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Physiopathologie
Le diabète de type 2 est caractérisé par deux types d’anomalies qui s’installent en 2 temps.
• L’insulinorésistance (14)
Elle touche surtout le muscle mais aussi le foie et le tissu adipeux. C’est la résultante de surcharge pondérale, de la répartition abdominable, sous cutanée et viscérale des graisses causées soit par des facteurs génétiques (hypersensibilité du tissu adipeux à l’insuline), soit par des facteurs environnementaux (alimentation riche en graisses et en sucres rapides, sédentarité).
Le tissu adipeux viscéral libère une grande quantité d’acides gras libres. Le flux portal des acides gras libres favorise la synthèse hépatique des triglycérides et stimule la néoglucogenèse hépatique. Au niveau musculaire, il existe une véritable compétition entre les acides gras libres et le glucose pour être oxydé : les acides gras libres sont oxydés en priorité, entraînant une production accrue d’acétyl-CoA qui inhibe en retour les enzymes de la glycolyse. L’énergie musculaire est donc fournie en priorité par l’oxydation des acides gras libres et le stock de glycogène musculaire reste intact, ce qui réprime en retour la glycogène synthase. En résumé, le stockage et l’utilisation du glucose sont diminués au niveau musculaire alors qu’au niveau hépatique, il y a une stimulation de la néoglucogénèse. Tout ceci concourt à augmenter la glycémie. Les adipocytes présentent une fonction endocrine (libération de leptine, résistine, adiponectine …) qui joue un rôle important dans l’insulino-résistance et l’excès pondérale (figure 3). La sédentarité peu également être la cause d’une insulinorésistance car l’absence d’activité physique provoque une diminution de l’irrigation musculaire : la quantité d’insuline atteignant les cellules musculaires est donc plus faible. Le nombre de fibres musculaires de type 1 très sensibles à l’action de l’insuline diminue au profit des fibres de type 2 plus insulino-résistantes (figure 3).
• L’insulinopénie (14)
L’insulinorésistance hépatique (augmentation de la néoglucogenèse) et musculaire (diminution de l’utilisation du glucose) provoque une augmentation de la glycémie qui stimule les cellules β des îlots de Langerhans responsables d’un hyperinsulinisme (la glycémie à jeun est donc normale). Après plusieurs années, la sécrétion d’insuline diminue, la glycémie augmente et le diabète s’installe.
• Autres désordres métaboliques (14)
Les effets anaboliques et anti cataboliques de l’insuline en dehors du métabolisme glucidique peuvent aussi être réduits, notamment sa capacité à réduire la lipolyse au niveau du tissu adipeux, ce qui est important car les acides gras ainsi libérés contribuent aux perturbations de l’homéostasie glucidique. On note ainsi l’apparition d’un syndrome polymétabolique qui se traduit par : o une hypertension artérielle due à une augmentation de la sécrétion de l’angiotensinogène et de l’angiotensine 2 ;
o une dyslipidémie avec la diminution de la synthèse d’adiponectine qui conduit à une diminution de l’oxydation musculaire des acides gras. La lipase hépatique favorise la transformation des IDL en LDL et diminue la production d’HDL.
o un état prothombotique dû à une augmentation du PAI-1 et du facteur tissulaire qui augmente le risque thrombotique ;
o un processus inflammatoire chronique à bas bruit avec une sécrétion de TNF-α par le tissu adipeux.
Diagnostic et marqueurs de suivi
Diagnostic
L’OMS a publié depuis 1965 des guides pour le diagnostic et la classification du diabète et ces derniers ont été révisés pour la dernière fois en 1998 puis ont été publiés comme recommandations pour la définition, le diagnostic et la classification du diabète sucré et de ses complications. Le diagnostic de diabète peut être établi de trois façons différentes, qui, en l’absence d’une hyperglycémie évidente devront être confirmées par une deuxième mesure :
• symptômes de diabète (polyurie, polydipsie, amaigrissement inexpliqué, somnolence voire coma) et glycémie quelle que soit l’heure ≥ 2,00 g/L (11,1 mmol/L) ;
• glycémie à jeun≥1,26 g/L (7,00 mmol/L) à deux reprises ;
• glycémie 2 h après une charge de 75 g de glucose lors d’une hyperglycémie provoquée par voie orale ≥ 2,00 g/L (11,1 mmol/L) (15).
