Soutenance mémoire
Mortalité liée au diabète en France
L’analyse des certificats de décès permet d’étudier la mortalité de la population en France et les maladies ou processus morbides qui ont directement contribué au décès. Le taux de mortalité correspond au nombre de personnes décédées rapporté à la population pendant une période donnée. Le diabète étant rarement la cause directe du décès, mais davantage une cause indirecte via une de ses complications, la mortalité est dite liée au diabète quand le médecin certificateur a reporté le diabète comme étant soit la causeinitiale du décès, soit une des causes associées au décès (analyse dite en causes multiples). Ainsi en 2006 : · Le diabète était mentionné dans 2.2% des certificats de décès comme cause initiale du décès (soit 11498 décès) et dans 6.1% des certificats parmi les différentes maladies ayant contribué au décès(causes multiples, initiale ou associées), (soit 32156 décès)
· Le taux brut de mortalitéliée au diabète était estimé à 51/100 000
· Le taux standardiséétait plus élevé chez les hommes que chez les femmes (41/100 000 versus23/100 000) · L’âge moyen du décès, lorsque celui-ci était lié au diabète, était de 78 anset était plus élevé chez les femmes que chez les hommes (81 versus75 ans) · Hors données outre-mer, la France occuperait la septième placeen termes de mortalité liée au diabète.
Physiopathologie du diabète de type 2
Longtemps, le diabète de type 2 fut considéré comme une maladie de l’insulinorésistanceavec deux stades évoqués : celui de l’insulinorésistance compensée et celui de l’insulinorésistance décompensée. Ainsi, une sécrétion insulinique insuffisante succédait à un hypersinsulinisme compensatoire.
Certaines études cependant ont démontré une perte importante et précoce de la fonction cellulaire bêta en réponse au glucose intraveineux, avec parallèlement unefaible aggravation de l’insulino-résistance dans le temps faisant de la perte de lafonction cellulaire bêta un acteur majeur de la physiopathologie du diabète de type 2. (3)
Si la conjonction de ces deux mécanismes est nécessaire et probablement obligatoire pour assurer l’installation d’un vrai diabète de type 2, il semblerait que seule la diminution de la capacité endocrine des cellules bêta de Langherans constitue l’anomalie physiopathologique principale évoluant tout au long de la vie du patient. La situation métabolique n’étant jamais stable, elle entraine une course constante à l’escalade de la prise en charge thérapeutique avec les échecs que l’on connait.
Voyons plus en détails les trois principaux processus à l’origine de l’apparition du diabète de type 2.
ATTEINTE DE LA FONCTION ET DE LA CAPACITE SECRETOIRE INSULINIQUE DU PANCREAS
Trois processus majeurs concourent à la régulation glycémique normale :
· La production hépatique de glucose
· La consommation par les tissus périphériques (tissus adipeux et muscles)
· La production d’insuline par la cellule bêta des ilots de langherans pancréatiques
Chez un sujet normal, l’insulinosécrétion est proportionnelle à la sensibilité périphérique au glucose et maintient l’homéostasie du glucose à jeun ou en postprandial à des valeurs dites normales. Un déficit de l’insulinosécrétion est à l’origine d’une hyperglycémie chronique définissant le diabète de type 2. L’origine de ce déficit est multiple: soit une dysfonction des ilots soit une diminution de leur nombre soit la conjonction des deux.
Anomalies fonctionnelles des cellules bêta
Deux principaux mécanismes sont à l’origine d’une altération de la pulsabilité insulinosécrétrice de l’îlot et d’une diminution de la capacité sécrétoire avec perte du pic précoce : la glucotoxicité et la lipotoxicité.
Concernant la glucotoxicité, certaines études ont démontré qu’une hyperglycémie prolongée était à l’origine d’une détérioration de la capacité sécrétoire d’insuline gluco-induite dont le mécanisme physiologique principal serait le suivant : la cellule béta possède des transporteurs de glucose de type GLUT-2 dont le nombre et l’affinité pour le glucose apparaissent régulés par le niveau glycémique. Une hyperglycémie chronique diminuerait le nombre etl’affinité de ces récepteurs donc diminuerait la glycolyse intra-îlot, signal capable d’induire l’insulino sécrétion ; de même le glucose est capable d’interfére r avec plusieurs phosporylases bêta cellulaires, elles-mêmes actrices dans l’exocytose.(4)
Concernant la lipotoxicité, des tests ont démontré qu’une diffusion prolongée d’acide gras désensibilise l’îlot au stimulus glucose chez l’animal et chez le sujetobèse. (5)
Perte de masse cellulaire bêta
L’étude UKPDS a démontré qu’à la découverte du diabète, 50% de la sécrétion d’ins uline était déjà diminuée. Deux mécanismes physiologiques seraient potentiellement à l’origine de cette perte cellulaire.
