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Bicarbonate Et Acidose Intracellulaire Paradoxale
CIRCULATIONS REGIONALES
R181
BICARBONATE ET ACIDOSE INTRACELLULAIRE PARADOXALE Levraut J.*, Labib Y.*, Chave S.*, Payan P.**, Grimaud D.* * D A R H6pital Saint Roch. 5, rue P D6voluy. 06006 Nice Cedex 1 ** L a b o r a t o i r e de P h y s i o l o g i e Cellulaire. Facult6 des Sciences. Parc V a l r o s e . 06100 Nice Introduction: L'utilisation du bicarbonate de sodium (BS) au cours des acidoses mdtaboliques est discutde en raison d'effets secondaires rapportds dont un des plus importants serait l'existence d'une acidose intracellulaire paradoxale (AICP). Ce phdnom~ne, mis en 6vidence au cours d'dtudes expdrimentales in vitro, est lid 5 l'irruption intra cytoplasmique isolde de CO2 produit par la rdaction des ions HCO3- avec les H + prdsents dans le milieu extracellulaire (1, 2). I1 est cependant important de noter que t o u s l e s travaux expdrimentaux rapportant cette AICP ont dt6 rdalisds dans des milieux tamponnds ~ I'HEPES, ne contenant donc pas le tampon physiologique HCO3-/CO 2. Dans ces conditions, on peut 6mmettre l'hypoth~se que l'addition de BS entralne une surestimation de la libdration de CO2. Le but de cette 6tude 6tait donc de comparer l'effet du BS sur le pH cytopiasmique (pHi) de cellules (¢) fraichement isoldes suivant le milieu extra¢ utilisd: t a m p o n n d ~ I ' H E P E S (non physiologique) ou au HCO3-/CO2 (physiologique). Matdriel et mdthodes: Ce travail a dtd mend sur des hdpatocytes de rat isolds selon une technique enzymatique classique (collagdnase). Les prdparations de ¢ obtenues devaient &re viables ?aplus de 90%. Le p H i a dtd m e s u r d sur ¢ uniques par microspectrofluorimdtrie (microscope inversd Nikon x 40 ; logiciel informatique Starwise-Fluo / Std Imstar) en utilisant la sonde fluorescente BCECF/AM (Sigma-Aldrich). Des mesures ont dt6 rdalisdes toutes les 3 secondes pendant 90 secondes suivant une charge en BS de 50 mM. L'effet du BS sur le pHi a dtd test6 pour chaque prdparation cellulaire dans 2 milieux tamponnds diffdremment (HEPES 10mM vs HCO32 5 m M / C O 2 5 % ) , chacun &ant acidifid h pH 7 soit avec de I'HC1, soit de l'acide lactique. Une solution de NaC1 isoosmolaire au BS dtudid a servi de contr61e. L'dvolution des ApHi a dtd estimde pour chaque ¢ dtudide par la surface sous la courbe ApHi vs temps de 0 ~ 90 sec aprhs la charge en BS. L'analyse statistique a fait appel ~ une ANOVA selon la mdthode des blocs complets 6quilibrds et une ANOVA pour mesures rdpdtdes. Rdsultats: 150 hdpatocytes issus de 5 prdparations de ¢ diffdrentes ont 6td dtudids dont 50 ont servi de contr61e. Aprhs la charge en BS, le pHi des hdpatocytes placds dans les milieux tamponnds I'HEPES (Hep) s'est chaque fois abaissd de fa~on nette
(-0,19 _+ 0,09) dans les 3 ~ 12 secondes suivantes alors que celui des hdpatocytes placds dans les milieux physiologiquement tamponnds (HCO3-/CO 2 (Bic)) ne s'est jamais abaissd (p < 0,0001). De plus, une franche alcalinisation du cytoplasme a suivi la charge en BS des ¢ placdes dans Bic (0,46 + 0,27 ; p < 0,001). Le type d'acide utilisd pour acidifier le milieu n'a pas influencd l'dvolution des pHi (ApHi). La figure reprdsente les ApHi (moy _+IC95) aprbs charge en BS des hdpatocytes placds dans Hep (-) ou dans Bic (o) (milieux acidifids ~t I'HC1). La charge en NaCI (contr61e) a dtd sans effet sur ApHi. D i s c u s s i o n : T o u s l e s travaux in vitro ddcrivant l'existence d'une AICP ont dtd rdalisds dans des milieux tamponnds 5 I'HEPES (1, 2). Ceci conduit ~t une surestimation considdrable de I'AICP faisant suite 'a une addition de BS. En effet, se!on la loi d'action de masse, l'augmentation de PCO2 entra*nde par le BS est surestimde par l'absence prdalable de CO2 dans le milieu; d'autre part, la quasi absence de HCO3- dans le cytoplasme des ¢ placdes en Hep conduit h une majoration de la production de H + pour une marne augmentation du CO2 dissous. Nous concluons que les travaux antdrieurs rapportant une AICP in vitro (1, 2) ne peuvent etre extrapoldes in vivo.