Des niveaux intermédiaires d’hyperglycémie (glycémie à jeun entre 1,1 et 1,25 g/l, HGPO entre 1,4 et 2 g/l et HbA1c entre 5,7 et 6,4 %) sont aussi observés. Ils définissent un stade d’un pré-diabète qui serait associé à une augmentation du risque de progression vers le diabète de type 2.
Marqueurs de suivi (16)
• Glycémie à jeun
La glycémie à jeun mesure le taux de glucose dans le sang après au minimum 12 heures de jeûne. En cas de diabète, un contrôle régulier est nécessaire afin de maintenir l’équilibre glycémique du patient et de diminuer le risque de complications vasculaires micro et macroangiopathiques. La mesure de la glycémie est donc un examen de routine chez les patients diabétiques dans le cadre de leur suivi (17)
• Hémoglobine glyquée (HbA1c)
L’HbA1c, encore appelée hémoglobine glycosylée est un paramètre biologique particulièrement utile et constitue le paramètre de référence dans la surveillance de l’équilibre glycémique des patients diabétiques (18). Son dosage régulier par un prélèvement sanguin veineux, permet de surveiller l’équilibre glycmique des patients diabétiques et, ainsi d’évaluer et d’adapter leurs traitements. Sa valeur augmente lorsque les périodes d’hyperglycémie ont été fréquentes durant les 120 jours précédant la mesure, et diminue lorsque la glycémie a été correctement équilibrée. L’HbA1c devrait être déterminée 3 à 4 fois par an pour optimiser l’équilibre glycémique et ainsi réduire les complications (19).
• La microalbuminurie
La microalbuminurie (ou pauci albuminurie) traduit une excrétion modérée d’albumine. La mesure se fait par dosage immunologique spécifique. Elle est pathologique si elle est supérieure à 30 mg/24h. Ce marqueur signe l’évolution de la néphropathie diabétique et constitue un paramètre de risque cardiovasculaire dans le diabète de type 2. La microalbuminurie fait partie du bilan annuel du diabétique.
• Les fructosamines
Le terme « fructosamines » représente l’ensemble des protéines glyquées plasmatiques et non une molécule particulière. La glycation des protéines plasmatiques dépend d’une part de la concentration de glucose circulant et d’autre part de la concentration des protéines. Elle s’effectue par une fixation spontanée, non enzymatique, du glucose aux groupements aminés des protéines, principalement de l’albumine (80 %), mais aussi de nombreuses autres protéines (globulines, complément C3…).
La stabilisation de la cétoamine formée est connue sous le nom de « réarrangement d’Amadori ». Il aboutit à une molécule capable de représenter l’imprégnation glucidique de l’organisme au même titre que l’hémoglobine glyquée.
Le taux des protéines glyquées peut donc être une bonne appréciation de l’équilibre glycémique, en particulier dans les circonstances prenant en défaut l’interprétation de l’hémoglobine glyquée. En revanche, sa demi-vie est courte, les fructosamines représentent l’équilibre des 2 à 3 semaines précédant le dosage, et non celui des 3 mois comme l’hémoglobine. Son intérêt reste donc important dans trois situations :
o chez les femmes diabétiques au cours de la grossesse, où le clinicien a besoin d’un marqueur de cinétique rapide ;
o lors d’une modification thérapeutique qui, elle aussi, appelle un marqueur de cinétique rapide ;
o dans les cas d’interprétation impossible de l’hémoglobine glyquée (présence d’un variant de l’hémoglobine, par exemple.
• Autres marqueurs
En dehors des paramètres cités plus haut, d’autres marqueurs peuvent être recherchés dans le suivi des patients diabétiques. Il s’agit notamment :
o du bilan lipidique réalisé après un jeune de 12h comprenant le dosage du cholestérol total, du LDL-C, du HDL-C, et des triglycérides pour rechercher une éventuelle dyslipidémie ;
o la créatininémie et le calcul de la clairance pour évaluer la fonction rénale ;
o la protéinurie et l’hématurie, ainsi que la recherche d’infection par bandelettes urinaires.
Prise en charge médicamenteuse
On distingue les antidiabétiques oraux qui sont destinés à faire baisser la quantité de sucre dans le sang et l’insuline. Les antidiabétiques oraux seront classés en fonction de leur mode d’action.
