- Désordres acido-basiques - Le lactate en réanimation

- Désordres acido-basiques

- Le lactate en réanimationDr Thomas Rimmelé

thomas.rimmele@chu-lyon.fr

Département d’Anesthésie-RéanimationPavillon P Réanimation

Hôpital Edouard Herriot, Lyon

Janvier 2007

PlanDésordres acido-basiques- Acidose métabolique- Acidose respiratoire- Alcalose métabolique- Alcalose respiratoire- Troubles mixtes

Le lactate en réanimation- Métabolisme du lactate- Dosage du lactate- Hyperlactatémie : facteur pronostique ?- Hyperlactatémie : marqueur d’hypoxie et de métabolisme anaérobie ?- Classification des hyperlactatémies- Hyperlactatémie : facteur de protection ?- Traitement des acidoses lactiques

Introduction

- Désordres acido-basiques très fréquents en réanimation

- Nombreuses erreurs d’interprétation !

- Lactatémie prescrite tous les jours en réanimation

- Nombreuses « idées reçues » sur le lactate

- LE lactate !

Désordres acido-basiques

Prélèvement : la gazométrie artérielle

• Pas de bulle d’air pour éviter la perte de CO2 par dissipation

• Seringue héparinisée

• Glace jusqu’au laboratoire

• Pas plus d’une heure de conservation avant analyse

• Trouble de l’équilibre acido-basique : trouble affectant la charge acide,c’est à dire la quantité d’ions H+ présents dans les liquides de l’organisme

• Acidose : augmentation de la charge en ions H+ de l’organisme

• Acidémie : diminution du pH sanguin exprimant une augmentation de la concentration H+ dans le sang

• Alcalose : diminution de la charge en ions H+ de l’organisme

• Alcalémie : augmentation du pH sanguin exprimant une diminution de la concentration H+ dans le sang

Définitions

Conséquences de l’acidoseCardiovasculaires :- Baisse de la contractilité et de la réponse aux amines- Vasodilatation artérielle, veinoconstriction, HTAP- Baisse du DC, de la PA, des flux sanguins rénal et hépatique- ArythmiesRespiratoires (variable selon étiologie métabolique ou respiratoire) :- Hyperventilation, dyspnée- Fatigue musculaireMétaboliques- Augmentation des besoins métaboliques, insulinorésistance- Inhibition de la glycolyse anaérobie- Diminution de la synthèse d’ATP- Hyperkaliémie- Catabolisme protéiqueCérébrales- Inhibition du métabolisme, coma NEJM 1998

Conséquences de l’alcalose

Cardiovasculaires :- Vasoconstriction artérielle- Baisse de la perfusion coronaire- ArythmiesRespiratoires (variable selon étiologie métabolique ou respiratoire) :- Hypoventilation, hypercapnie- HypoxémieMétaboliques :- Stimulation de la glycolyse anaérobie- Hypokaliémie, hypomagnésémie, hypophosphorémie- Baisse du calcium ioniséCérébrales :- Baisse du flux sanguin cérébral- Convulsions, délire NEJM 1998

• [ ] sanguine en ions H+ très faible : 40 nmol/L pH = - log [H+]

• [H+] stable indispensable au bon fonctionnement cellulaire et enzymatique• Production de H+ par l’organisme : 50 à 100 mmol / jour !!! Tendance à l’accumulation d’ions H+

• Limites de la normale étroites : • Limites compatibles avec la vie :

7,38 à 7,426,60 à 7,70

Le pH = Potentiel Hydrogène

les systèmes tampons :-Système des bicarbonates (tampon extracellulaire le + important)-Hémoglobine-Protéines cellulaires et plasmatiques-Phosphates inorganiques-L’ammonium

Les systèmes tampons

Neutralisation de l’excès de H+ par 2 systèmes de défense :- L’un immédiat, physicochimique : les sytèmes tampons- L’autre, plus lent, constitué par 2 organes excréteurs de H+ : le rein et le poumon

• Tamponnement par les bicarbonates :H+ + HCO3

- H2CO3 H2O + CO2

• pH = 6,1 + log [HCO3-] / [H2CO3]

• pH = 6,1 + log [HCO3-] / 0,03 . PaCO2

• Bicarbonates régulés par le rein• Ac. carbonique régulé par poumon via la PaCO2

• Pour maintenir pH normal, variation du numérateur et dénominateur dans le même sens.