0.6_ o
05; 0.4~ z: 0.31 ,_~ o.2:
M i l i e u
t a m p o n n 6
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H C O 3 - / C O z
"~ 0.1 0.0
< -o.ll -o.21 -0.3 . , 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Temps (s) Rdfdrences: 1. RITTER JM et al. Paradoxical effect of bicarbonate on cytoplasmic pH. Lancet ;335(8700): 1243-6; 1990. 2. BJERNEROTH G e t al. Effects of alkaline buffers on cytoplasmic pH in lymphocytes. Crit Care Med; 22(10): 1550-6; 1994 •
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BICARBONATE ET ACIDOSE INTRACELLULAIRE PARADOXALE Levraut J.*, Labib Y.*, Chave S.*, Payan P.**, Grimaud D.* * D A R H6pital Saint Roch. 5, rue P D6voluy. 06006 Nice Cedex 1 ** L a b o r a t o i r e de P h y s i o l o g i e Cellulaire. Facult6 des Sciences. Parc V a l r o s e . 06100 Nice Introduction: L'utilisation du bicarbonate de sodium (BS) au cours des acidoses mdtaboliques est discutde en raison d'effets secondaires rapportds dont un des plus importants serait l'existence d'une acidose intracellulaire paradoxale (AICP). Ce phdnom~ne, mis en 6vidence au cours d'dtudes expdrimentales in vitro, est lid 5 l'irruption intra cytoplasmique isolde de CO2 produit par la rdaction des ions HCO3- avec les H + prdsents dans le milieu extracellulaire (1, 2). I1 est cependant important de noter que t o u s l e s travaux expdrimentaux rapportant cette AICP ont dt6 rdalisds dans des milieux tamponnds ~ I'HEPES, ne contenant donc pas le tampon physiologique HCO3-/CO 2. Dans ces conditions, on peut 6mmettre l'hypoth~se que l'addition de BS entralne une surestimation de la libdration de CO2. Le but de cette 6tude 6tait donc de comparer l'effet du BS sur le pH cytopiasmique (pHi) de cellules (¢) fraichement isoldes suivant le milieu extra¢ utilisd: t a m p o n n d ~ I ' H E P E S (non physiologique) ou au HCO3-/CO2 (physiologique). Matdriel et mdthodes: Ce travail a dtd mend sur des hdpatocytes de rat isolds selon une technique enzymatique classique (collagdnase). Les prdparations de ¢ obtenues devaient &re viables ?aplus de 90%. Le p H i a dtd m e s u r d sur ¢ uniques par microspectrofluorimdtrie (microscope inversd Nikon x 40 ; logiciel informatique Starwise-Fluo / Std Imstar) en utilisant la sonde fluorescente BCECF/AM (Sigma-Aldrich). Des mesures ont dt6 rdalisdes toutes les 3 secondes pendant 90 secondes suivant une charge en BS de 50 mM. L'effet du BS sur le pHi a dtd test6 pour chaque prdparation cellulaire dans 2 milieux tamponnds diffdremment (HEPES 10mM vs HCO32 5 m M / C O 2 5 % ) , chacun &ant acidifid h pH 7 soit avec de I'HC1, soit de l'acide lactique. Une solution de NaC1 isoosmolaire au BS dtudid a servi de contr61e. L'dvolution des ApHi a dtd estimde pour chaque ¢ dtudide par la surface sous la courbe ApHi vs temps de 0 ~ 90 sec aprhs la charge en BS. L'analyse statistique a fait appel ~ une ANOVA selon la mdthode des blocs complets 6quilibrds et une ANOVA pour mesures rdpdtdes. Rdsultats: 150 hdpatocytes issus de 5 prdparations de ¢ diffdrentes ont 6td dtudids dont 50 ont servi de contr61e. Aprhs la charge en BS, le pHi des hdpatocytes placds dans les milieux tamponnds I'HEPES (Hep) s'est chaque fois abaissd de fa~on nette
(-0,19 _+ 0,09) dans les 3 ~ 12 secondes suivantes alors que celui des hdpatocytes placds dans les milieux physiologiquement tamponnds (HCO3-/CO 2 (Bic)) ne s'est jamais abaissd (p < 0,0001). De plus, une franche alcalinisation du cytoplasme a suivi la charge en BS des ¢ placdes dans Bic (0,46 + 0,27 ; p < 0,001). Le type d'acide utilisd pour acidifier le milieu n'a pas influencd l'dvolution des pHi (ApHi). La figure reprdsente les ApHi (moy _+IC95) aprbs charge en BS des hdpatocytes placds dans Hep (-) ou dans Bic (o) (milieux acidifids ~t I'HC1). La charge en NaCI (contr61e) a dtd sans effet sur ApHi. D i s c u s s i o n : T o u s l e s travaux in vitro ddcrivant l'existence d'une AICP ont dtd rdalisds dans des milieux tamponnds 5 I'HEPES (1, 2). Ceci conduit ~t une surestimation considdrable de I'AICP faisant suite 'a une addition de BS. En effet, se!on la loi d'action de masse, l'augmentation de PCO2 entra*nde par le BS est surestimde par l'absence prdalable de CO2 dans le milieu; d'autre part, la quasi absence de HCO3- dans le cytoplasme des ¢ placdes en Hep conduit h une majoration de la production de H + pour une marne augmentation du CO2 dissous. Nous concluons que les travaux antdrieurs rapportant une AICP in vitro (1, 2) ne peuvent etre extrapoldes in vivo.
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