EA 4324

Optimisation des Régulations Physiologiques

ORPHY

L’activité physique :

un moyen de prévention

du Diabète de type 2 (DT2)

C. Goanvec, PhD

rphyO EA-4324

1

DT2 : définitions Fédération Internationale des Diabétiques :

2014 : plus de 350 millions de personnes sont touchées par le DT2

2035 : près de 600 millions de DT2

(Delbin 2014, Forbes 2013, Coughlan 2014).

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DT2 : Maladie insidieuse caractérisée par

une hyperglycémie (HG),

une résistance à l’insuline (IR) et / ou

une diminution de la production d’insuline.

DT2 : définitions Fédération Internationale des Diabétiques :

2014 : plus de 350 millions de personnes sont touchées par le DT2

2035 : près de 600 millions de DT2

(Delbin 2014, Forbes 2013, Coughlan2014).

2 types d’anomalies :

1 - Anomalies des effets de l’insuline : IR périphérique avec hypersécrétion

compensatoire de l’insuline.

= insensibilisation des récepteurs membranaires à l’insuline et

= diminution de son action sur tissus cibles (foie, muscle squelettique, tissu adipeux).

2 - Altération de l’insulinosécrétion : réduction de la sécrétion d’insuline par le

pancréas (cellules béta), liée à la glucotoxicité et à l’ancienneté de la maladie.

= évènement final qui conduit à l’HG chez la plupart des sujets DT2

DT2 : Maladie insidieuse caractérisée par

une hyperglycémie (HG),

une résistance à l’insuline (IR) et / ou

une diminution de la production d’insuline.

DT2 : complications

4

Patient DT2 :

4 X + de risque de

MCV

Influence environnementale

Style de vie

Composante génétique et épigénétique

Age

Sédentarité

Augmentation de la masse corporelle…

1er FR du DT2 = obésité

DT2 : complications

5

DT2 associé

Complications et Co-morbidités incluant

MCV due à une hyperglycémie

Cardiomyopathie diabétique

= dysfonction diastolique

Incapacité de relaxation : cause de

l’infarctus (2.4 à 5 X> chez le

DT2) (Trachanas et al., 2014)

Macrovasculaire :

atteinte des grosses

artères, coronaires…

Microvasculaire : atteinte

des petites artères :

rétinopathie, néphropathie,

neuropathie

MCV : infarctus, AVC,

maladie coronaire,

athérosclérose

DT2 : critères de détermination

Hyperglycémie à jeun >1.26 g.l-1 ou 7 mM ap 8h de jeûne

Outil de suivi

- HbA1c (%) : reflet de la glycémie moyenne de 4 à 8 sem précédant le

dosage.

Indépendant du régime alimentaire et de l’exercice physique et de l’état de

jeûne.

6

Efficacité de l’activité physique

1- Sur le contrôle de la glycémie

Amélioration de la sensibilité à l’insuline et de tolérance au glucose

(transporteur) et rendement de la glycolyse améliorée…

Diminution du taux d’HbA1c

7

Nombreuses études expérimentales chez l’homme et

l’animal : comprendre les mécanismes impliqués

dans les effets d’un exercice isolé (persistance 48h

max) et chronique sur cette pathologie.

Qiu et al., 2014, Sigal et al , 2007

Efficacité de l’activité physique

8

2- Sur la diminution des FR des MCV Obésité, hypertension, hyperlipidémie…

1- Sur le contrôle de la glycémie

Amélioration de la sensibilité à l’insuline et de tolérance au glucose

(transporteur) et rendement de la glycolyse améliorée…

Diminution du taux d’HbA1c

Efficacité de l’activité physique

9

2- Sur la diminution des FR des MCV Obésité, hypertension, hyperlipidémie…

3- Action propre de l’exercice

sur le système vasculaire (40%) des quantités de glucose et d’insuline délivrées au muscle par augmentation

de la densité capillaire et de la vasodilatation NO-dépendante (shear stress)

1- Sur le contrôle de la glycémie

Amélioration de la sensibilité à l’insuline et de tolérance au glucose

(transporteur) et rendement de la glycolyse améliorée…

Diminution du taux d’HbA1c

Modalités d’exercice physique

Type d’exercice le plus

approprié? Fréquence?

Durée des séances? Volume?

10

Endurance Maintenir un effort d’intensité faible

à modérée, au moins 20 min

Filière aérobie

Résistance Maintenir un exercice d’intensité élevée proche de la capacité max

de l’individu, temps courts 20 sec à 3 minutes.

Filière anaérobie lactique

Contre – Résistance = Force musculation (surcharge) maintien et ou gain de

masse musculaire

Isométrique, excentrique, concentrique

Entraînement en endurance et DT2

Thomas et al 2006, Umpierre et al. , 2011.

Effet seul de l’exercice

régulier modéré :

groupe exercice versus

groupe sans exercice sur 14

études

377 sujets âge moyen 60 ans

intervention de 8 semaines à

12 mois

Thomas et al 2006 :

meta-analyse

Par rapport au groupe contrôle :

•Effet propre modéré de l’exercice régulier sur le taux

d’HbA1c de l’ordre de 0,6%,

• Pas de perte de poids significative

• Même si effets favorables sur la composition

corporelle avec au moins 2,5 h de marche par semaine.

