La rÈduction du mÈtabolisme La rÈduction du mÈtabolisme Les Mècanismes conduisant ‡ l'abaissement du niveau du mÈtabolisme sont encore de nos jours bien mal compris. Les thÈories tentant d'Èxpliquer ce phÈnomËne se succËdent et l'entrÈe en hibernation apparat comme un ÈvËnement complexe rÈsultant de la combinaison de processus physiques, biochimiques et mÈtaboliques. Si l'on est actuellement certain que les effets seuls de l'abaissement de la tempÈrature corporelle ne sont pas uniquement ‡ l'origine de la rèduction du mÈtabolisme, les hypothËses rÈcemment avancÈes suggèrent qu'en plus, des mÈcanismes indÈpendants de l'effet de l'abaissement de la tempÈrature pourraient tre impliquÈs dans la rÈduction du niveau du mÈtabolisme de l'hibernant, (Malan 1986, Geiser 1988, Storey et Storey 1990) voire mme, que l'hypothermie serait non pas la cause mais la consÈquence d'une rÈduction du mÈtabolisme, (Heldmaier et al. 1993), suggÈrant l'existance d'un mÈcanisme "commutateur" assurant le passage d'un mÈtabolisme normothermique ‡ un mÈtabolisme de torpeur (Nicolas et al. 1992). Chez le lÈrot, il a ÈtÈ montrÈ que l'induction de l'hibernation fait suite ‡ une diminution du tonus sympathique et particuliËrement de la rÈponse bÈta adrÈnergique sur la production d'Ènergie et la thermogÈnËse, elle mme Ètroitement liÈe ‡ la disparition spontannÈe de la prise alimentaire chez cet hibernant (Ambid et al., 1990).
Avant les Ètudes de Kayser (1964) on pensait que la rÈduction du mÈtabolisme au cours de l'hibernation Ètait une simple consÈquence de l'abaissement de la tempÈrature corporelle. D'aprËs la loi de Van't Hoff-ArrhÈnius, l'abaissement de la tempÈrature entraine l'abaissement du niveau du mÈtabolisme global ou effet Q10. On appelle Q10, le facteur d'inhibition des rÈactions biochimiques correspondant ‡ l'abaissement de 10∞C de la tempÈrature. Si la vitesse des rÈactions chimiques est diminuÈe de moitiÈ, la valeur du Q10 est 2. La valeur du Q10 des enzymes des hibernants se situe entre 2,5 et 3. Si l'on considÈre un abaissement moyen de la tempÈrature corporelle de 30∞C au cours de l'hibernation, le mÈtabolisme devrait alors tre 15 ‡ 30 fois moins important qu'‡ la normothermie. Or les mesures effectuÈes sur de nombreuses espÈces d'hibernants montrent que la rÈduction du mÈtabolisme est de l'ordre de 30 ‡ 50 fois, soit une inhibition environ deux fois plus forte que celle calculÈe par le simple effet Q10. Il apparat donc que la suppression de la thermorÈgulation par l'abaissement du Tset associÈ ‡ l'effet dÈcroissant de la tempÈrature sur la vitesse des rÈactions chimiques ne suffisent pas ‡ expliquer le niveau du mÈtabolisme de base des hibernants en fonction de la tempÈrature ambiante.
Les thÈories rÈcentes concernant l'entrÈe en hibernation tendent ‡ monter que chez les hibernants, hypothermie et hypomÈtabolisme peuvent varier indÈpendemment l'un de l'autre. Il semblerait qu'entre la suppression de la thermorÈgulation et l'effet Q10, survienne une phase de dÈpression mÈtabolique corporelle. L'ÈnoncÈ de ce phÈnomËne repose sur des observations prÈcises telles que:
-la chute de l'activitÈ sympathique (rÈduction de la synthËse de catÈcholaminergiques et du taux des catÈcholamines plasmatiques) prÈcÈdent l'entrÈe en hibernation (Ambid et al. 1990; AtgiÈ et al; 1990)
-l'inactivation des enzymes allostÈriques par des phÈnomËnes de phosphorylation-dÈphosphorylation (Storey et Storey 1990)<
-l'inhibition mÈtabolique par hypercapnie (Malan 1982, 1986, 1989, 1993), due ‡ la rÈtention de CO2 provoquÈe par des variations du rythme ventilatoire lors de l'entrÈe en hibernation. Cette acidose respiratoire (chute de pH sanguin) produit un simple contrle inhibiteur sur les centres nerveux thermorÈgulateurs, inhibe l'activitÈ d'enzymes clÈs, telle que la phosphofructo-kinase, intervenant dans le mÈtabolisme du glucose des tissus pÈriphÈriques ou le fonctionnement du tissu adipeux brun (Malan 1989). Ce contle est rapidement renversÈ en dÈbut de rÈveil pÈriodique (Malan 1988)
-La rÈduction du flux sanguin et de l'apport d'O2 dans les tissus pÈriphÈriques, associÈe ‡ des pÈriodes d'apnÈe observÈes durant l'hibernation (Malan 1982)