• Les médicaments de l’insulinorésistance (38)
o Biguanides : les biguanides augmentent l’utilisation périphérique du glucose, diminue la production de glucose hépatique par la réduction de la néoglucogenèse mais favorisent également l’utilisation périphérique de l’insuline et provoquent une inhibition de l’absorption intestinale du glucose ;
o Glitazones ou thiazolidine diones : ils agissent spécifiquement sur l’insulinorésistance. On note également une réduction de la glycémie en agissant sur la néoglucogenèse mais aussi ils réduisent la quantité d’insuline circulante et augmente le stockage pancréatique. Le médicament est pris au moment des repas.
• Les médicaments insulinosécréteurs
o Sulfamides hypoglycémiants : ils stimulent l’insulinosécrétion par la stimulation des cellules béta des îlots de Langerhans. Les médicaments sont pris 30 mn avant les repas et ne doivent pas être pris au coucher. Les hypoglycémies sous sulfamides hypoglycémiants sont souvent plus graves et plus prolongées que celles observées sous insuline nécessitant ainsi une adaptation des doses. Ils sont contre-indiqués chez les patients en insuffisance rénale ainsi que les sujets âgés de plus de 75 ans (38) ;
o Les glinides : Ils ont une action similaire à celui des sulfamides mais leur site de liaison sur la cellule bêta est différent de celui des sulfamides. Leur action est plus rapide et plus courte (38) ;
o Inhibiteurs des alphaglucosidases : les alphaglucosidases hydrolysent le saccharose et l’amidon en unités de glucose qui sont absorbées au niveau des villosités intestinales. En inhibant ces enzymes, les inhibiteurs des alphaglucosidases ralentissent l’absorption des glucides contenus dans les aliments d’où une diminution de l’élévation de la glycémie. Ils sont principalement actifs sur la glycémie post-prandiale. La prise du médicament se fait au début de chaque repas (38).
• L’insuline
L’insulinothérapie est systémique dès la découverte du diabète pour le diabétique de type 1, alors que pour le diabète de type 2, elle est nécessaire après une certaine évolution de la maladie lorsque l’insuline n’est plus produite en quantité suffisante par le pancréas et à la suite de l’inefficacité des mesures hygiéno-diététiques et des traitements oraux. Il est recommandé d’effectuer des injections d’insuline si l’hémoglobine glyquée est supérieure à 8 % et si la stratégie graduée (hygiène de vie, monothérapie orale, bithérapie orale aux doses maximales) n’a pas donné les résultats escomptés. On distingue différentes insulines en fonction de leur durée d’action:
o Les insulines rapides (39) : permettent d’avoir un effet immédiat avant le repas et parmi lesquels il y’a ceux qui sont actives 30 mn après leur injection avec une durée d’action qui dure 6 h, mais aussi il y’ a ceux qui sont actives dès leur injection qui sont les analogues rapides de l’insuline et durent 3 heures ;
o Les insulines à action prolongée (39) : utilisées pour avoir un effet dans le temps, elles sont actives 1 heure après l’injection avec une durée d’action de 12 heures et de 18 à 24 heures pour les analogues d’action prolongée ;
o L’insuline NPH (intermédiaire, insuline rapide associée à une protéine, la Protamine) : elle est active environ 1 heure après l’injection, le pic d’action survient après 4 à 6 heures, elle a une durée d’action d’environ 12 heures ;
o Les mélanges d’insulines (39) : il s’agit d’un mélange d’insuline rapide et d’insuline à effet prolongée afin d’avoir un effet immédiat mais également un effet à long terme durant toute la journée.
L’apport insulinique se fait soit sous formes d’injections (à l’aide de seringue ou de stylo) soit avec une pompe, appareil portable ou implantable destiné à être administré en continu. Les schémas des traitements sont prescrits par le diabétologue en fonction du patient, des circonstances et de l’évolution du diabète. Il peut s’agir : des injections 2, 3 ou 4 fois par jour et associent toujours une insuline d’action rapide et une insuline d’action prolongée, et le traitement par la pompe à insuline qui n’utilise que de l’insuline d’action rapide.
Généralités sur l’homocystéine
Origine et structure
L’homocystéine est un acide animé, soufré. C’est un métabolite intermédiaire du catabolisme de la méthionine qui est un constituant des protéines. Son nom est issu de son analogie structurale avec la cystéine, un acide aminé au niveau duquel on a un méthylène –CH2 – en moins (figure 8). Elle est synthétisée par toutes les cellules de l’organisme et catabolisée principalement au niveau du foie et des reins où elle est recyclée en méthionine ou en cystéine à l’aide de l’une des 2 voies : la voie de la reméthylation et la voie de la transsulfuration (1).
