Étude du transport du glucose dans les liquides cochléaires chez le rat

par Evelyne Ferrary

Thèse de doctorat en Biologie et physiologie animale

Sous la direction de Claude Amiel.

Soutenue en 1985

à Paris 11 , en partenariat avec Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne) (autre partenaire) .

Le président du jury était Édouard Coraboeuf.

Le jury était composé de Claude Amiel, Édouard Coraboeuf, Olivier Sterkers, Patrice Ba Huy Tran, Alain Uziel.

mots clés

• Périlymphe
• Transport facilité
• Barrière hématopérilymphatique
• Rongeurs
• Transport biologique actif
• Métabolisme énergétique
• Cochlée

Résumé

Le glucose, principal substrat énergétique des tissus cochléaires, doit franchir la barrière hémato-périlymphatique pour pénétrer dans les liquides cochléaires. Les similitudes morphologiques et physiologiques qui existent entre la barrière hémato-encéphalique et la barrière hémato-périlymphatique suggèrent que le glucose pourrait pénétrer dans les liquides cochléaires par un transport facilité comme cela a été démontré dans la barrière hémato-encéphalique. Pour tester cette hypothèse nous avons étudié, sur des rats anesthésiés, la pénétration du glucose dans la périlymphe vestibulaire, la périlymphe tympanique, l’endolymphe et le liquide céphalorachidien après l’administration intraveineuse d’hexoses radioactifs : D-glucose, L-glucose, et 3-0-méthyl-D-glucose analogue non métabolisé du D-glucose. La détermination des concentrations de Na et K par ultramicrospectrophotométrie d’émission dans des échantillons de 1 nl permet d’apprécier la pureté des échantillons d’endolymphe et de périlymphe. La concentration de glucose est déterminée par méthode enzymatique. La radioactivité est mesurée dans un compteur à scintillation liquide. Les concentrations de glucose sont de 4,1 ± 0,13 mM (ESM, n = 22) dans la périlymphe vestibulaire, 3,7 ± 0,12 mM (ESM, n = 14) dans la périlymphe tympanique, 3,8 ± 0,20 (ESM, n = 8) dans le liquide céphalorachidien et < 0,6 mm (n = 4) dans l’endolymphe ; l’analyse pairée montre une différence significative (p < 0,001) entre les deux périlymphes. La concentration de glucose dans la périlymphe est une fonction linéaire de la concentration plasmatique. L’entrée du D-glucose dans la périlymphe est rapide (constante de transfert, calculée à partir de la cinétique du 3-0-méthyl-D-glucose dans la périlymphe vestibulaire, de 0,0372 min⁻¹) alors que l’entrée du L-glucose est lente (constante de transfert de 0,00068 min⁻¹). La perfusion de 3-0-méthyl-D-glucose (50mM) fait décroître la concentration de glucose dans la périlymphe et ralentir l’entrée de D-glucose radioactif alors que ces effets ne sont pas observés après administration de mannitol (50mM). En conclusion : le D-glucose entre rapidement dans la périlymphe par un transport stéréospécifique et saturable ; il existe un contre-transport et une inhibition compétitive entre le D-glucose et le 3-0-méthyl-D-glucose. Ces résultats suggèrent l’existence d’un transport facilité de glucose à travers la barrière hématopérilymphatique.

Titre traduit

Study about glucose transport in rat-cochlear fluids

Résumé

The glucose, primary energetic source of cochlear tissues, could be transported across the blood-perilymph barrier. Morphological and physiological similarities between blood-brain barrier and blood- perilymph barrier suggest that the transport of glucose through the blood-perilymph barrier could be similar to the facilitated transport demonstrated in the blood-brain barrier. To test this hypothesis we have studied, in anesthetized rats, the penetration of glucose into endolymph, perilymph of scala vestibuli and of scala tympani, and cerebrospinal fluid after i. V. Administration of radioactive D-glucose, L-glucose, and 3-0--methyl-D-glucose, a non- metabolized glucose-analogue. Determination of Na and K concentrations in 1 nl aliquot by ultramicroemission spectrophotometry assesses the purity of the samples of endolymph or perilymph. Glucose concentration was determined by an enzymatic method. Radio activities were counted in a liquid scintillator. The glucose concentrations were 4. 1 ± 0. 13 mM (SEM, n = 22) in perilymph from scala vestibuli, 3. 7 ± 0. 12 mM (SEM, n = 14) in perilymph from scala tympani, 3,8 ± 0,20 mM (SEM, n = 8) in cerebrospinal fluid and < 0,6 mM (n = 4) in endolymph ; paired data analysis shows significant difference (p< 0. 001) between the two perilymphs. The glucose concentration in perilymph was found to be a linear function of plasma glucose concentration. The entry of D-glucose into perilymph was rapid (transfer rate constant, calculated from 3-0-methyl-D-glucose kinetics, of 0. 0372 min⁻¹) while the entry of L-glucose was slow (transfer rate constant of 0. 00068 min⁻¹). The infusion of 3-0-methyl­D-glucose (50 mM) decreased both the glucose concentration in perilymph and the entry of radioactive D-glucose while these effects were not observed after mannitol infusion (50mM). In conclusion the D-glucose enters rapidly into perilymph by means of a stereospecific and saturable transport; counter-transport and competitive inhibition between D-glucose and 3-0-methyl-D-glucose are shown. These results support the hypothesis of a facilitated transport of glucose across the blood-perilymph barrier.