L'acide lactique, mythes et récentes découvertes

L'acide lactique n'est pas la cause des courbatures, le massage ne l'élimine pas, et c'est plus un véhicule d’énergie entre tissus qu'un toxique…

On invoque souvent l'acide lactique pour expliquer les courbatures, les crampes, et certains thérapeutes  expliquent l'efficacité de leurs gestes professionnels en évoquant l'élimination de l'acide lactique qui se serait accumulé. Or on sait que les courbatures du lendemain sont des micro-déchirures du muscle et que l'acide lactique s'élimine dans les minutes qui suivent l'effort. On a aussi largement présenté l'acide lactique comme un sous-produit toxique de l'effort anaérobique, dans les muscles notamment. Une nouvelle interprétation et des données nouvelles révèle que cette molécule a plutôt un rôle de transporteur d'énergie entre les tissus.

Le massage n'élimine pas l'acide lactique accumulé...

Si personne ne remet  en cause l'efficacité de ces gestes, le mécanisme biologique par lequel des manipulations adéquates modifient les mécanismes menant à la douleur restait un mystère. Une étude récente Crane, J. D, et al. (2012) rapportée dans ScienceNow ici (Telis, Gisela. 2012) révèle comment un massage bien fait peut réduire la douleur après l'effort musculaire en activant certains gènes impliqués dans la réparation des tissus et la limitation de l'inflammation, et contredit la croyance qu'on évacuerait l'acide lactique ou des produits accumulés dans le muscle fatigué ou blessé "Muscle inflammation and pain are typically present when damage to the myofibrillar structure has occurred. "Crane, J. D, et al. (2012).  Get-a-doi   

Fig 1 : Le massage stimule des gènes qui activent la réparation et la cicatrisation tout en limitant l'inflammation .  [img]Source : massagepanamacity

Cette étude  montre que ces manipulations thérapeutiques réduisent l’activité de gènes de l'inflammation et stimulent les gènes favorisant la réparation des muscles.


Les sujets ont fait un effort jusqu'à ne plus pouvoir continuer (70min), puis certains ont reçu un massage d'autres non et les chercheurs ont comparé les profils d'expression du génome juste après l'effort et 2h30 plus tard.



Fig 2 : Le dispositif expérimental.  [img]Source :Crane, J. D, et al. (2012) 

Les profils d'expression montrent  que 592 gènes sont activés immédiatement après le massage soit 30 minutes après l'effort et  1309 gènes 2h30 après le massage ( 3h après l'effort). N=11.  En comparant les gènes activés entre ceux qui ont eu le massage et les autres ils ont identifié 9 gènes dont l’activation diffère. On peut mentionner la  Nucleoporin 88 kD qui transporte NFκB (impliqué dans la régulation de l'inflammation) dans le noyau et la filamin B, (β (actin-binding protein 278) dont la fonction est de joindre les filaments d'actine) ) cf table 1. Les auteurs indiquent prudemment une modification de l’activité de gènes favorisant la réparation des muscles (PGC-1alpha) juste après le massage et des gènes de l'inflammation (NFkB) un peu plus tard.

"Overall, this profile suggested that massage altered processes related to the cytoskeleton and to inflammation, with the former process being activated early after massage and the latter induced later in recovery. "

Cette recherche est vulgarisée dans Science et Vie avec de très belles illustrations, un peu de mise en perspective des résultats, une bonne dose de superlatifs et l'inévitable mention d'un chercheur français qui "10ans avant ... " avait eu une intuition !
C'est sûrement le seul à avoir eu des intuitions à cette époque... ;-)

• Hancok, Coralie. (2012) Massage: Nos gènes adorent, Science et vie Avril 2012 p.80-84  Extraits intranet.pdf

Cette recherche donne ainsi une crédibilité médicale à un geste dont l'efficacité est reconnue depuis longtemps.  Au fond cette crédibilité était-elle nécessaire ? L'efficacité thérapeutique démontrée scientifiquement ( le plan médical) n'est pas automatiquement liée à la compréhension du mécanisme sous-jacent (le plan biologique).
A la limite je préfère être soigné par un physio / kiné qui a des gestes efficaces et des explications disons... enjolivées, que par les chercheurs de cette étude auprès desquels je vais par contre chercher les savoirs à enseigner.
Effectivement, dans une perspective didactique de la biologie, cette étude apporte de nouvelles données et de nouveaux liens étayant les modèles présentés aux élèves. De quoi répondre à l'excellente – mais dérangeante – question "Mais comment vous le savez, ça m'sieur ? ".

Gageons pourtant qu'on entendra longtemps encore des gens parler d'évacuer l'acide lactique... tant l'analogie avec le tube dentifrice qu'on presse  est simple et convaincant comme modèle d'explication ! 
On sait bien que ces modèles-là s'installent durablement, indépendamment de leur lien avec les données expérimentales et le consensus de la science. 
Elles se transposent en classe Chevallard, Y. (1991) et se vulgarisent en perdant inévitablement leurs liens avec les recherches qui les fondent : La percolation des découvertes scientifiques dans la presse. Bio-Tremplins 3 septembre 2010.

L'acide lactique : un toxique à éliminer ou un transporteur d'énergie entre tissus ?

De nombreux textes éducatifs évoquent d'ailleurs l'acide lactique comme un sous-produit défavorable ou toxique du fonctionnement anaérobie des muscles. 

"Pendant la Fermentation lactique (glycolyse anaérobie) le glucose est transformé en lactate (toxique) à partir du pyruvate dans les muscles durant un effort physique. Le lactate est ensuite transporté via le sang dans le foie ou il peut être détoxifié en le retransformant en pyruvate ."

