Les effets de l'hypoxie et de l'inhibition métabolique sur le potentiel d'action ventriculaire du lapin et la détermination du couplage existant entre le système de transport des sucres et la pompe Na-K

L'objectif de notre étude était d’établir la dépendance entre les différents paramètres du potentiel d'action ventriculaire et l'énergie métabolique de la cellule, de même que d'explorer le rôle du système de transport des sucres dans le maintien du potentiel de repos. Nous avons également déterminé si l'effet protecteur du glucose se manifeste de façon spécifique ou non spécifique dans le fonctionnement du système de transport des sucres. Il est bien connu que les effets de l'hypoxie sur l'activité électrique cellulaire du muscle cardiaque sont dépresseurs à l'exception du potentiel de repos qui se maintient (Coraboeuf, 1958 et Carmeliet, 1978). Cependant, l'effet protecteur d'un milieu riche en glucose empêche voir même renverse le raccourcissement du potentiel d'action (MacLeod et Daniel, 1963 et McDonald et MacLeod, 1973). Il semble que la production d'ATP cellulaire serait suffisante pour le maintien de la pompe Na-K (Elharrar et Zipes, 1982) alors qu'on peut expliquer le maintien du potentiel de repos en présence d'hypoxie par le fonctionnement en mode électrogène de la pompe Na-K pour une fraction du potentiel de repos ventriculaire (McDonald et MacLeod, 1971). Le maintien de la fraction électrogène du potentiel de repos en hypoxie a été démontré par Leblanc et Rulz-Cerettl (1983). Par ailleurs, il est bien établi que l'hypoxie stimule le système de transport des sucres et que, de plus, l'utilisation de l'insuline (stimulant du système de transport) entraine une hyperpolarisation (Imanaga, 1978 et Lamanna et Ferrier, 1981). Cette hyperpolarisation en absence de substrat ainsi que l'effet protecteur d'une haute concentration de glucose nous suggèrent que la protection dans ces conditions ne serait pas spécifiquement causée par une augmentation des ressources énergétiques. Nous avons donc utilisé plusieur porotocoles expérimentaux pour vérifier la dépendance énergétique des paramètres du potentiel d'action ventriculaire : milieu en présence ou absence de glucose, milieu en présence d'inhibiteur métabolique (le 2 déoxy-D-glucose) et différents milieux en présence d'insuline. Ces différents protocoles nous ont permis de vérifier: l'effet protecteur d'un milieu riche en glucose, le rôle du système de transport des sucres, l'importance des réserves endogènes cellulaires et les effets de l'inhibition métabolique. Nous avons également déterminé la fraction électrogène du potentiel de repos en hypoxie en présence d'insuline dans un milieu absent de glucose. Ces différentes manipulations expérimentales nous ont permis de déterminer que: La glycolyse aérobique est importante comme source d'énergie disponible pour le bon maintien d'une préparation "in vitro". Les effets de l'inhibition métabolique (absence de la glycolyse anaérobique) en présence d'oxygène sur les paramètres électriques sont plus marqués qu'en simple hypoxie, ce qui suggère que les réserves cellulaires de lipides ne sont pas assez importantes pour le bon maintien de l'activité électrique. La glycolyse anaérobique maintient relativement bien la plupart des paramètres électriques à l'exception de ceux qui dépendent du courant lent car la suppression de la glycolyse aérobique et anaérobique n'affecte pas la phase lente de dépolarisation. D'où l'importance de la phosphorylation oxydative comme source d'énergie pour les parties du potentiel d'action qui dépendent du courant entrant lent. L'effet membranaire direct de l'insuline responsable de la récupération du potentiel de repos et de la phase lente de dépolarisation serait expliqué par une augmentation de l'activité électrogène de la pompe Na-K. Le Vmax serait plus sensible aux variations du gradient sodique à travers la membrane et moins sensible aux variations directes du niveau énergétique de la cellule ou aux effets membranaires de l'insuline. Le maintien du potentiel de repos ventriculaire en hypoxie n'est pas étroitement lié à l'état énergétique cellulaire mais au fonctionnement du système de transport des sucres