Introduction et But de l’étude. – L’arginine est un puissant inducteur de l’oxydation hépatique des acides aminés. En contrôlant le passage portal de cet acide aminé et sa conversion en citrulline, l’intestin pourrait jouer un rôle majeur dans l’adaptation du métabolisme aux fluctuations de l’apport protéique tout en assurant la disponibilité périphérique de l’arginine, par l’intermédiaire de sa resynthèse rénale à partir de la citrulline, acide aminé non capté par le foie. La citrulline peut aussi être produite par l’entérocyte à partir de glutamine, afin de permettre le maintien des concentrations plasmatiques d’arginine.

Pour mieux identifier les points essentiels du contrôle de cette orientation du métabolisme de l’arginine vers sa libération portale ou sa conversion en citrulline, nous avons construit un modèle mathématique des flux d’arginine, et acides aminés reliés, dans l’entérocyte qui devrait permettre d’adapter l’administration de suppléments nutritionnels.

Matériel et Méthodes. – Le modèle mathématique repose sur la schématisation du métabolisme en douze réactions principales. À chacune des réactions est associée une équation différentielle représentant les flux. Du fait du manque de données fiables dans la littérature, nous avons retenu une approche mathématique pour paramétrer ce modèle, ce qui permet d’étudier l’influence des différents paramètres sur le comportement du système, sans pour autant nécessiter la connaissance exhaustive des valeurs expérimentales.

Résultats. – En paramétrant le modèle avec des valeurs arbitraires, mais vraisemblables, nous avons réalisé plusieurs simulations afin de suivre le comportement du système sous diverses conditions : activation ou inhibition d’une enzyme, apport ponctuel ou continu d’arginine ou de glutamine. Par exemple, dans le cas d’une inhibition de la glutaminase, le modèle montre que le glutamate n’est pas renouvelé et atteint rapidement des concentrations résiduelles. En activant la glutaminase, on obtient les résultats suivants (voir le tableau).

Les concentrations des pics de glutamate sont proportionnelles aux apports extérieurs de glutamine. Ces pics apparaissent à des temps presque identiques conformément à nos hypothèses de modèle non saturable. Les unités de temps sont arbitraires mais l’échelle de temps est respectée. Cette approche a été appliquée aux autres acides aminés du système étudié.

Tableau. –

Conclusions. – Nous avons construit un modèle mathématique qui permet la simulation de différentes situations physiologiques ou pathologiques. Nos résultats nous offrent la possibilité de préparer un plan d’expériences à réaliser pour déterminer les paramètres nécessaires à l’affinement de ce modèle.