Le cycle de Cori décrit les voies métaboliques liées par lesquelles les muscles, même en l’absence d’oxygène, restent capables de fonctionner. Cela se produit en raison de la capacité du foie à reconvertir les déchets chimiques d’un muscle en sa source d’énergie. Le cycle a été cartographié pour la première fois en 1929 par les médecins mariés Carl et Gerty Cori, qui ont reçu le prix Nobel de médecine 1946 pour leur découverte éponyme. Il explique comment le glucose peut être consommé par les muscles, lessivant ainsi le lactate. Le foie utilise ensuite ce lactate pour créer du glucose, le tout entièrement par des réactions enzymatiques.
Les muscles combinent normalement le glucose avec de l’oxygène pour générer de l’énergie. Si l’oxygène n’est pas disponible, la décomposition anaérobie du glucose est réalisée par un processus de fermentation appelé glycolyse. L’un de ses sous-produits est le lactate, un acide soluble du lait qui est excrété dans la circulation sanguine. Parmi les nombreuses fonctions biologiques du foie se trouve la gluconéogenèse, le processus par lequel le corps maintient le niveau de sucre dans le sang grâce à la synthèse de glucose à partir de composants non glucidiques. Le co-enzyme catalytique adénosine triphosphate (ATP) est essentiel pour compléter cette boucle.
En présence normale d’oxygène, la glycolyse dans les cellules musculaires produit deux unités d’ATP et deux unités de pyruvate, un acide simple qui a été impliqué comme précurseur possible de la vie organique. Les deux composés fournissent l’énergie qui permet à une cellule de perpétuer la respiration à travers une série de réactions chimiques appelées cycle de Krebs, également appelé cycle de l’acide citrique ou de l’acide tricarboxylique. L’oxydation retire un atome de carbone et deux atomes d’hydrogène – l’eau et le dioxyde de carbone – de l’équation. Le prix Nobel 1953 a été décerné au biochimiste qui a cartographié et nommé ce processus cyclique.
En l’absence d’oxygène, les enzymes organiques peuvent décomposer les glucides du glucose par fermentation. Les cellules végétales convertissent le pyruvate en alcool; une enzyme déshydrogénase dans les cellules musculaires le convertit en lactate et en acide aminé alanine. Le foie filtre le lactate du sang pour le désosser en pyruvate puis en glucose. Bien que moins efficace que le cycle de Cori, le foie est également capable de recycler l’alanine en glucose, ainsi que l’urée composée de déchets, dans un processus appelé cycle de l’alanine. Dans les deux cas de néoglucogenèse, le sucre retourne dans la circulation sanguine pour alimenter les besoins énergétiques élevés des cellules musculaires.
Comme pour la plupart des cycles naturels, le cycle de Cori n’est pas une boucle entièrement fermée. Par exemple, alors que deux molécules d’ATP sont produites par glycolyse dans les muscles, il en coûte au foie six molécules d’ATP pour alimenter le cycle par néoglucogenèse. De même, le cycle de Cori n’a nulle part où commencer sans l’insertion initiale de deux molécules d’oxygène. Finalement, les muscles, sans parler du reste du corps, ont besoin d’un nouvel approvisionnement en oxygène et en glucose.
Les exigences physiologiques d’un exercice vigoureux engagent rapidement le cycle de Cori pour brûler et recréer du glucose de manière anaérobie. Lorsque la demande d’énergie dépasse la capacité du foie à convertir le lactate en glucose, une condition appelée acidose lactique peut survenir. L’excès d’acide lactique abaisse le pH du sang à un niveau dommageable pour les tissus, et les symptômes de détresse comprennent une hyperventilation profonde, des vomissements et des crampes abdominales. L’acidose lactique est la cause sous-jacente de la rigor mortis. Le corps ne respirant plus, tous ses muscles continuent de consommer du glucose grâce à la répétition ininterrompue du cycle de Cori.