Métabolisme
• Formation (41)
L’homocystéine provient du métabolisme de la méthionine dont l’origine est principalement alimentaire. Elle est issue des réactions de méthylation catalysées par les méthyltransférases du S-adénosyl-méthionine (S-ad-met) (forme active de la méthionine) qui lorsque les groupements méthylés se fixent sur leur substrat (acides nucléiques, protéines, catécholamines…), aboutit à la formation du S- adénosyl-homocystéine (S-ad-hcy). L’homocystéine est ainsi libérée par la suite par hydrolyse (figure 9).
• Catabolisme
L’homocystéine peut être métabolisée suivant 2 voies distinctes qui sont vitamino-dépendantes :
o Voie de la reméthylation en méthionine, qui représente un système de conservation et est ubiquitaire. Elle consiste en une reméthylation de l’homocystéine à partir de la méthionine synthase qui la catalyse et en présence d’un donneur de méthyl n-5-methyltetrahydrofolate (42). Les folates et la vitamine B12 sont des cofacteurs de la méthionine synthase, donc nécessaire à la réaction. Une autre réaction catalysée par la bétaïne-homocystéine méthyltransférase est utilisable, localisée essentiellement au niveau du foie avec comme donneur de méthyl la bétaïne et libère la diméthyl-glycine (figure 9) (42).
o Voie de la transsulfuration, qui conduit à la formation de cystéine.
Pour cette voie, l’homocystéine réagit avec la sérine avec comme catalyseur la cystathionine synthase vitamine B6 dépendante, qui donne la cystathionine (41). Cette dernière subit une autre réaction catabolisée par la cystathionase et libère l’homosérine et la cystéine. Le catabolisme final conduit à la formation de sulfates (41). Elle se déroule essentiellement au niveau du foie, rein, pancréas et cerveau et est irréversible contrairement aux autres voies métaboliques ce qui fait que la cystéine n’est pas utilisable pour la synthèse de la méthionine (utile dans les recommandations dans le cadre diététique) (figure 9).
• Elimination
Après catabolisme intracellulaire, l’homocystéine est rapidement éliminée hors des cellules et se retrouve au niveau du plasma à des concentrations avoisinant 10 µmol/l et permet de maintenir des concentrations intracellulaires basses car étant potentiellement cytotoxique (43). Le devenir de l’homocystéine plasmatique n’est pas bien connu compte tenu du fait que chez un sujet sain l’excrétion rénale est faible par rapport à l’homocystéine formée (43).
Le plasma contient des quantités d’homocystéine réduite (sulfhydryle) et oxydée (disulfure). On note 70 % d’homocystéine liée aux protéines, et sur la fraction libre 30 % sous forme oxydée et environ 1 % à l’état libre réduite. L’ensemble des 3 formes désigne le terme d’homocystéine plasmatique totale (figure 10). (44).
Mécanisme de régulation (1)
Les voies de reméthylation et de transsulfuration sont synchronisées de telle sorte que lorsqu’une voie est altérée l’autre prend le relais pour qu’il n’y ait pas d’accumulation d’homocystéine. Lors d’une alimentation normale, avec un apport normal en méthionine, la molécule de l’homocystéine est recyclée environ 2 fois par la voie de la reméthylation avant d’être catabolisée par la voie de la transsulfuration. L’organisme régule l’utilisation de l’homocystéine en fonction de l’apport en méthionine par une voie de régulation commune aux deux voies. Elle se fait par la S-adénosyl-methionine qui en fonction de sa concentration peut inhiber ou non la méthylène-tétrahydrofolate-réductase (MTHFR) orientant alors vers la reméthylation ou la transsulfuration. Ainsi, lorsque l’apport en méthionine est élevé, il s’en suit une augmentation de la Sadénosil-méthionine qui va inhiber la méthylène-tétrahydrofolate-réductase (MTHFR) et active la cystathionine-β-synthase (CBS) permettant une dégradation de l’homocystéine. A l’opposé lorsque l’apport en méthionine est faible, cela provoque une diminution du S-ade-mét entrainant une inhibition du cystathionine béta synthase (CBS) et la voie de la reméthylation favorisée (46).