• Les variations de H+ (et donc du pH) sont induites par des altérations de la PaCO2 ou de la [ ] plasmatique de HCO3

-.

• Les anomalies primitives de la PaCO2 sont responsables d’acidose ou d’alcalose dites « respiratoires ».

• Les anomalies primitives de HCO3- sont responsables d’acidose

ou d’alcalose dites « métaboliques ».

• Dans chacun de ces désordres acido-basiques, des réponses compensatoires rénales ou respiratoires sont mises en jeu afin de minimiser les variations de pH en minimisant les variations du rapport HCO3

- / PaCO2.

• Les réponses compensatrices vont toujours dans le même sens que l’anomalie primitive.

Défaut primitif- Baisse des bicarbonates

Compensation- Hyperventilation pour PaCO2

Etiologies - Acidose lactique, acidocétose du diabétique, insuffisance rénale,

intoxications (aspirine, éthylène glycol). - Fuites digestives de bicarbonates (diarrhée, fistule digestive), acidoses

tubulaires rénales, remplissage vasculaire.

TTT- étiologique, hyperventilation, très rarement bicarbonates, parfois EER.

Acidose métabolique Acidose métabolique

ProfilpH < 7.38Bicar < 23 mmol/LPaCO2 < 5 kPa

Acidose métabolique Acidose métabolique

Remarque KPa mm Hg (× 7.5)

Le trou anionique

Principe: plasma = électroneutralité = correspondance des charges électriques portées par les anions(-) et par les cations(+)

2 anions sont dosés couramment dans le plasma (HCO3-

et Cl-) = 85% des anions.15% restants = anions indosés = protéines plasmatiques (albumine), phosphates, sulfates, acides organiques…

Acidose métabolique Acidose métabolique

Valeur normale du TA : (Na+ + K+) – (Cl- + HCO3-) = 16 ± 2

Acidose métabolique Acidose métabolique

2 situations :

1) Si perte rénale ou digestive de HCO3-, la baisse de HCO3

- est compensée par une augmentation proportionnelle de Cl-. Le TA ne change pas et cette forme d’acidose métabolique = acidose métabolique hyperchlorémique (TA normal)

2) Inversement, lorsque l’acidose est produite par l’addition d’un acide autre que HCl, l’acidose s’accompagne d’un TA excessif parce que HCO3

- est abaissé et remplacé par un anion indosé.

Acidose métabolique Acidose métabolique

Donc TA = utile pour le diagnostic différentiel d’une acidose métabolique !

Acidoses métaboliques hyperchlorémiques à TA normal

Le TA urinaire : Na+ + K+ - Cl- = 0 à -20

Si TA u > 0 Acidose tubulaire rénale

Si TA u < -20 Pertes digestives de bicarbonates

Acidose métabolique hyperchlorémique et remplissage vasculaire

Pas seulement avec certains cristalloïdes !

2 hypothèses physiopathologiques :- Acidose de dilution : Approche

traditionnelle d’Henderson Hasselbach

- Apport de [ ] élevées en Cl- : approche de Stewart

Acidose de dilution :

• Henderson-Hasselbach

• Diminution des bicarbonates plasmatiques secondaire à l’expansion volémique

Garella et al. Am J Physiol 1973. Effect of isotonic volume expansion on extracellular bicarbonate stores in normal dogs.

• Modèle de Stewart (1978) :Respect de 3 principes physico-chimiques fondamentaux :

- Equilibre de dissociation électrochimique- Conservation de masse- Electroneutralité

Stewart PA. Resp Physiol 1978. Independant and dependent variables of acid-base control.

• pH et HCO3- sont dépendants de 3 variables distinctes :

- Le Strong ion difference (SID) =différence entre cations et anions fortement dissociés: (Na+ + K+) – (Cl- + lactate)

- PaCO2

- Acides faibles (albumine, phosphore inorganique)

Métabolique Respiratoire

SID Acides faibles

PaCO2

Acidose ↓ ↑ ↑

Alcalose ↑ ↓ ↓

L’ hypoalbuminémie entraîne une alcalose métabolique.

