Cycle de Cori incomplet, le cerveau consomme du lactate

Le cycle de Cori, du nom de ses deux découvreurs, tous deux prix Nobel, est une boucle métabolique qui permet le recyclage du lactate sanguin. Le foie est l’élément central dans cette boucle. En effet, grâce au foie, le lactate qui arrive dans le sang lors d’une activité physique dont l’intensité dépasse le 2eme seuil ventilatoire, est capté par le foie et recyclé en glycogène qui sera réutilisé par la suite. Ce processus est décrit en détail dans une ancienne publication de Cori (1931) (1) qui est toujours d’actualité. Le résumé du cycle de Cori tel qu’il est présenté par ses deux couvreurs Cori & Cori (1929) (2) est le suivant :

Glucose plasmatique –> Glycogène musculaire –> lactate plasmatique –> glycogène hépatique –> Glucose plasmatique (la boucle est bouclée) + acides aminés (dans le cas d’une destruction massive des fibres musculaires) (3).

Le cycle de Cori est d’une importance capitale lors de l’exercice et contribue significativement à recycler le lactate accumulé lors de l’exercice. C’est l’une des voies métaboliques qui permet de décharger le métabolisme du lactate. Les autres voies, qui sont des voies d’élimination et non de recyclage, sont : la voie rénale (la plus importante), la voie respiratoire et la sudation.

Une étude récente (4) suggère que le foie ne serait pas le seul recycleur du lactate sanguin et que le cerveau et le muscle participeraient aussi à détoxifier le sang de l’excès de lactate qu’il contient en consommant ce lactate en glucose pour le cerveau et en glucose et acides aminés (alanine?) par le muscle (4, 5). Les auteurs de cette étude (4) proposent que le cycle de Cori soit étendu également aux muscles et au cerveau.

Les affirmations de ces auteurs sont confirmés par les résultats de deux autres études (6, 7). On observe dans ces deux études que lors d’un exercice intense :

1. Le ratio de consommation molaire cérébrale des carbohydrates [O2/(Glucose+1/2 lactate)] diminue à 3 fois moins.

2. Alors que le ratio [O2/Glucose] ne diminue que légèrement (moins de la moitié).

Ceci indique clairement qu’au niveau du tissu cérébral et lors d’un exercice suffisamment intense (supérieur au deuxième seuil ventilatoire), le lactate et le glucose sont consommés par le cerveau (astrocytes ?). Ceci est probablement dû au fait que ces deux substrats ne s’accumulent pas au niveau du liquide céphalorachidien (8,9) et que c’est seulement après un exercice prolongé de plus de 45 minutes que l’on peut observé une petite quantité de lactate dans le liquide céphalorachidien (4, cette étude ne présente pas de référence pour cette info).

La consommation du lactate par le cerveau passe par la mobilisation des enzymes décarboxylases (10) car comme on peut le constater dans plusieurs études le lactate introduit en perfusion est utilisé comme substrat pour le cerveau et les neurones (4, 11, 12, 13, 14).

L’utilisation du glucose par le cerveau est régulée par des protéines de transport intermembranaire (GLUT1) de la barrière hématoencéphalique (15). La consommation du lactate est également régulée par plusieurs transporteurs de la barrière hématoencéphalique à base de monocarboxylate (16).

CONCLUSION:

On est loin de tout savoir sur la manière dont l’organisme métabolise l’excès de lactate induit par un exercice dont l’intensité est supérieure au 2eme seuil ventilatoire. Au départ, c’est le foie qui était le seul recycleur de lactate. Aujourd’hui on en est aux muscles et au cerveau. Quoi d’autre demain ?