Intérêt et limites du dosage des acides aminés plasmatiques en nutrition

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    05-Jul-2016

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Nutr. Clin. M6tabol. 1992 ; 6 : 83-86 Int r t et limites du dosage des acides amines plasmatiques en nutrition Luc Cynober*, Colette Coudray-Lucas, Soo-Kyung Lim, Frdd~ric Dumas et Jacqueline Giboudeau Laboratoire de Biochimie-Nutrition, FI6pital Saint-Antoine, Paris et * Centre de Recherche en Nutrition Humaine, Laboratoire de Biochimie UFR Pharmacie, Clermont-Ferrand. Rdsum~ Dans le contexte de la nutrition elinique, l'aminoaci- dogramme est d'interpr~tation difficile. Le plus sou- vent, les hyperaminoacid~mies d'origine nutrition- nelle sont dues hun exc~s d'apport (notamment lors d'une nutrition parent~rale) on hun d~faut d'utili- sation (d~faillanees polyvise~rales). Quant aux hypoaminoacid~mies, elles r~sultent en g~n~ral d'une insuffisance d 'apport (d~nutrition chronique) ou d'un exc~s d'util isation, notamment dans les ~tats hypercataboliques. Avant tout outil de recherche, la r~alisation de l 'aminoacido- gramme est rarement indispensable en routine cli- nique. Cependant, la ph~nylalanine m~rite d'etre int~gr~e dans le bilan nutrit ionnel car sa valeur est un bon reflet du tu rn -over prot~ique lorsque la fonction h~patique est pr~serv~e, et sa mesure ne n~cessite pas un recueil urinaire, toujours al~a- toire. Mots-cl6s : Acides amin6s, ph#nylalanine, plasma, 6valuation de 1'6tat nutritionnel. I1 existe une diff6rence consid6rable entre le nombre d'articles rapportant des donn6es de concentrations plasmatiques d'acides amin6s en situation d'agression et la faible exploitation qui enest faite en pratique bio- clinique. Ceci tient ~t de nombreuses raisons parmi les- quelles : Correspondance: L. Cynober, Laboratoire de Biochimie A, 184, rue du Fbg Saint-Antoine, 75571 Paris Cedex 12. Regu le 16 mars 1992, accepte apres revision le 26 juin 1992. - - les difficult6s du dosage, faisant appel ~t des appa- reils on6reux (chromatographie 6changeuse d'ions) ou ~t des technologies complexes (chromatographic liquide en phase inverse avec d6rivation par l'orthophtalald6- hyde, le PITC, le FMOC, le chlorure de dansyl). Non seulement un chromatogramme d'acides amin6s est cofiteux (BHN 600, soit environ 1 000 F), mais le rendu des r6sultats est souvent tardif, ce qui est incompatible avec son utilisation en routine bioclinique ; - - les acides amin6s sont nombreux dans le plasma (plus de 20 ~t l'&at physiologique) ; ils suivent des m6- 83 L. CYNOBER et coll. tabolismes plus ou moins distincts dans lesquels inter- viennent des 6changes interorganes tels que les varia- tions de concentrations plasmatiques sont parfois diffi- cilement interpr6tables. Le meilleur exemple est la glutamine qui est produite par le muscle et le poumon, capt6e par le rein, l'intestin et toutes les cellules ~ divi- sion rapide ; enfin, selon la situation, le foie peut lib6rer ou capter cet acide amin6 [1] ; - - le pool des acides amin6s libres circulants est tr6s petit, compar6/~ cetui des acides amin6s tibres intracel- lulaires avec lequel il est en 6quilibre. Ce dernier pool est lui-mSme de peu d'importance face /t la quantit6 d'acides amin6s contenus dans les prot6ines. Par cons6- quent, on peut se demander quel peut 6tre le retentisse- ment des variations de l'aminoacid6mie sur les fluctua- tions de l'6quilibre azot6 intratissulaire. N6anmoins, des donn6es r6centes [2] suggbrent que la glutamin6mie pourrait contr61er son efflux musculaire et ainsi le taux de