Quelques réf sur acidose hyperchlorémique :

Scheingraber S et al. Anesthesiology 1999. Rapid saline infusion produces hyperchloremic acidosis in patients undergoing gynecologic surgery.

Blanloeil Y et al. Ann Fr Anesth Réanim 2002. Acidose hyperchlorémique lors du remplissage vasculaire.

Waters JH et al. Crit Care Med 1999. Cause of metabolic acidosis in prolonged surgery.

Place des bicarbonates dans le traitement d’une acidose métabolique

Effets néfastes des bicarbonates :

1) Augmentation de la production de CO2

HCO3- + H+ H20 + CO2

Nécessité d’augmenter le travail ventilatoire pour épurer le CO2.Peut même aboutir à des acidoses respiratoires !

2) Acidose intracellulaire paradoxale par diffusion dans la cellule du CO2 (acidose gazeuse intracellulaire).

Effet inotrope négatif si acidification des cellules cardiaques !

Ritter et al. Lancet 1990

3) Acidification du LCR

4) Alcalose métabolique secondaireRappel : alcalose + grave que acidose !

5) Hypokaliémie

6) Hypernatrémie et hyperosmolarité

Les indications des bicarbonates :

Persistantes : Acidose métabolique par fuite digestive ou urinairede bicarbonates = acidose métabolique hyperchlorémique à TA normal

Discutées : Acidose métabolique très sévère (pH < 6,90) Action des amines ??

Abandonnées : - Acidose métabolique par gain d’acide = acidose métabolique normochlorémique à TA augmenté.- Réanimation de l’arrêt cardiocirculatoire

Correction de l’acidose métabolique en réanimation. Conférence consensus Juin 1999

Remarque sur l’acidose au cours d’un arrêt cardiocirculatoire :

Acidose mixte avec grosse part « respiratoire » par défaut d’épuration du CO2 donc prescription de bicarbonates illogique.

Risque d’aggravation de l’acidose tissulaire si bicarbonates

Précautions d’utilisation si administration de bicarbonates :

- Administration lente et régulière (< 2 mmol/kg/H) diminue l’acidose intracellulaire et LCR

diminue la production de CO2

- Utiliser solutés hypoosmolaires (1,4 %)

- Augmenter ventilation minute si ventilation mécanique

- Prévenir l’hypokaliémie

- Limiter les quantités

Défaut primitifAugmentation de la PaCO2 = Hypercapnie

CompensationRéabsorption rénale des bicarbonates augmentée

EtiologiesToutes les causes d’ hypoventilation alvéolaire = paralysies respiratoires

neurologiques ou musculaires (Guillain-Barré,myopathies), comas, effets secondaires des morphiniques, BPCO décompensée…

Acidose respiratoireAcidose respiratoire

TTTEtiologique, augmenter la ventilation alvéolaire

Profil

pH < 7.38Bicar > 26 mmol/LPaCO2 > 5.6 KPa

Acidose respiratoireAcidose respiratoire

Défaut primitif- Elévation des bicarbonates

Compensation- Hypoventilation alvéolaire

Etiologies- Hypovolémie, diurétiques (contraction du volume extra-

cellulaire réabsorption proximale de bicarbonates) = alcalose de contraction- Pertes de H+ : Vomissements- perfusions excessives de bicarbonates

Alcalose métaboliqueAlcalose métabolique

Alcalose métaboliqueAlcalose métabolique

pH > 7,42Bicar > 26 mmol/LPaCO2 > 5,6 KPa

Profil

TTT- Normalisation de la volémie, ttt étiologique, parfois acétazolamide (favorise excrétion rénale des bicar)

Défaut primitif- Baisse de la PaCO2

Compensation- Baisse des bicarbonates (réduction de la réabsorption rénale)

Etiologies Hyperventilation alvéolaire par hyperpnée- centrale (psychiatrie, AVC, tumeurs cérébrales)- réflexe à une hypoxie (EP, pneumothorax, anémie)- respirateur de réa mal réglé

