Le Lactate, c’est ton ami : partie 1

Le lactate existe sous 2 formes : l’isomère L et l’isomère D. Dans l’organisme, il est présent sous sa forme lévogyre, l’isomère L, qu’on dose en routine. Le D-lactate est lui spécifique des bactéries et est parfois présent en cas de pullulation microbienne intestinale secondaire à des lactobacilles ou dans le LCR. Il est éliminé par le rein sous forme inchangée, non métabolisée par la lactate déshydrogénase (LDH). Sa demi-vie plasmatique est de 10 min.

L’acide lactique est un acide fort dont le pKa est de 3,9. Au pH plasmatique, il est dissocié et est présent sous forme de sel, l’anion étant le lactate.

Alors d’ou vient ce lactate ? En situation physiologique il est produit par les muscles (25%), par le cerveau (20%), par l’intestin (10%), par la peau (25%) et par les érythrocytes (20%) qui sont dépourvus de mitochondries. Il est ensuite métabolisé par le foie, le rein et un peu par les muscles. Sa concentration artérielle dépend donc de l’équilibre entre sa production et sa consommation. Elle est habituellement inférieure à 1,5-2 mmol/L

Le lactate est un hydrate de carbone produit dans le cytosol à partir du pyruvate par l’intermédiaire de la LDH.

Le pyruvate provient de la glycolyse. En situation aérobie, il va être oxydé dans la mitochondrie en acetylCoA pour aboutir au final à la production de 36 ATP. C’est le cycle de Krebs. Au cours de cette oxydation phosphorylante, la NAD est resynthétisée ce qui permet la pérénnisation de la glycolyse.

Le pyruvate peut suivre d’autres voies accessoires :

– métabolisation en lactate par la LDH

– production d’alanine par transmination intra-cytosolique

– production d’oxaloacétate par décarboxylation intra-mitochondriale

– Utilisation pour la néoglucogénèse dans le foie et un peu dans le rein

On va s’intéresser à la première voie accessoire qui est la transformation du pyruvate en lactate par la LDH. Cette réaction permet également la réoxydation de la NADH en NAD indispensable à la glycolyse. En situation physiologique, le rapport lactate/pyruvate est ≤ 10. Ce rapport peut d’ailleurs être dosé en routine et être utile pour raisonner devant une hyperlactatémie comme on le verra plus tard.

En situation d’hypoxie tissulaire, c’est à  dire, d’anaérobiose, la voie mitochondriale n’est plus fonctionnelle et c’est donc la voie du lactate qui est privilégiée pour la résynthétisation de la NAD qui aboutit à la production de 2 ATP. Bien que peu rentable, cette voie métabolique est la seule voie possible pour les tissus sans mitochondries comme les érythrocytes ou pour les tissus en situation d’hypoxie tissulaire.

Le lactate sert de navette carbone, autrement dit, de substrat énérgétique. Il est par exemple utilisé dans la néoglucogénèse pour produire du glucose par l’intermédiaire du cycle de Cori (Foie) ou retransformé en pyruvate dans des tissus qui utilisent le lactate comme source d’énergie (Foie, Cerveau, Rein). Cette transformation consomme 6 ATP, qui provient de la bêta-oxydation des acides gras. Les acides gras fournissent donc l’énergie nécessaire en grande quantité, mais de façon lente pour produire du glucose dont les stocks sont limités. C’est la théorie du « lactate shuttle » qui suggère que la production aérobie de lactate représente un mécanisme majeur qui permet à différents tissus d’avoir un substrat carbone pour différentes réactions biochimiques comme la néoglucogénèse. L’hyperlactatémie des états de chocs pourrait donc être un mécanisme adaptatif protecteur, favorisant l’oxydation du lactate plutôt que celle du glucose dans les tissus ou l’oxygène est disponible et en préservant le glucose dans les tissus en situation d’hypoxie.

Certains travaux expérimentaux montrent d’ailleurs que le lactate sert de comburant préférentiel en situation de stress par le cerveau ou le coeur. Une étude montre d’ailleurs que la déplétion en lactate d’un myocarde en situation de choc hémorragique et septique diminue les performances myocardiques.

C’est de la que vient l’idée d’administrer du lactate de sodium dans certaines situations, notamment l’ischémie-reperfusion, pour servir de substrat energétique.