renouvellement prot6ique musculaire. En toute hypoth6se, l'aminoacid6mie est la r6sultante de la vitesse d'apparition des acides amin6s dans le sang (Ra) et de leur vitesse de disparition (Rd). D'apr6s les trbs nombreuses 6tudes r6alis6es ~t l'aide de cath6t6- rismes multiples ou d'isotopes stables, on peut raison- nablement estimer que, chez le malade de r6animation, l'essentiel de Ra est pris en compte par les apports nu- tritionnels et la lib6ration d'acides amin6s par le mus- cle. Rd r6sulte essentiellement de l'utilisation h6patique et r6nale des acides amin6s [3]. Si la nutrition est arrSt6e depuis quelques heures [4] et si le malade n'est pas en 6tat d'acidose s6v~re [5], on peut mSme estimer que l'aminoacid6mie est avant tout le reflet de ce qui est produit par le muscle et de ce qui est consomm6 par le foie pour la synth6se de glucose et des prot6ines de l'inflammation [6]. Interpretation des variations de I'aminoacid~mie Les possibilit6s d'utilisation de l'aminoacid6mie /~ des fins d'6valuation de l'6tat nutritionnel prot6ique varient selon la situation m6tabolique, celle-ci 6tant 6valu6e par de nombreux param6tres cliniques et biologiques (notamment le bilan d'azote, le profil des prot6ines de la nutrition et de l'inflammation). I1 est done n6cessaire de pr6ciser d'embl6e qu'en aucun cas l'aminoacid6mie ne peut 8tre discut6e isol6ment. Normoaminoacid~mie I1 s'agit 1~ du cas le plus difficile puisqu'il peut exister diverses situations off Ra = Rd. Hormis la situation physiologique interprandiale, off Ra et Rd sont normaux, Ra et Rd peuvent 8tre simultan6- ment augment6s et diminu6s, respectivement lors des 6tats cataboliques mod6r6s [7] et lors de la phase inter- m6diaire du jefine [8]. On peut alors eonsid6rer qu'il existe une ad6quation entre production et consomma- tion d'acides amin6s, mais la d&ermination de l'ami- noaeid6mie donne peu de renseignements. En pratique, elle n'est pas n6cessaire et l'on peut se contenter de m6thodes globales et plus simples, telles que le bilan d'azote. Hyperaminoacid~mie Elle peut r6sulter d'une diminution de Rd (avec Rd < Ra) ou d'une augmentation de Ra (avec Ra > Rd). La diminution de Rd est typiquement observ6e lors de la d6faillance multiorganique. Dans la phase terminale du choc septique, on note une hyperalanin6mie de m6- canisme similaire ~ celui de l'hyperlactacid~mie : ces variations r6sultent en grande partie d'un effondrement de leur utilisation h6patique [9]. L'augmentation excessive de Ra peut notamment s'ob- server lors d'une nutrition parent6rale (NP) inad6quate. L'hyperaminoacid6mie peut 8tre globale (d6bit de per- fusion trop rapide) ou s61ective. En cas de suspicion de NP inad6quate, sur la raise en 6vidence d'une choles- tase par exemple, notre exp6rience (L. Cynober et J.M. Ollivier, r~sultats non publi6s) nous incite ~ mesurer l'aminoacid6mie apr~s 3 heures d'arrSt de la nutrition (TO) puis apr~s 2 heures de NP (T2 heures). On admet alors que la concentration plasmatique de chaque acide amin6 a atteint un 6tat d'6quilibre fonction de son d6bit de perfusion et de sa vitesse d'6puration. Effective- ment, lorsque la variation de la concentration de chaque acide amin6 entre T2 heures et TO est exprim6e en fonction de la concentration de l'acide amin6 dans le solut6 perfus6, la plupart des acides amin6s s'inscrivent sur une droite. Cependant, certains se situent au-dessus et d'autres en dessous, traduisant un apport soit exces- sif, soit insuffisant. I1 faut supposer que tousles acides amin6s se comportent de la mSme fagon , ce qui n'est pas prouv6, et que leur vitesse de