Alcalose respiratoireAlcalose respiratoire

pH > 7,42Bicar < 23 mmol/LPaCO2 < 5 KPa

TTT- étiologique, O2 si besoin, diminuer la ventilation

Alcalose respiratoireAlcalose respiratoire

Profil : alcalose respiratoire avec alcalémie

• On peut avoir une acidose métabolique sans acidémie (= compensée)

- Bicar diminués (trouble primitif)- PaCO2 diminuée

- pH normal

• Mais attention : même profil que alcalose respiratoire sans alcalémie !!

• Acidose respiratoire sans acidémie ou compensée : cas fréquent au cours des insuffisances respiratoires chroniques

Remarque :

Acidosemétabolique

Acidose respiratoire

Alcalose métabolique

Alcalose respiratoire

pH

PaCO2

HCO3-

BILANBILAN

• Nous venons de voir les troubles acido-basiques simples !

• Il existe (fréquemment en réanimation) des troubles acido-basiques complexes ou mixtes…

• Ces derniers surviennent quand la compensation rénale ou respiratoire ne peut pas s’effectuer correctement.Ex : administration massive de bicarbonates à un malade soumis à une ventilation mécanique avec ventilation minute trop élevée

Quelques précisions…Quelques précisions…

Alcalose mixte !

Acidosemixte

Alcalose mixte

pH

PaCO2

HCO3-

BILAN des troubles mixtesBILAN des troubles mixtes

• Enfin, de manière générale, pour éviter les erreurs, ne jamais interpréter une gazométrie artérielle de façon isolée.

Il faut systématiquement s’aider de :

-l’anamnèse

-L’examen clinique

-La biologie (ionogramme, ac. lactique…)

Quelques précisions…Quelques précisions…

Conclusion

L’analyse d’un trouble acido-basique n’est pas compliquée si

- Rigueur de raisonnement (identifier défaut primitif…)

- Prise en compte des paramètres anamnestiques, cliniques et biologiques associés

Le lactate en réanimation

Métabolisme du lactate

Lactatémie = concentration qui résulte à la fois du flux de production et du flux d’élimination du lactate

Le lactate est formé dans le cytosol à partir du pyruvate qui est réduit grâce à une enzyme, la lacticodeshydrogénase (LDH) :

Pyruvate + NADH + H+ Lactate + NADLDH

Donc la concentration cellulaire de lactate dépend de :- Concentration en pyruvate- Rapport NADH/NAD- Concentration en ion H+

Concentration cellulaire en pyruvate :

Le lactate augmente quand la production de pyruvate dans le cytosol excède son utilisation

Le pyruvate est issu essentiellement de la glycolyse

Glycolyse

glucose

Fructose-6P

Fructose-1,6 biP

Phosphoénolpyruvate

Pyruvate

Phosphofructokinase (PFK)

Pyruvate kinase

Acidose

Alcalose

-

Hyperlactatémie en situation d’alcalose par stimulation de la glycolyse aboutissant à augmentation pyruvate

+

Le pyruvate

4 voies métaboliques : 2 intramitochondriales 2 cytosoliques

1) Oxydation aérobique intramitochondriale via le cycle de Krebs catalysée par la pyruvate deshydrogénase (PDH) 36 ATP

2) Transformation en oxaloacétate

3) Donner du glucose par la néoglucogénèse

4) Donner alanine par transamination

fructose 6P

glucose

pyruvate

PFK

alanine

fructose 1,6P

lactate

NADHNADADP

ATP n = 2

PDHAcétylCoA

NADH + O2

KrebsNAD + H2OATP n = 36ADP

Oxydation phosphorylante CO2 + H2O

Oxaloacétate

METABOLISME DU LACTATE

LP = k .NADH

NAD < 12

Le potentiel Redox (NADH/NAD)

Contrôle étroitement la [] cellulaire en pyruvate en régulant :

- La glycolyse et l’oxydation du pyruvate en acétylcoA via la PDH

PDHPyruvate + CoA AcétylCoA + CO2

NAD NADH + H+

- La réduction du pyruvate en lactate via la LDH

Pyruvate + NADH + H+ Lactate + NADLDH

Les variations de la [H+] ou pH

L’acidose favorise la transformation du pyruvate en lactate.

