Etude par RMN ex vivo chez le rat des interactions métaboliques entre neurones et cellules gliales : rôle du lactate dans le couplage entre métabolisme énergétique et activité cérébrale

par Sébastien Serres

Thèse de doctorat en Sciences biologiques et médicales. Biologie-Santé

Sous la direction de Michel Merle.

Soutenue en 2005

à Bordeaux 2 .

mots clés

• Neurones -- Métabolisme
• Spectroscopie de la résonance magnétique nucléaire
• Astrocytes
• Lactate
• Métabolisme énergétique
• Glucose
• Acétates
• Rats de laboratoire
• Névroglie -- Métabolisme

Résumé

Nous avons étudié le métabolisme du glucose et du lactate dans le cerveau de rats sous différents niveaux d'activité cérébrale par l'utilisation de pentabarbital, d'αchloralose et de morphine. L'analyse du marquage des métabolites cérébraux après perfusion de [1-13C]glucose + lactate ou du glucose + [3-13C]lactate démontre le lien entre les activités métabolique et électrique, la synthèse de lactate dans les astrocytes, et que la contribution du lactate au métabolisme neuronal augmente avec l'activation cérébrale, en accord avec l'hypothèse d'un transfert de lactate des astrocytes aux neurones lors de l'activation. Nous avons étudié le métabolisme du glucose et de l'acétate pour deux niveaux d'activité cérébrale. L'analyse du marquage des métabolites après perfusion de [1-13C]glucose + acétate ou du glucose + [2-13C]acétate démontre que le recyclage du pyruvate observé dans le cerveau est d'origine hépatique et un découplage entre le métabolisme oxydatif neuronal et astrocytaire.

Titre traduit

Ex vivo NMR study in the rat of metabolic interactions between neurons and glial cells : role of lactate in the coupling between energetic metabolism and cerebral activity

Résumé

We studied glucose and lactate metabolism in the rat brain under various depressed states using pentobarbital, αchloralose and morphine. Analysis of brain metabolites labelled after infusion with either [1-13C]glucose + lactate or glucose + [3-13C]lactate showed the link between metabolic and electric activities, brain lactate synthesis in astrocytes, and that the contribution of lactate to neuronal metabolism increases with cerebral activation, in agreement with the assumption of the transfer of lactate from astrocytes to neurons during cerebral activation. Also we studied glucose and acetate metabolism in the rat brain under two different levels of cerebral activity. The labelling analysis of brain metabolites after infusion with either [1-13C]glucose + acetate or glucose + [2-13C]acétate showed that pyruvate recycling observed in brain comes from hepatic metabolism, and evidenced the uncoupling between neuronal and astrocytic oxidative metabolism.