m6tabolisme contr61e leur flux. En r6alit6, la vitesse de perfusion peut aussi influencer la Rd. Ainsi, lorsque l'on perfuse de la gluta- mine/t un d6bit 61ev6, la diff6rence art6rio-veineuse de cet acide amin6, traditionnellement n6gative (signant un effiux), devient positive [10]. Ces r6serves 6tant faites, il semble licite de chercher le solut6 dont la for- mule permet de corriger au mieux le d6s6quilibre de l'aminoacid6mie. Cet objectif, dans l'esprit des re- commandations WHO/FAO, nous parait important dans la mesure oO l'exc6s massif d'un ou de quelques acides amin6s peut avoir d'importantes r6percussions : comp6- tition pour la captation tissulaire d'autres acides ami- n6s, pour leur r6absorption tubulaire r6nale ou biliaire. La d6termination de l'aminoacidogramme trouve 1~ une de ses meilleures applications en routine clinique car, mSme si la m6thode d6crite plus haut n'est pas parfaite, elle donne des renseignements qualitatifs que nulle au- 84 INTI~Rt~T ET LIMITES DU DOSAGE DES ACIDES AMINI~S tre technique ne peut fournir aussi simplement et rapi- dement (le bilan d'azote ne foumissant que des donn6es quantitatives). Notons que cette m6thode peut 6tre compl6t6e par la mesure de l'aminoacidurie qui aug- mente lorsque les acides amin6s sont apport6s en exc6s [11]. Enfin, on peut mesurer simultan6ment les diff6- rences art6rio-veineuses musculaires qui, en tenant compte de la vitesse de perfusion, permettent de calculer la vitesse de captation splanclmique [12]. Mais cette m6thode plus lourde rel6ve davantage de la recherche clinique. Hypoaminoaeid~mie Deux situations sont possibles. La diminution de Ra (avec Ra < Rd) r6sulte d'une diminution des apports et/ou d'une insuffisance de r6serves mobilisables. Elle s'observe lors de d6nutritions chroniques et touche pr6- f6rentiellement les acides amin6s essentiels. L'augmen- tation de Rd est caract6ristique des situations d'agres- sion. Elle r6sulte de l'augmentation de l'utilisation h6patique des acides amin6s et concerne surtout les aeides amin6s glucoformateurs [3]. Dans cette situa- tion, Ra est ~galement augment6e mais insuffisamment pour maintenir l'hom~ostasie azot~e et Ra est inf~rieure Rd. C'est ainsi que, chez le brOl6, l'alanin6mie d6croR jus- qu'~t 50 % des valeurs normales (figure 1) [13] et,la glutamin6mie plus encore [14]. Chez le patient mod6r6- ALANINEMIE CHEZ LE BRULE 600 400 200 o I I I I I I I 3 7 11 15 19 23 27 Jours Figure 1 ." Variations de l'alanindmie chez le braid [d'apr~s la r~f~rence 13]. ment brfil6 (moins de 20 % de la surface corporelle), l'alanin6mie est peu diminu6e except6 lorsque l'6volution est d6favorable, marqu6e par des complications infectieuses pouvant aboutir/l la mort (figure 2) [15]. Ceci souligne la relation entre morbidit6 et 6puisement m6tabolique, c'est-/t-dire l'incapacit6 de l'organisme ~t mobiliser les r6serves n6cessaires pour faire face/l l'agression. ALANIN[ A J4 APRES LA BRJJLuRE -6 400 200 II / t ll su[ets DCD survivants sains Figure 2 ." Alanindmie au 4e jour suivant la bralure chez des patients qui ddcdderont et chez ceux qui survivront. *** p < 0.001 versus sujets sains [d'aprks la r~f&ence 15]. Phdnylalanin~mie et rapport de Fischer La ph6nylalanin6mie (PHE) m6rite une place particu- li6re dans cet expos6. En effet, de nombreux travaux lui ont 6t6 consacr6s. La ph6nylalanine n'est pas m6taboli- s6e dans le muscle et est 6pur6e pr6f6rentiellement dans le foie. L'hyperph6nylalanin6mie r6sulte donc le plus souvent d'un hypercatabolisme prot6ique ou d'une in- suffisance h6patocellulaire. Ainsi chez le brftl6, l'hy- perph6nylalanin6mie, qui