L’acidose diminue la production de pyruvate en inhibant l’activité de la PFK.

Glycolyse

glucose

Fructose-6P

Fructose-1,6 biP

Phosphoénolpyruvate

Pyruvate

Phosphofructokinase (PFK)

Pyruvate kinase

Acidose

Alcalose

-

Hyperlactatémie en situation d’alcalose par stimulation de la glycolyse aboutissant à augmentation pyruvate

+

Turnover du lactate

- La production de lactate correspond donc à un travail anaérobie ne nécessitant pas d’O2

- Production globale : 1500 mmol/j

- Organes producteurs : érythrocytes, intestin, cerveau, peau et musclesurtout lors de exercice physique

- En situation normale, cette production est compensée par une métabolisation par organes métaboliseurs (foie +++ , rein, cœur)

Baisse importante du débit sanguin hépatique, cirrhose Diminution de la clairance hépatique du lactateAugmentation de sa demi-vie

En fait, le turn over du lactate est très complexe !- Les organes métaboliseurs peuvent devenir producteurs (foie, rein)- Les producteurs peuvent devenir métaboliseurs (cerveau, muscle)

- En situation normale, production = élimination d’où lactatémie stable de 0,5 à 1,5 mmol/L avec ½ vie plasmatique de 10 minutes.

- Lactatémie ne reflète donc pas le turn over ou métabolisme :on peut avoir lactatémie normale avec un métabolisme du lactate multiplié par 3

- Hyperlactatémie = déséquilibre entre production et élimination

Remarque : Lactatémie et HDFVVC : - fiable il y a 10 ans - aujourd’hui ?

Relation production de lactate et [H+]

La théorie :

Il existe une relation directe entre lactate et acidose car :

l’acide lactique est un acide fort (pK = 3,9) donc complètement dissocié de façon équimolaire en anion lactate- et H+ à pHplasmatique physiologique

Concept de Stewart : le pH n’est pas une valeur contrôlante mais Contrôlée par 3 variables qui sont :

-la différence ionique constituée par les ions fortement dissociés(SID)-la PaCO2-les acides faiblement dissociés

Ces 3 paramètres définissent le degré de dissociation des moléculesd’eau et donc le pH.

Le lactate est un anion, réduisant le SID et avec pour conséquence d’augmenter la dissociation de l’eau et donc la génèse de protonsentraînant l’acidose

Métabolique Respiratoire

SID Acides faibles

PaCO2

Acidose ↓ ↑ ↑

Alcalose ↑ ↓ ↓

La réalité :

Il existe des hyperlactatémies sans acidose ou même avec des alcaloses !!

1) La production de lactate à partir du glucose n’aboutit ni à une production, ni à une consommation d’ion H+

Glycolyse : glucose + 2 ADP + 2 Pi 2 lactate + 2 ATP

2) Hydrolyse de l’ATP : 2 ATP 2 ADP + 2 Pi + 2 H+ + énergie

3) Si apport d’O2 est insuffisant, les métabolites de l’ATP sont recyclés dans la mitochondrie et les ions H+ sont tamponnés par les HCO3

-

La lactatémie cytosolique peut augmenter sans développement d’une acidose

4) L’acidose inhibe fortement la glycolyse baisse de la production de lactate

Glycolyse

glucose

Fructose-6P

Fructose-1,6 biP

Phosphoénolpyruvate

Pyruvate

Phosphofructokinase

Pyruvate kinase

Acidose

Alcalose

-

Hyperlactatémie en situation d’alcalose par stimulation de la glycolyse aboutissant à augmentation pyruvate

+

5) Le pH modifie le système de transport cellulaire du lactate

ATP ADP + Pi + H+

Système antiport membranaire

OH-

Lactate

cellule

- Tamponnement des H+ provenant de l’ATP par les ions OH-

- En cas de glycolyse anaérobie, atténuation de l’acidose intracellulaire par la sortie du lactate

Au total, les voies métaboliques du lactate et des H+ sont différentes.

