

miti

ale

à l’o

rigin

e de

ce

mal

aise

. Cec

i est

vrai

à la

co

nditi

on q

ue le

pat

ient

soit

vu tô

t (m

oins

de

120 

min

utes

apr

ès so

n m

alai

se) e

t qu’

il n’

exist

e pa

s d’a

utre

cau

se p

ouva

nt ê

tre re

spon

sabl

e de

l’hy

perla

ctat

émie

. Il n

’exist

e ce

pend

ant q

ue d

eux

trav

aux

qui r

appo

rten

t l’in

térê

t du

lact

ate

dans

cet

te si

tuat

ion

dont

un

n’a

été

publ

ié q

ue so

us

form

e d’

abstr

act.

Le d

osag

e du

lact

ate

dans

le L

CR

au

cour

s des

mén

ingi

tes à

liqu

ide

clai

r est

un p

aram

ètre

in

tére

ssan

t pou

r diff

éren

cier

les m

énin

gite

s bac

térie

nnes

des

mén

ingi

tes v

irale

s. U

n ta

ux d

e la

ctat

e su

périe

ur à

3,5

mm

ol/L

dan

s le

LCR

est

fort

emen

t évo

cate

ur d

’une

orig

ine

bact

érie

nne

à la

mén

ingi

te e

t doi

t pou

sser

à p

ropo

ser u

ne a

ntib

ioth

érap

ie p

réco

ce.

[16]

[17]

[18]

[19]

[20]

[21]

[22]

[23]

[24]

[25]

[26]

[27]

[28]

[29]

[30]

[31]

22

176 Les biomarqueurs en médecine d’urgence

thérapeutiques entreprises au cours de différentes pathologies car-dinales rencontrées en médecine d’urgence et notamment le sepsis grave. Le lactate veineux, étroitement corrélé au lactate artériel, doit être encouragé du fait de la facilité de réalisation.

Références1. Kompanje EJO, Jansen TC, van der Hoven B, Bakker J (2007) The first

demonstration of lactic acid in human blood in shock by Johann Joseph Scherer (1814-1869) in January 1843. Intensive Care Med 33: 1967-71

2. Fletcher WM, Hopkins FG (1907) Lactic acid in amphibian muscles. J Physiol 35: 247-308

3. Phillipson EA, Sproule BJ (1965) The clinical significance of elevated blood lactate. Can Med Assoc J 92: 1334-8

4. Rosenberg JC, Rush BF(1966) Lethal endotoxin shock. Oxygen deficit, lactic acid levels, and other metabolic changes. JAMA 196: 767-9

5. Schumer W (1966) Lactic acid as a factor in the production of irreversibility in oligohaemic shock. Nature 212: 1210-2

6. Leverve XM, Boon C, Hakim T, et al. (2008) Half-molar sodium-lactate solution has a beneficial effect in patients after coronary artery bypass grafting. Intensive Care Med 34: 1796-803

7. Gladden LB (2004) Lactate metabolism: a new paradigm for the third millennium. J Physiol 558: 5-30

8. Schurr A (2006) Lactate: the ultimate cerebral oxidative energy substrate? J Cereb Blood Flow Metab 26: 142-52

9. Petersen C (2005) D-lactic acidosis. Nutr Clin Pract 20: 634-4510. James JH, Luchette FA, McCarter FD, Fischer JE (1999) Lactate is an

unreliable indicator of tissue hypoxia in injury or sepsis. Lancet 354: 505-811. Van Hall G, Jensen-Urstad M, Rosdahl H, et al. (2003) Leg and arm lactate

and substrate kinetics during exercise. Am J Physiol Endocrinol Metab 284: E193-205

12. Kruse O, Grunnet N, Barfod C (2011) Blood lactate as a predictor for in-hospital mortality in patients admitted acutely to hospital: A systematic review. Scand J Trauma Resusc Emerg Med 19: 74