Apoptose
L’apoptose excessive serait un élément majeur dans la physiopathologie du diabète de type 2 avec une surexpression des gênes de la balance pro-apoptotique. Le mécanisme d’apoptose fait intervenir le facteur de transcription NF-κB et une surproduction de NOS, le tout associé à une hyperproduction de céramides modulant l’expression deBcl-2, gènes régulateurs de l’apoptose. Ce mécanisme peut être présent à l’étatbasal mais peut être aussi maj oré par la glucotoxicité et la lipotoxicité.
Dépôts amyloïdes
On trouve à l’origine de cemécanisme, le polypeptique amyloïde de l’îlot produit en parallèle de l’insuline puisque leur gène respectif partage le même promoteur.
L’hyperinsulinisme lié au diabète entraine une surproduction de cepolypeptide conduisant à leur précipitation et à la formation de fibrilles à l’origine de la dégénérescence de l’ilot. Il existe aussi un phénomène de glycation associé. Les fibrilles augmente l’expression des gênes pro-apoptotiques P53 et P 21, participent au stress oxydatif et active les canaux ioniquestrans-membranaires prolongeant l’augmentation du calcium intracellulaire, lui -même, facteur d’apoptose. (7)
INSULINORESISTANCE MUSCULAIRE ET ADIPOCYTAIRE
Plusieurs mécanismes sont à l’origine de l’insulinorésistance périphérique inhérente à l’apparition du diabète. Nous allons détailler les principaux.
Anomalie des voies de signalisation de l’insuline
Le schéma suivant résume l’action physiologique de l’insuline au niveau des tissus cibles chez le sujet dit « normal » (8):
Anomalie d’origine hormonale
L’hormone principalement concernée est la 11-β-hydroxystéroïde déshydrogénase type 1 permettant la synthèse du cortisol actif à partir de la cortisone inactive dont l’expression intramusculaire est augmentée chez l’insulinor ésistant. Un excès de corticostéroïdes au niveau d’un tissu cible comme le muscle est délétère pour le métabolisme glucidique puisqu’il inhibe localement l’action de l’insuline et donc, induitune insulinorésistance.
Anomalie vasculaire
Un défaut de vascularisation a plusieurs conséquences conduisant à l’insulino résistance : tout d’abord, une diminution du flux sanguin entraine une clairance modifiée des triglycérides et un apport diminué du glucose et d’insuline au muscle. Ilapparait donc u n gradient insulinémique entre le secteur plasmatique et interstitiel dont l’importance est corrélée au degré d’insulinorésistance. De même, l’altération de la fonction endothéliale à l’origine du défaut de vascularisation aggrave le phénomène d’insulinoré sistance en freinant le transport trans-capillaire.
