Diabète et obésité: disparition du détecteur du glucose au niveau de l'abdomen

Publié par Isabelle le 06/11/2020 à 13:00
Source: INRAE
Détecter en continu le taux de glucose dans le sang est vital à l'organisme pour qu'il anticipe les hypoglycémies et limite les hyperglycémies qui sont toutes les deux néfastes, en particulier au cours du diabète. Deux capteurs existent chez les mammifères: un au niveau du cerveau (Le cerveau est le principal organe du système nerveux central des animaux. Le cerveau traite les informations en provenance des sens, contrôle de nombreuses...) et l'autre au niveau de l'abdomen (L’abdomen désigne une partie du corps humain ou du corps d'un animal.). Grâce à une méthodologie d'imagerie (L’imagerie consiste d'abord en la fabrication et le commerce des images physiques qui représentent des êtres ou des choses. La fabrication se faisait jadis soit à la main, soit par impression...) innovante, INRAE et l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études supérieures). Aux États-Unis, au...) Adélaïde (Australie) ont, pour la première fois, réussi à quantifier l'activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.) du capteur (Un capteur est un dispositif qui transforme l'état d'une grandeur physique observée en une grandeur utilisable, exemple : une tension électrique, une hauteur de mercure, une intensité, la déviation d'une...) de glucose (Le glucose est un aldohexose, principal représentant des oses (sucres). Par convention, il est symbolisé par Glc. Il est directement assimilable par l'organisme.) au niveau de l'abdomen chez l'animal (Un animal (du latin animus, esprit, ou principe vital) est, selon la classification classique, un être vivant hétérotrophe, c’est-à-dire...) et l'Homme (Un homme est un individu de sexe masculin adulte de l'espèce appelée Homme moderne (Homo sapiens) ou plus simplement « Homme ». Par distinction, l'homme prépubère est...). Leurs résultats, publiés dans trois articles, montrent la disparition de ce capteur (Un capteur est un dispositif transformant l'état d'une grandeur physique observée en une grandeur utilisable exemple : une tension électrique, une hauteur de...) au cours de l'obésité (L'obésité est l'état d'une personne, ou d'un animal, souffrant d'une hypertrophie de la masse adipeuse, qui se traduit par un excès de poids, réparti de façon généralisée dans les diverses zones...). Leur étude ouvre de nouvelles perspectives thérapeutiques visant à la restauration de ce capteur pour prévenir des conséquences néfastes de l'obésité comme l'installation d'un diabète (Le diabète présente plusieurs formes, qui ont toutes en commun des urines abondantes (polyurie). Le mot « diabète » vient du grec ancien dia-baïno,...) de type II.


Diabète et obésité: disparition du détecteur du glucose au niveau de l'abdomen.
© INRAE - Christophe Maitre

La détection de la concentration sanguine en glucose est primordiale pour l'équilibre de l'organisme des mammifères. Pourtant, il n'existe que deux sites de détection de la concentration du glucose dans l'organisme. Le premier est situé dans le cerveau, au niveau de l'hypothalamus, et détecte principalement les hypoglycémies. Le second est situé dans l'abdomen au niveau de la veine porte, le vaisseau qui draine le sang (Le sang est un tissu conjonctif liquide formé de populations cellulaires libres, dont le plasma est la substance fondamentale et est présent...) en provenance du tube digestif. Son rôle est principalement de détecter les hyperglycémies. Cependant les caractéristiques de ce capteur et ses variations, en particulier chez le patient (Dans le domaine de la médecine, le terme patient désigne couramment une personne recevant une attention médicale ou à qui est prodigué un soin.) obèse ou diabétique, étaient à ce jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du...) inconnues.

