La compréhension des mécanismes physiologiques ainsi que leur retentissement global sur l’énergétique cardiaque en réponse à l’hypoxie chronique nécessite l’étude intégrée de modèles expérimentaux développant les symptômes adaptatifs observés lors des pathologies pulmonaires.

L’approche intégrative développée au sein du laboratoire de Résonance Magnétique des Systèmes Biologiques (UMR 5536), l’Analyse Modulaire du Contrôle Métabolique (MoCA) [1], peut permettre une meilleure compréhension de ces adaptations cardiaques à l’hypoxie chronique. Cette approche permet en effet une description quantitative de l’ensemble des interactions au sein d’un système biologique décomposé en différents modules liés par des intermédiaires communs. L’application d’une telle approche sur organe entier représente un outil puissant pour l’étude des interactions au sein de l’énergétique cardiaque, normale ou pathologique. Ainsi, MoCA a déjà permis de démontrer in situ l’existence d’une activation parallèle de l’ensemble du métabolisme énergétique (modules producteur et consommateur d’énergie) par le calcium [1]. Dans cette étude nous nous sommes intéressés à des souris exposées à un environnement hypobare durant trois semaines [2].

Les premiers résultats de l’application de MoCA au modèle du cœur hypoxique ont principalement mis en évidence une augmentation de la sensibilité de la phosphorylation oxydative (module producteur d’énergie) aux variations d’intermédiaires énergétiques (PCr, ATP, Pi) [2].

La conséquence directe pour l’énergétique cardiaque est une surprenante diminution du contrôle des processus producteurs d’énergie sur la l’activité contractile [2], et ceci malgré la réduction de l’activité mitochondriale constatée après exposition à l’hypoxie chronique. Ces résultats montrent une adaptation fonctionnelle de l’ensemble du système énergétique cardiaque qui permet de compenser en partie le déficit en oxygène. En effet, contrairement aux coeurs sains, aucune modification des paramètres cardiaques (activité contractile ou concentration en métabolites) n’a été mesurée sur les coeurs hypoxiques après diminution de la concentration en oxygène dans le milieu de perfusion.

L’augmentation de la sensibilité mitochondriale aux variations d’ATP cellulaire permet donc l’adaptation du fonctionnement énergétique cardiaque aux conditions d’hyopxie myocardique.

1. Diolez, P., et al., Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol, 2007.

2. Calmettes, G., et al., Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol, 2008.