est toujours mod6r6e dans cette situation (rarement sup6rieure h 100 ~tmol/1), est d'autant plus 61ev6e que le bilan azot6 est n6gatif et que l'excr&ion urinaire de 3-m6thylhistidine est 61ev6e [16] ; la PHE plasmatique peut donc, en situation d'agression, 6tre consid6r6e comme un marqueur du turn-over azot6 [17]. Sa d6termination pr6sente l'avantage, par rapport attx mesures de 3-m6thylhistidine et d'azote, de ne pas n6cessiter de recueil urinaire, toujours trbs difficile, m6me en unit6 de soins intensifs. Par ailleurs, ees me- sures ne sont pas redondantes : le bilan d'azote fournit une image globale du statut azot6 (r6tention ou perte) et la 3-m6thylhistidine explore s61ectivement le catabo- lisme des prot6ines myofibrillaires [18]. Lorsque la fonction h6patique est tr6s perturb6e, la ph6- nylalanine est tr6s 61ev6e (jusqu'/t 350 ~tmol/1) et, dans ce cas, la tyrosin6mie (TYR) est discr~tement augmen- t6e. En pratique, un rapport PHE/TYR > 2 est syno- nyme d'une atteinte h6patique chez le patient agress6 et est de mauvais pronostic (Coudray-Lucas et coll., ob- servations personnelles); ceci a 6t6 exploit6 dans le contexte de la transplantation h6patique : la survenue d'une hyperph6nylalanin6mie dans la 1 re heure de re- perfusion est bien corr616e h l'apparition de complica- tions (telles que dysfonctionnement primaire du greffon 85 L. CYNOBER et coll. ou nrcrose hrpatique) dans les 48 heures suivant la transplantation [ 19]. La phrnylalaninrmie peut 6tre intrgrre au sein du rap- port dit de Fischer [20] : leucine + isoleucine + valine Rapport de Fischer = phrnylalanine + tyrosine Initialement drvelopp6 comme un marqueur de l 'rvolu- tion d'une encrphalopathie hrpatique, ce rapport conna~t un regain d'intrr&, notamment pour apprrcier ia fonctionnalit6 hrpatique lors d'une transplantation ou apr~s rrsection subtotale du foie [21]. L'utilisation des variations des concentrations d'un acide amin6 comme rnarqueur de la fonctionnalit6 d'un organe pourrait 6tre 6tendue. Par exemple, le rein mrta- bolise activement la citrulline en arginine [22]. De fait, une hypercitrullinrmie est classiquement observre dans l'insuffisance rrnale chronique [23]. Cependant,/l notre connaissance, cette voie de recherche n'a pas 6t6 ex- ploitre. Conclusion Les variations de l 'aminoacidrmie s'inscrivent dans le cadre d'une rrponse normale/l l'agression, mais avec le risque qu'elles deviennent excessives ; ~t l'heure off la prise en charge nutritionnelle doit foumir les substrats adaptrs h la situation mrtabolique, il semble inopportun de laisser se drvelopper des hypo- ou des hyperamino- acidrmies. Lorsque le plateau technique le permet - - et dans le cadre d'une collaboration 6troite entre clini- ciens et biochimistes sprcialisrs - - , la phrnylalaninr- mie, et, darts certains cas, l 'aminoacidogramme complet peuvent utilement figurer dans un bilan nutri- tiormel au m~me titre que le bilan d'azote, la 3-mrthyl- histidine urinaire et les protrines srriques, marqueurs de l 'rtat nutritionnel. Bibliographie 1. Darmann D. Mrtabolisme de la glutamine in vivo chez l'homme: implications pour la nutrition artificielle. Nutr. Clin. Mrtabol. 1990 ; 4 : 203-214. 2. Newsholme EA, Newsholme D, Cuff R, Challoner E, Ar- dawi MSM. A role for muscle in the immune system and its importance in surgery, trauma, sepsis and bums. Nutrition 1988 ; 4 : 261-268. 3. Cynober L. Amino acid metabolism in thermal bums. JPEN 1989 ; 13 : 193-205. 4. Radrizzani D, Iapichino G, Bozzetti G, Ammatuna M, Co- lombo A. 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