13. Boldt J, Kumle B, Suttner S, et al. (2001) Point-of-care (POC) testing of lactate in the intensive care patient. Accuracy, reliability, and costs of different measurement systems. Acta Anaesthesiol Scand 45: 194-9

14. Pérez EH, Dawood H, Chetty U, et al. (2008) Validation of the Accutrend lactate meter for hyperlactatemia screening during antiretroviral therapy in a resource-poor setting. Int J Infect Dis 12: 553-6

15. Collange O, Charton A, Greib N, et al. (2010) Correlation between arterial and capillary lactate measurements in a porcine hemorrhagic shock model. J Trauma 68: 32-4

16. Booker E (2011) Sepsis, severe sepsis, and septic shock: current evidence for emergency department management. Emerg Med Pract 13: 1-22

17. Rivers E, Nguyen B, Havstad S, et al. (2001) Early goal-directed therapy in the treatment of severe sepsis and septic shock. N Engl J Med 345: 1368-77

18. Groupe transversal sepsis (2007) Prise en charge initiale des états septiques graves de l’adulte et de l’enfant. Réanimation 16 : S1-S21

19. Goyal M, Pines JM, Drumheller BC, et al. (2010) Point-of-care testing at triage decreases time to lactate level in septic patients. J Emerg Med 38: 578-81

Le lactate 177

20. Shapiro NI, Howell MD, Talmor D, et al. (2005) Serum lactate as a predictor of mortality in emergency department patients with infection. Ann Emerg Med 45: 524-8

21. Jones AE, Shapiro NI, Trzeciak S, et al. (2010) Emergency Medicine Shock Research Network (EMShockNet) Investigators. Lactate clearance vs central venous oxygen saturation as goals of early sepsis therapy: a randomized clinical trial. JAMA 303: 739-46

22. Aslar AK, Kuzu MA, Elhan AH, et al. (2004) Admission lactate level and the APACHE II score are the most useful predictors of prognosis following torso trauma. Injury 35: 746-52

23. Lavery RF, Livingstone DH, Tortella BJ, et al. (2000) The utility of venous lactate to triage injured patients in the trauma center. J Am Coll Surg 190: 656-64

24. Paladino L, Sinert R, Wallace D, et al. (2008) The utility of base deficit and arterial lactate in differentiating major from minor injury in trauma patients with normal vital signs. Resuscitation 77: 363-8

25. Guyette F, Suffoletto B, Castillo JL, et al. (2011) Prehospital serum lactate as a predictor of outcomes in trauma patients: a retrospective observational study. J Trauma 70: 782-6

26. Hazouard E, Dequin PF, Lanotte R, et al. (1998) Losing consciousness: role of the venous lactate levels in the diagnosis of convulsive crises. Presse Med 27: 604-7

27. Hervé J, Calmette MJ, Lemiale V, et al. (2004) Intérêt de la lactacidémie dans la démarche diagnostique des crises convulsives généralisées des patients consultant dans les services d’accueil et d’urgence pour malaise avec perte de connaissance. Abstract Congrès Urgences 2004

28. Leib SL, Boscacci R, Gratzl O, Zimmerli W (1999) Predictive value of cerebrospinal fluid (CSF) lactate level versus CSF/blood glucose ratio for the diagnosis of bacterial meningitis following neurosurgery. Clin Infect Dis 29: 69-74

29. Viallon A, Guyomarc’h S, Zeni F, et al.(2003) Méningites aigues de l’adulte à examen direct négatif: intérêt de la procalcitonine sérique et de l’acide lactique céphalo-rachidien dans la prise en charge diagnostique en urgence. JEUR 16: 4-12

30. Kleine TO, Zwerenz P, Zöfel P, Shiratori K (2003) New and old diagnostic markers of meningitis in cerebrospinal fluid (CSF). Brain Res Bull 61: 287-97

31. Schwarz S, Bertram M, Schwab S, et al. (2000) Serum procalcitonin levels in bacterial and abacterial meningitis. Crit Care Med 28: 1828-32