Hyperlactatémie == Acidose lactique !

Dosage du lactate

- Prélèvement artériel = reflet global du lactate de l’organisme

- Prélèvement veineux périphérique = surestime la lactatémie, en particulier lors d’une instabilité hémodynamique

- Prélever lentement afin de limiter l’hémolyse sur un tube contenantun anticoagulant et mettre dans glace

- Centrifuger rapidement de façon à limiter la glycolyse in vitro des hématies qui augmente artificiellement la lactatémie

- Surestimation de la lactatémie si perfusion rapide de Ringer lactate

- Hyperlactatémie = élévation de la concentration sanguine en lactate> 2 mmol/L

Jackson et al. CCM 1997

Lactatémie et trou anionique (TA) plasmatique

- L’acidose lactique est une acidose métabolique à TA élevé

- Delta TA = Delta HCO3-

- Peut on suspecter une hyperlactatémie devant un TA élevé ?

Oui mais :- 35 % de faux positifs (élévation du TA sans augmentation d’ac. organiques)

Hypoalbuminémie, variation des volumes de distributiondes cations et anions, tampons non bicarbonates…

- On peut aussi avoir hyperlactatémie modérée et TA normal !

La fiabilité du TA pour le Dg d’hyperlactatémie est donc médiocreDoser directement le lactate !

Hyperlactatémie : facteur pronostique ?

Relation indiscutable entre sévérité de l’hyperlactatémie et morbi-mortalité des patients de réanimation

Lactate > 5 mmol/L à l’admission en réa Mortalité à 3 j : 60 %Mortalité à 30 j : 83 %

Durée de l’acidose lactique +++Répétition des dosages

Stacpoole et al. Am J Med 1994

Hyperlactatémie : marqueur d’hypoxie et de métabolisme anaérobie ?Energie cellulaire stockée sous forme d’ATP

Hydrolyse de l’ATP : ATP ADP + Pi + H+ + énergie

Physiologiquement chez l’homme, le métabolisme énergétique reposepour 90 % sur la production aérobie d’ATP et 10 % sur la production anaérobie d’ATP

Pour produire de l’ATP en l’absence d’oxygène, la seule voie possible est la glycolyse qui consomme du glucose et produit du lactate.(voie de la créatinine-kinase utilisant la phosphocréatine anecdotique)

L’hyperlactatémie marqueur de déficit énergétique dans toutes les mentalités depuis des dizaines d’années.

Les mécanismes de surproduction de lactate en situation d’hypoxiesont complexes :

- Blocage de l’oxydation phosphorylante mitochondriale- Baisse du rapport ATP/ADP- Elévation du rapport NADH/NAD- Augmentation de la prod de pyruvate via la glycolyse suite à baisse du rapport ATP/ADP (stimulation de la PFK)- Diminution de l’utilisation du pyruvate vers la voie de l’oxaloacétate- Accumulation de pyruvate via Inhibition de la pyruvate deshydrogénase via élévation du rapport NADH/NAD

Pyruvate + NADH + H+ Lactate + NAD

Au total, l’accumulation de lactate résulte de accumulation de pyruvateet surtout des modif du potentiel redox avec majoration de pyr lact

Utile car seule voie de régénération de NAD permettant de poursuivrela glycolyse

Au total, le métabolisme anaérobie se caractérise par :

- Hyperlactatémie- Élévation du rapport Lactate/Pyruvate- Utilisation accrue de glucose- Absence de respiration cellulaire- Déficit oxydatif avec élévation du rapport NADH/NAD

L’hyperlactatémie n’est pas synonyme d’hypoxie tissulaire :

Déséquilibre entre production et élimination du lactate

Hyperlactatémie et exercice musculaire :- Acidose lactique sévère en qq min (pH <7 , lactatémie > 20 mmol/L)- Activation de la glycolyse en situation aérobie- Baisse de la clairance hépatique par baisse du débit sanguin hépatiqueet/ou l’acidose accompagnant l’hyperlactatémie- Idem pour crise convulsive généralisée

Hyperlactatémie et sepsis :

De nombreux travaux cliniques et expérimentaux remettent en cause l’origine hypoxique de l’hyperlactatémie observée au cours du sepsis.

