Glycation - Définition

Introduction

La réaction de Maillard, connue dans le monde médical sous le nom de « glycation non enzymatique des protéines », a d’abord été étudiée dans le cadre du diabète sucré grâce à l’hémoglobine glyquée. La glycation est une réaction naturelle qui a lieu notamment lors d'une hyperglycémie.

L’hémoglobine glyquée est une variante de l’hémoglobine obtenue par glycation qui sert maintenant de marqueur à long terme de l’état diabétique des patients : l'élévation de l'hémoglobine glyquée traduit une hyperglycémie prolongée liée à un diabète mal équilibré. Les travaux biochimiques de ces 20 dernières années ont aussi montré que la glycation a des conséquences dans tout l’organisme, et joue notamment un rôle important dans certaines maladies en provoquant des lésions cellulaires, tissulaires, et un vieillissement vasculaire. La glycation des protéines (dont l'hémoglobine glyquée parmi tant d'autres) ainsi est provoquée par la trop forte concentration de sucres dans le sang (comme c'est le cas dans le diabète). En dehors de cette situation, la glycation est ponctuelle et non enzymatique.

La glycation est un des facteurs de vieillissement accéléré des tissus. Les produits de Maillard ou PTG (produits terminaux de glycation) issus de la glycation sont hautement dangereux pour l’organisme et s’accumulent avec l’âge et plus particulièrement lors du diabète. Les PTG participent ainsi au développement de plusieurs maladies, telles que l’artériosclérose, l’insuffisance rénale, la rétinopathie diabétique et la cataracte. Ce sont ces mêmes PTG qui sont pour la plupart responsables des complications du diabète (principalement des complications micro vasculaires). Mais la glycation a tout de même l'intérêt de permettre de suivre le diabète, où l’HbA1c est un marqueur de l’évolution de la maladie et permet ainsi de mieux la suivre et donc de la traiter.

Une réaction en deux étapes

La condensation de Maillard et le réarrangement d’Amadori aboutissent aux produits de glycation dits précoces et qui caractérisent les protéines de demi-vie brèves ou intermédiaires, l’hémoglobine étant considérée dans ce cas comme appartenant à cette catégorie. Mais si l’on considère la suite de la réaction de Maillard, on obtient des produits de Maillard aussi appelés produits terminaux de glycation (PTG), caractérisant les protéines structurales de durée de vie prolongée. Le taux de formation de ces composés est, contrairement aux précédents, indépendant de la concentration en sucre mais dépend seulement de la durée de l’hyperglycémie et du temps du renouvellement protéique (turn-over protéique).

Le point clef est que si les 2 premières étapes se stabilisent à un plateau et ont une réversibilité potentielle suivant la glycémie, la 3^e progresse à partir du moment où il y a présence de sucres avec lesquels réagir, et les AGEs (Advanced Glycation End-products ou PTG) ainsi formés, étant très réactifs, sont responsables de nombreuses complications. La concentration des AGEs est ainsi proportionnelle à la glycémie sur de longues périodes de temps. De plus, les AGEs ne peuvent être détruits ni libérés des cellules dans laquelle ils ont été formés, contrairement aux produits précoces. En effet, les cellules sont dotées d’un petit organite appelé protéasome qui est chargé de détruire les protéines en les coupant en de nombreux peptides assez petits (de 9 à 12 acides aminés) pour être inoffensifs. S’il peut ainsi rendre inoffensifs les produits précoces, le protéasome n’a aucun effet sur les AGEs et ceux-ci s’entassent dans la cellule sans qu’elles puissent s’en débarrasser. Petit à petit, ces protéines glyquées encrassent la cellule, entraînant un dysfonctionnement de son métabolisme et enfin sa mort.

La glycation : un effet négatif au niveau des vaisseaux sanguins. Les conséquences de la glycation des protéines sont multiples car elles perdent certaines de leurs propriétés. Nous allons d’abord exposer quelques exemples qui aboutissent tous à des problèmes vasculaires, mais d’abord, étudions un vaisseau sanguin sain.