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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