Absence d’hypoxie tissulaire au cours du sepsis

- Accélération du flux glycolytique liée à des cytokines

- Modification de certaines activités enzymatiques induisant une surproduction de pyruvate et donc de lactate

- Diminution de l’activité de la PDH par les cytokinesBlocage de l’entrée du pyruvate dans le cycle de Krebs

- Stimulation de la glycolyse par les catécholamines

- Altération de la clairance hépatique au cours du sepsis (baissedu débit hépatique? Altération fonction métabolique hépatique ?)

Hyperlactatémie au cours du sepsis = conséquence d’un métabolisme aérobie plus qu’anaérobie.

Déséquilibre entre production et élimination du lactate

Marqueur fiable d’hypoxie tissulaire : le rapport lactate/pyruvate

A l’équilibre, 10 fois plus de lactate que de pyruvate

En situation anaérobie, l’oxydation phosphorylante mitochondriale est bloquée entraînant accumulation de l’équivalent réduit NADH, favorisant ainsi la formation de lactate, régénérant ainsi le NAD nécessaire à la poursuite de la glycolyse et donc la formation d’ATP

Rapport L/P >> 10

L/P = bon indicateur du passage d’un métabolisme aérobie à métabolisme anaérobie

2 types d’hyperlactatémies :

- Hyperlactatémie sans acidose sévère dites hyperlactatémie de stressqui sont en rapport avec une accélération aérobie de la glycolyseet/ou un dysfonctionnement de la PDH avec un rapport L/P normal.

Ex : sepsis, exercice musculaire, administration d’amines.

Traduisent une modification métabolique et non une hypoperfusion tissulaire

- Hyperlactatémie avec acidose sévère. Rapport L/P élevé suggérant métabolisme anaérobie

Remarque : dosage du pyruvate très difficile en pratique courante

Classification des hyperlactatémies

-Formes congénitales rares (anomalies génétiques métaboliques)

-Acidoses lactiques acquises : type A : dues à défaut d’oxygénation tissulairetype B : dues à défaut de métabolisation

Classification très schématique car pratiquement toujours excès de production + défaut d’élimination du lactate(exemple du sepsis avec altération de la clairance hépatique du lactate)

Intoxications : - Inhibition de la chaîne respiratoire mitochondriale au niveau de la cytochrome oxydase par effet toxique direct (cyanure) ou effet indirect de compétition entre O2 et CO ou NO. - Intoxications aux alcools

Production d’équivalents réduits

Elévation du potentiel redox Pyruvate Lactate

Cancers :- Hyperlactatémie sans acidose voire avec alcalose !- Hyperproduction (défaut de perfusion de la tumeur) + défaut de clairance hépatique (chimiothérapie)- Rôle de l’hexokinase sur l’accélération de la glycolyse ?

Hyperlactatémies au cours des alcaloses :- Sous estimée- Excès de production par activation de la PFK en rapport avec le pH alcalin

Glycolyse

glucose

Fructose-6P

Fructose-1,6 biP

Phosphoénolpyruvate

Pyruvate

Phosphofructokinase

Pyruvate kinase

Acidose

Alcalose

-

Hyperlactatémie en situation d’alcalose par stimulation de la Glycolyse aboutissant à augmentation pyruvate

+

Acidose lactique et traitement par ß2 mimétiques :

Chaulier et al. Ann Fr Anesth Reanim 2007 (in press)

Au total, classification très simpliste et artificielle car :

- L’hyperlactatémie résulte en général de plusieurs modifications métaboliques potentialisatrices

- Intéractions de mécanismes biochimiques complexes

- Probablement encore bcp d’inconnues

Hyperlactatémie : facteur de protection ?

Aucune preuve de la toxicité du lactate

Acidose lactique et effort musculaire intense, perfusions de lactate pas d’effets délétères

Réponse adaptée, mécanisme de protection, mécanisme de défenseface à des situations de déficit énergétique ?