Wikipedia : Néoglucogenèse

Ce qui est intéressant est que le rôle toxique est mis en avant et non pas la richesse en énergie du lactate et donc le transfert d'énergie qui se produit.
Sans parler de toxicité, d'autres présentent les mêmes flux comme plutôt négatifs  "Le lactate qui s'accumule dans les muscles peut causer de la fatigue et de la douleur, mais la circulation le transporte graduellement au foie, dont les cellules possèdent les enzymes nécessaires pour le convertir en pyruvate."  Campbell, N. A.,et al. (2004).  p. 185.


Fig 3 : Le lactate comme métabolite intermédiaire dans la navette intercellulaire .  [img]Source : Bengt Kayser Unige 2012

Sans remettre en question les voies métaboliques et les régulations, les effets comme le seuil d'apparition du lactate dans la mesure de la VO2 et les limites du métabolisme anaérobie, de nombreuses recherches – déjà plus très récentes – indiquent que cette molécule joue un rôle important comme transporteur d'énergie entre tissus.

La danse du lactate entre les muscles et d'autres organes

Le Prof Bengt Kayser indique dans ses cours aux étudiants de médecine  "Lactate: pas un déchet mais un métabolite intermédiaire" Cf. Figure 3.  Lecteur régulier des Bio-Tremplins,  il a attiré notre attention sur ce changement de perspective et nous a transmis un Review : Gladden, L. (2007) Comment  Obtenir un article mentionné : Get-a-doi   qui indique ( je traduis) "que la navette intercellulaire du lactate "cell-to-cell lactate shuttle " a été introduit en 1984 et a été confirmée par de nombreuses expériences utilisant diverses approches expérimentales. A cause de sa masse et de sa capacité métabolique, le muscle squelettique est probablement le composant majeur de cette navette, en termes de production et de consommation. Les muscles en activité sont d'avides consommateurs de lactate, l'utilisant principalement comme carburant oxydatif. Le muscle cardiaque est fortement aérobie et utilise facilement le lactate comme carburant. Le lactate est un substrat majeur pour la guconéogénèse dans le foie : l'utilisation du lactate augmente quand son taux sanguin augmente. Même le cerveau utilise du lactate quand son taux s'élève."

Fig 4 : La navette intercellulaire du lactate. [img]Source : Gladden, L. (2007). Comment  Obtenir un article mentionné : Get-a-doi 

Selon Gladden, une navette intracellulaire a même été proposée mais fait encore l'objet de débats, ainsi que la participation de l'acide lactique à l'équilibre acide-base. L'auteur souligne  que le produit du métabolisme est le lactate et non l'acide lactique : Appréciez les précautions oratoires de Gladden : "Careful analysis reveals that lactate, not lactic acid, is the substrate/product of metabolic reactions". On est loin des affirmations de la science vulgarisée : Je vois bien Science et Vie titrer "L'acide lactique réhabilité, la révolution énergétique dans notre corps " ou : "l'acide lactique : une énergie renouvelable circule dans nos veines! " 

Une explication délicieusement simple à retenir ou complexe et scientifiquement étayée ?

Remarquez que si je me permets d'être un tantinet ironique – si si très chère virgule, je le reconnais – je dois reconnaitre que ces articles s'adressent à un public beaucoup plus large que Gladden ou ceux de Science et Nature. Et cet éventail de littérature scientifique est sans doute nécessaire.
En fait, plutôt que de classer les revues - ou leurs différentes rubriques - selon si elles sont plus "vraie" ou  plus "scientifique" je pense qu'il s'agit de distinguer des documents qui suscitent les questions auprès des élèves,  de ceux qui fournissent des réponses...

Et quand à la manière ont on les utilise en classe, de décider si – et dans quelle mesure – le rôle de l'enseignement de la biologie serait de simplifier pour que les élèves comprennent - au risque de leur donner l'impression que la science est une masse de faits simples et définitifs à apprendre. Ou si on veut leur donner envie de savoir et les guider pour affronter avec les outils d'analyse de la science des phénomènes complexes, des interprétations qui changent avec les nouvelles données et où les certitudes sont forcément transitoires.

Sur le plan citoyen je me suis laissé dire qu'une contribution à la prévention des extrémismes simplistes serait également de former de gens capables d'affronter un monde qui est complexe, qui change et où les certitudes sont forcément transitoires.
Si l'école ne le fait pas ... qui le fera ?

Sources  :
Comment  Obtenir un article mentionné : Get-a-doi  

• Campbell, N. A., & Reece, J. B. (2004). Biologie: De Boeck.
  
• Chevallard, Y. (1991). La transposition didactique. Du savoir savant au savoir enseigné (2e éd. revue et augmentée, 1985 lre ed.). Grenoble: La Pensée sauvage.
  
• Crane, J. D., Ogborn, D. I., Cupido, C., Melov, S., Hubbard, A., Bourgeois, J. M., et al. (2012). Massage Therapy Attenuates Inflammatory Signaling After Exercise-Induced Muscle Damage. Science Translational Medicine, 4(119), 119ra113. doi: 10.1126/scitranslmed.3002882
• Gladden, L. (2007). A "Lactatic" Perspective on Metabolism. Medicine & Science in Sports & Exercise, 40(3), 477-485. doi: 10.1249/MSS.0b013e31815fa580
• Hancok, Coralie. (2012)Massage: Nos gènes adorent, Science et vie Avril 2012 p.80-84  Extraits intranet.pdf
• Telis, Gisela. (2012) Massage's Mystery Mechanism Unmasked. ScienceNow 1 February 2012,