• Les exercices encadrés sont plus efficaces sur la

diminution de l’ HbA1c que ceux réalisés seuls.

• En associant la diététique, les effets sont renforcés

(Aguiar et al., 2014)

Amélioration de l’équilibre glycémique

11

Recommandations

Recommandations actuelles pour patients DT2 centrées sur :

l’amélioration de l’équilibre glycémique,

le maintien du poids et

la réduction du risque cardiovasculaire.

Exercices en endurance

Fréquence : au moins 3j/sem avec pas plus de deux jours consécutifs sans activité physique

Intensité : au moins modérée (40-60%VO2max)

Durée : au minimum 150 min/sem d’activité d’intensité modérée, pratiquée par sessions

d’au moins 10 min et réparties dans la semaine.

Exercices contre –résistance

Fréquence : au moins 2 fois par sem sur des jours non consécutifs

Intensité modérée : 50% d’une répétition maximum à élevée

Durée 5 à 10 exercices par session avec 10-15 répétitions jusqu’à la fatigue avec

progression des charges au cours du temps

Séries : 3 séries de 8 à 10 répétitions par exercices.

Exercices en résistance ? Combiné

Duclos et al., 2012 12

Yang et al, 2014

L’exercice en résistance est-il

comparable à l’endurance?

- Endurance et résistance : comparables

sur 4 mois . A plus long terme???

- Endurance : réduction de l’IMC et

meilleure aptitude physique (physical

fitness) (consommation max d’oxygène et

FC)

- Les deux permettent d’adapter l’exercice

en fonction des possibilités de chaque

patient (surpoids, obésité,

complications…)

13

L’essentiel est de pratiquer

une activité physique, le

choix d’une modalité

d’exercice est secondaire.

Umpierre et al., 2013

Volume, intensité en endurance

et résistance : contrôle glycémique

14

A - Endurance : HbA1c

associé à la fréquence des

exercices.

B - Combiné encadré :

HbA1c associé au volume

d’exercice en résistance/sem.

En combiné : quantité

minimale d’exercice aérobie requise

(33min)

Volume

d’exercice

=

déterminant

majeur

du contrôle

glycémique du

patient DT2

Pourquoi des modèles animaux?

1 – aspects fonctionnels?

2 – aspects moléculaires?

3 – standardisation et grand nombre/groupe

4 – nombreux modèles disponibles…

Otsuka long evans Tokushima fatty rats

OLET OLETF

Zucker Diabetic Fatty rats

Goto-Kakisaki

15

Modèles génétiques Supplémentation

Ob/ob

Lep-/-

Db/db

Lepr-/-

KKA

Polygenic

obese

ZDF

Lepr-/-

OLETF

polygenic

obese

GK

polygenic

nonbese

Lipides Sucres

Mécanismes cellulaires :

insuline et dysfonction endothéliale

•Rask-madsen et al, 2013, cell metabolism, Xu et al 2009 16

Shear

stress Flk1-

PECAM

Mécanismes cellulaires: DE et DT2

Grijalva et al., 2008.

Rat GK,

Ventricule gauche

17

Travaux actuels :

Julie Dupas (Doctorat en cours, ORPHY)

18

Boisson enrichie en fructose (20%) = 15mg/j FF (3 sem d’âge)

12

sem

Prélèvements d’organes

12

sem 6

sem

Age

3

9

15

FF ExFF

VMA, citrate synthase

Julie Dupas (Doctorat en cours, ORPHY)

Age

Groupe

9 semaines 12 semaines 14 semaines

Ex FF 1,77 ± 0,05

km.h-1

+16,1% +31,1%

Ex 1,86 ± 0,04 +35% +52%

• Course adaptée à chaque individu

• Entraînement

– chronique (6 semaines)

– intensité modérée (60-70% VMA)

• Entraînement efficace (Citrate Synthase)

Ex FF : + 30,6 %, Ex : +56,3%

19

Effet régime :

masse et prise énergétique

0

100

200

300

400

500

600

3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Ma

sse

corp

ore

lle

(gra

mm

es)

Âge (semaines)

Masse corporelle

FF

C

Ex

ExFF

*** **

***

**

**

- Prise de masse corporelle >

chez les FF dès l’âge de 10

semaines : puberté.

- Ex FF mangent moins que les

autres : exercice.

- Prise énergétique quotidienne

(Kcal/j/kg) > chez les

supplémentés : Fructose.

Julie Dupas (Doctorat en cours, ORPHY)

20

Après 12 sem de régime

Group

Parameter

15 weeks

C FF

Bodyweight

(g)

408±14 495±25

***

Energy intake (kcal/d/kg bw) 175±5 247±7

***

Fasting glycaemia (mg/dl) 88.1±3.2 98.3±3.2

*

Heart weight (%bw) 0.25±0.01 0.32±0.01

*

HOMA –IR > 1,85 1.85±0.28

2.87±0.42

*

Isi-Gly

0.11±0.01

0.07±0.01

**

Julie Dupas (Doctorat en cours, ORPHY) 21

Effet de 6 sem d’entraînement

*

Exercise:

- Masse corporelle

- Masse du coeur

- Glycémie à jeûn

- Résistance à l’insuline (HOMA IR)

- Sensibilité à l’insuline (isi-gly)

- Prévient la DE liée à l’âge Julie Dupas

22

*

*

L’activité physique est-elle

un moyen de prévention du DT2?

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