Hyperlactatémie Acidose secondaire

L’acidose freine la glycolyse en inhibant la PFK et donc diminue la production de lactate (sorte de rétrocontrôle négatif)

1 mole de glucose36 moles d’ATP en situation aérobie

2 moles d’ATP en situation anaérobie

Pour même rendement, glycolyse doit tourner plus de 15 fois plus en anaérobie Epuisement du stock glucidique

Ralentissement de la glycolyse par l’acidose = stratégie d’épargne des réserves énergétiques (glucose et glycogène)

Effet protecteur cellulaire de l’acidose face à l’hypoxie

L’augmentation du pH chez des patients en acidose n’améliore pas La survie

Couple lactate-pyruvate = navette redox

Chaque organe ne fonctionne pas indépendamment des autres.

Il existe des échanges inter et même intraorganes

Le lactate produit dans un organe peut être oxydé dans d’autres organes ou cellules du même organe selon les besoins et les situations physiopathologiques

Navette redox lactate-pyruvate

2) Agression pulmonaire Elévation de la prod de lactate par poumon Lacatémie reste normale car augmentation du recaptage par foie et rein

Exemples :1) Cycle de Cori entre foie et globule rouge

Lactate = substrat énergétique

Oxydation du lactate issu des tissus hypoxiques par les tissus aérobies

Baisse du métabolisme du glucose dans les tissus aérobies

Epargne de glucose pour la production anaérobie d’ATP via la glycolyse dans les tissus anaérobies

L’hyperlactatémie entraîne certaines voies métaboliques vers une économie de substrats énergétiques (glucose, glycogène) qui sont ainsi réservés aux organes ou cellules en situation anaérobie.

« Brain lactate production is not a suicide, it is a survival kit »Schurr et al. Dev Neurosci 1998

Importance qualitative de la production d’ATP anaérobie

Le métabolisme énergétique de la cellule est compartimenté :les activités des pompes membranaires ATPase sont surtout dépendantes de l’ATP glycolytique.

= autre effet protecteur de l’ATP glycolytiqueLeverve. Réanimation 2003

Traitement des acidoses lactiques

1) Faut-il traiter l’acidose ?

2) Faut-il traiter l’hyperlactatémie ?

Faut-il traiter l’acidose ?

Il faut traiter la cause sous-jacente de survenue de l’acidose lactique.Ex : rétablir un apport suffisant d’O2 aux tissus en optimisant l’Hb et la Pa02.

Corriger l’acidose en elle-même par des solutés tampons tels que le bicarbonate de sodium n’a montré aucun bénéfice.

Il existe des effets protecteurs de l’acidose en cas de déficit énergétique donc il est illogique de préconiser un ttt actif de l’acidose par hyperlactatémie.

Faut-il traiter l’hyperlactatémie ?

Le lactate n’est pas toxique

Aucun intérêt à corriger l’hyperlactatémie simplement pour normaliser le chiffre de lactate

L’administration de dichloroacétate diminue la lactatémie via la stimulation de la PDH mais n’améliore pas la survie des patients.

Stacpoole et al. Ann Intern Med 1998

Conclusion

Hypoxie tissulaire HyperlactatémieDéficit énergétique

Acidose lactique en réanimation = lourde mortalité et morbidité

Hyperlactatémie == Hypoxie tissulaire

Hyperlactatémie == Acidose lactique

Le plus souvent, déséquilibre entre production et élimination du lactate

- Métabolite majeur, indispensable à la vie, situé au carrefour desgrandes voies métaboliques

- Absence de toxicité du lactate

- Utilité du lactate pour économiser d’autres réserves énergétiques

- Garant de la coopération énergétique entre les différents organes (navette redox lactate/pyruvate)

- Encore beaucoup d’inconnues mais cette réponse métaboliquesemble intégrée à tout l’organisme avec une hiérarchisation des priorités et une redistribution métabolique entre les organes.

- Son élévation doit être considéré comme un signal d’alerte correspondant à des phénomènes énergétiques adaptatifs qu’il importe d’analyser et de comprendre.

« Primum non nocere »

Hippocrate (- 400 AVJC)