Rôle des acides gras libres et des acides gras intramusculaires
Un facteur important de l’insulinorésistance est la relation qui lie les acides gras circulants, le tissu adipeux et le muscle. Un des éléments majeur est l’inhibition de l’hexo kinase musculaire et donc du transport et de la phosphorylation du glucose, par les acides gras libres.(11) Les acides gras libres possèdent d’autres effets délétères comme la diminution de la clairance métabolique de l’insuline ainsi que la diminution de l’insulinosécrétion (voir précédemment chapitre sur la lipotoxicité)
L’origine de cet excès d’acides gras circulants résulte de l’augmentation de la lipolyse elle-même résultant d’une part de l’augmentation de la masse grasse d’autre part de l’altération de l’effet de l’insuline sur les tissus adipeux avec unediminution de la captation des acides gras par le muscle. (12)
Cette diminution de la captation des acides gras est liée àun excès de lipides intramusculaires dont l’hypothèse d’une corrélation avec une surexpression de lalipoprotéine lipase musculaire a été évoquée chez les sujets présentant une glycémie élevée et une insulinorésistance. (13)
Rôle des autres produits de sécrétion adipocytaire
Le premier produit de sécrétion adipocytaire ayant un effet sur l’insulino-sensibilité est l’adiponectine. En cas de diabète de type 2 avec surcharge pondérale, on la retrouve diminuée ; or l’adiponectine permet d’améliorer l’insulino -sensibilité en augmentant l’oxydation des acides gras et en diminuant le taux d’acyl-CoA intramyocytaire. Haffner a démontré qu’un taux élevé de protéines de l’inflammation (PAI, CRP, fibrinogène) pouvait prédire un diabète dans les 5 années à venir. L’IL-6 et le TNF-α quant à eux, semblent impliqués dans l’insulinorésistance et la captation cellulaire du glucose. Ces médiateurs de l’inflammation étant synthétisés principalement par le tissu adipeux, cela appuie l’hypothèse d’une relation étroite entre des anomalies constitutionnelles ou induites du tissu adipeux et la survenue d’un diabète de type 2. (14)
MECANISMES D’AUTO-AGGRAVATION (LA GLYCEMIE, LA GLYCOSYLATION…)
L’apparition d’une hyperglycémie chronique fait entrer le patient dans un véritable cercle vicieux où concourent une série d’évènements auto -aggravants. Ainsi, une étude a montré que l’insuline glyquée en proportion trop importante du fait de l’hyperglycémie chronique, entrainait une capacité de liaison moindre au récepteur et donc une activité moindre. Autre source d’insulinorésistance, les glucosamines dont la synthèse normalement extrêmement faible est régulée au niveau de la glutamine fructose 6-phosphate aminotransférase (figure 10). Cette enzyme produit de la glucosamine 6-phosphate qui affectel’action de l’insuline sur trois niveaux :
-au niveau de la translocation du GLUT-4 (16)
-au niveau de l’activation de la glycogène synthase (17)
-au niveau de la PKC qui entrave la voie de signalisation de l’insuline (18)
Ainsi, si le flux intracellulaire du glucose vers le fructose 6-phosphate est augmenté , la production de glutamines augmente et avec elle, l’insulinorésistance.
Le foie quant à lui, est un organe majeur dans le circuit de régulation de la glycémie puisqu’il est le principal organe producteur de glucose à jeun. Il contribue aussi pour 25% à l’utilisation du glucose ingéré. En cas de dysrégulation du métabolisme hépatique comme chez le diabétique de type 2 obèse, on observe une résistance à l’effet suppresseur de l’insuline sur la production endogène de glucose. Ce maintien de la production endogène de glucose peut s’expliquer par une néoglucogénèse accélérée puisque ses précurseurs (acides aminés, lactate et glycérol) sont davantage disponibles et davantage captés par le foie. (19)
Tout cela concourt au maintien de l’hyperglycémie à jeun observé chez le diabétique de type 2.
Enfin, les acides gras souvent présents en quantité excessive chez le diabétique de type 2 perturbent l’inhibition de la production endogène de glucose par l’in suline et l’hyperglycémie postprandiale.
Clamp hyperglycémique
Cette technique consiste à perfuser du glucose de façon à maintenir la glycémie du sujet à 5.5 (1g/l) ou 7.0 mmol/l (1.25 g/l) et permet d’évaluer dans un même test, la sécrétion et la sensibilité à l’insuline. La glycémie est dosée toutes les 5 à 10 minutes de façon à adapter la perfusion de glucose pour maintenir la glycémie en plateau pendant2 heures. La sensibilité à l’insuline du patient est déterminée par la quantité de glucose perfusée dans les 30 dernières minutes des 2 heures que dure le test.
Minimal model de Bergman
Cette technique plus simple que les deux précédentes, permet d’évaluer l’insulinosécrétion et la sensibilité à l’insuline. Cette dernière est estimée à partir de la vitesse de disp arition du glucose à la suite d’injection intraveineuse de glucose éventuellement suivie d’une injection de tolbutamide. (26)
Combinaison d’une hyperglycémie par voie intraveineuse et d’un clamp euglycémique : la méthode BOTNIA
Cette technique en deux temps permet de mesurer l’insulinosécrétion et lasensibilité à l’insuline. Le premier temps consiste en une hyperglycémie provoquéeen intraveine use permettant de mesurer l’insulinosécrétion réactionnelle sur 60 minutes puis un second temps co rrespondant en la perfusion d’insuline exogène. Cette technique serait reproductible et perme ttrait de différencier des groupes de sujets ayant une sensibilit é à l’insuline différente. Elle permet de calculer le DI (disposition index) qui est une mesure de l’insulinosécrétion ajustée pour la sensibilité à l’insuline.