Afin d'étudier ce capteur directement, les chercheurs ont synthétisé un marqueur se fixant dessus. Ils ont suivi la densité (La densité ou densité relative d'un corps est le rapport de sa masse volumique à la masse volumique d'un corps pris comme référence. Le corps de...) du marqueur qui se fixe sur le capteur au moyen d'une méthodologie innovante d'imagerie moléculaire (PET-CT - voir encadré). Ceci a permis de localiser puis de mesurer l'activité du capteur de détection du glucose au niveau de la veine porte chez des porcs miniatures avant et après prise de poids (La prise de poids est une modification de la masse corporelle, qui se traduit par une augmentation de l'Indice de masse corporelle.) jusqu'au stade (Un stade (du grec ancien στ?διον stadion, du verbe ?στημι istêmi, « se tenir droit et ferme ») est un équipement sportif.) de pré-diabète. Chez les animaux sans surpoids (Le surpoids est l'état d'une personne présentant une corpulence considérée comme légèrement plus importante que la normale ou la moyenne...), les scientifiques ont pu déterminer que le capteur s'étend sur une distance réduite à l'entrée du foie (Le foie est un organe abdominal impair et asymétrique, logé chez l'homme dans l'hypocondre droit, la loge sous-phrénique droite, la partie supérieure du creux épigastrique puis atteint...) et non tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) au long de la veine porte. Chez l'animal obèse, le capteur disparaît, supprimant de fait la détection du glucose au niveau de l'abdomen. Ces résultats ont été confirmés par l'enregistrement de l'activité nerveuse issue de ce même capteur: il y a bien suppression du signal ( Termes généraux Un signal est un message simplifié et généralement codé. Il existe sous forme d'objets ayant des formes particulières. Les...) vers le cerveau.

La disparition du capteur portal lors de la prise de poids (Le poids est la force de pesanteur, d'origine gravitationnelle et inertielle, exercée par la Terre sur un corps massique en raison uniquement du voisinage de la Terre. Elle est...) supprime une information capitale (Une capitale (du latin caput, capitis, tête) est une ville où siègent les pouvoirs, ou une ville ayant une prééminence dans un domaine social, culturel,...) pour le cerveau qui ne peut plus correctement évaluer la concentration en glucose dans le sang. La disparition de ce capteur est probablement impliquée dans les événements qui transforment l'obésité en diabète de type II. Mais sa restauration semble possible d'autant que la méthodologie d'imagerie mise au point (Graphie) permet un suivi rapide et non invasif de ce capteur, une avancée significative dans la médecine (La médecine (du latin medicus, « qui guérit ») est la science et la pratique (l'art) étudiant l'organisation du corps...) personnalisée. Ceci ouvre de nouvelles perspectives pour la prévention (La prévention est une attitude et/ou l'ensemble de mesures à prendre pour éviter qu'une situation (sociale, environnementale, économique..) ne se dégrade, ou qu'un accident, une...) et le traitement de l'obésité et du diabète.

Imagerie PET-CT


Figure: Image PET-CT de l'activité des récepteurs de la veine porte (en couleur) chez un animal modèle. En bas à droite: représentation tridimensionnelle de la veine porte du même animal. © INRAE / Charles-Henri Malbert
Pour détecter le glucose, le capteur de la veine porte utilise des récepteurs qui détectent une hormone (Une hormone est un messager chimique véhiculé par le système circulatoire qui agit à distance de son site de production par fixation sur des récepteurs spécifiques.) (Glucagon-like-peptide). Ces récepteurs sont également sensibles à d'autres molécules, certaines utilisées notamment pour le traitement du diabète. C'est en utilisant une molécule (Une molécule est un assemblage chimique électriquement neutre d'au moins deux atomes, qui peut exister à l'état libre, et qui représente la plus petite...) marquée, c'est-à-dire détectable par des techniques d'imagerie, se fixant sur ces récepteurs que les scientifiques ont localisé et mesuré l'activité du capteur du glucose. Au cours du même examen, l'imagerie hybride (En génétique, l'hybride est le croisement de deux individus de deux variétés, sous-espèces (croisement intraspécifique),...) PET-CT permet le suivi de la fixation de cette molécule marquée proportionnelle à la densité des récepteurs (image PET) dans le corps du patient (image CT).

Références:

Charles-Henri Malbert, Alain Chauvin, Michael Horowitz, Karen L Jones,
Glucose-sensing mediated by portal GLP-1 receptor is markedly impaired in insulin-resistant obese animals.
Diabetes, Diabetes 2020 Oct, doi.org/10.2337/db20-0361

Jones KL, Huynh LQ, Hatzinikolas S, Rigda RS, Phillips LK, Pham HT, Marathe CS, Wu T, Malbert CH, Stevens JE, Lange K, Rayner CK, Horowitz M.
Exenatide once weekly slows gastric emptying of solids and liquids in healthy, overweight people at steady-state concentration.
Diabetes Obes Metab. 2020, 22: 788-797, doi: doi.org/10.1111/dom.13956.
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