Dosage
• Prélèvement
Le dosage se fait après un jeune de 12h et à distance d’événement aigu vasculaire thrombotique (de 3 mois au moins). Le sang veineux est recueilli sur tube sec et l’échantillon est centrifugé immédiatement après le prélèvement à cause du passage de l’homocystéine des globules rouges vers le plasma qui provoque de fausses hyperhomocystéinémie plasmatique(47). Sinon l’échantillon doit être mis dans de la glace jusqu’à son arrivé au laboratoire (délai maximum de 4 heures).
• Techniques de dosage (1)
Plusieurs méthodes de détermination des différentes formes de l’homocystéine plasmatique totale se font depuis sa découverte dans les années 1980 :
o Méthodes colorimétriques
L’homocystéine liée (forme oxydée) est réduit en homocystéine libre qui réagit alors avec la sérine sous l’action de la cystathionine beta-synthase (CBS). La cystathionine est transformée par la cystathionine beta-lyase (CBL) pour produire de l’homocystéine, du pyruvate et de l’ammonium.le pyruvate est alors converti en latate sous l’action du lactate déshydrogénase (LDH) avec comme coenzyme le NADH.
L’absorbance du NAD formé, lue à 340nm, est directement proportionnel à la concentration de l’homocystéine(48).
o Méthodes chromatographiques
Chromatographie liquide haute performance (CLHP)
Il s’agit de la technique la plus utilisée pour le dosage de l’homocystéine. La réduction des thiols et le découplage de l’homocystéine et disulfides des protéines plasmatiques sont effectués à l’aide de Tris(2-carboxyéthyl) phosphine. Après déprotéinisation à l’aide de d’acide perchlorique (PCA), les thiols sont dérivatisés avec l’acide 7-Fluorobenzofurazane-4sulfonique (SBD-F). Les dérivés SBD-F sont séparés par CLHP et l’homocystéine totale est mesurée par détection fluorimétrique (50).
Chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse
Elle nécessite une réduction de l’homocystéine par le dithiothréitole (DTT) suivi d’une extraction de l’homocystéine par passage sur une résine échangeuse d’ions puis silylée par le N-(tert-butyldiméthylsilyl) N-méthyltrifluoroacétamide (MBSTFA). La CPG provoque la séparation des composés silylés en quelques minutes (47).
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Table des matières
INTRODUCTION
PREMIERE PARTIE : GENERALITES
I. Généralités sur le diabète de type 2
I.1. Définitions
I.2. Classification
I.3 Epidémiologie
I.4. Physiopathologie
I.5. Diagnostic et marqueurs de suivi
I.5.1. Diagnostic
I.5.2. Marqueurs de suivi
I.6. Symptomatologie et complications
I.6.1 Symptomatologie
I.6.2 Complications
I.7. Traitement
I.7.1 Objectifs du traitement
I.7.2 Prise en charge non médicamenteuse
I.7.3 Prise en charge médicamenteuse
II. Généralités sur l’homocystéine
II.1. Origine et structure
II.2. Métabolisme
II.3. Dosage
II.4. Valeurs usuelles et variations physiologiques
II.5. Variations pathologiques
III. Relation entre homocystéinémie et diabète de type 2
DEUXIEME PARTIE : TRAVAIL EXPERIMENTAL
I. Méthodologie
I.1. Type et cadres de l’étude
I.2. Objectifs
I.3. Population étudiée
I.4. Echantillonnage
I.5. Paramètres étudiés
I.6. Méthodes de dosage
I.6.1. Dosage de l’homocystéine
I.6.2. Dosage de la glycémie à jeun
I.6.3. Dosage du cholestérol total
I.6.4. Dosage du cholestérol HDL
I.6.5. Dosage des triglycérides
I.6.6. Détermination de la concentration du cholestérol LDLpar la formule de Friedewald
I.6.7. Dosage de l’urée
I.6.8. Dosage de la créatinine
I.6.9. Dosage de la microalbuminurie
I.7. Exploitation statistique
II. Résultats
II.1. Caractéristiques générales de la population d’étude
II. 2. Comparaison des valeurs moyennes d’homocystéine et des paramètres biologiques entre les patients et les témoins
II.3. Détermination de la fréquence de l’hyperhomocystéinémie dans la population de diabétique de type 2 entre les patients présentant une hyperhomocystéinémie et ceux avec une
III. Discussion
CONCLUSION
REFERENCES
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