Test de suppression insulinique ou SSPG (steady state plasme glucose)
Le principe de cette méthode repose sur la perfusion de glucose et d’insuline à débits fixes et prédéterminés dans le but d’éviter une hypo – ou une hyperglycémie susceptible d’enclencher une réponse hormonale. Elle dure 150 minutes. Le degré de résistance à l’insuline est obtenu en mesurant la proportionnelle avec le niveau de glycémie atteint à l’état d’équilibre ou SSPG.
Test de tolérance intraveineuse à l’insuline
Ce test consiste en l’injection de 0.1 unité d’insuline par kg de poids corporel et pe rmet le calcul d’un index de décroissance de la glycémie au cours des 15 à 30 premièresminutes suivant l’injection. L’avantage de cette technique est sa simplicité contrebalancée néanmoins par un risque de survenue d’une hypoglycémie induisant une contre régulation hormonale. De même, ce test ne donne qu’une évaluation globale mais néanmoins bien corr élée avec celle du clampeuglycémique hyperinsulinique.
Comment la mesurer ?
En premier lieu, il faut déterminer si le dosage se fait à l’état basal ou à l’état stimulé. L’état basal est principalement utile pour rechercher une sécrétion autonome d’insuline comme retrouvée dans l’insulinome. Pour le reste on préférera un test à l’état stimulé plus à même de faire apparaitre avec plus d’acuité un déficit insulino -sécrétoire et d’étudier en particulier le pic insulino-sécrétoire précoce. (38)
Dans un deuxième temps, on choisira à la fois le stimulus et la voie d’administration. Conce rnant le stimulus, plusieurs possibilités existent et détermineavec la voie d’administration, une technique de dosage particulière.
Ainsi, soit le test est physiologique à l’image de la prise d’un Repas mixte par voie orale soit le stimulus est non physiologique comme le glucose et le glucagon et la voie d’administration soit orale soit parentérale.
L’avantage de l’utilisation du glucose comme stimulus dans une technique de dosage comme l’HGPO(HyperGlycémie provoquée Par voie Orale) est le respect partiel de la physiologie digestive du glucose modulée par les aléas de la vidange gastrique. A contrario, l’HGPIV shunte ce passage mais ne prend pas en compte l’effet dit incrétine correspondant à l’amplificationde la réponse insulino-sécrétoire par certaines hormones digestivescomme le GLP-1 (glucagon-like peptide-1).
Aussi, l’utilisation d’un repas mixte composé de glucides, protéines et lipides, prendra plus en compte l’importante contribution de ces hormones sur la réponse insulino-sécrétoire que le glucose seul, et aboutira donc à des résultats plus fiables.(38). Cependant, son utilisation présente une reproductibilité limitée du fait d’une complexité de mise en place plus grande que pour l’HGPO, reproductibilité néanmoins minorée par l’intérêt discuté de l’HGPO de faire absorber une grande quantité de glucose à un diabétique.
Dans certains cas d’insulinorésistance avancée où la cellule bêta devient insensible au glucose mais continue de répondre à des stimuli non glucosés, on utilisera des stimuli comme le glucagon ou d’autres sécrétagogues.
TECHNIQUES BIOLOGIQUES DE DEPISTAGE DU DIABETE ET RECOMMANDATIONS
Dosage biologique de la glycémie
Premièrement, sur le plan pré-analytique, il est recommandé que la glycémie soit mesurée sur du sang veineux pour pouvoir poser le diagnostic du diabète. Il est aussi fortement recommandé que l’analyse effectuée soit exécutée dans un laboratoire d’analyses médicales accrédité.
Le sang doit être prélevé le matin chez un patient à jeun c’est-à-dire n’ayant rien ingéré à l’exception d’eau a minima pendant une période d’au minimum 8 heures. (44)
En effet des études ont démontré que la glycémie chez un patient à jeun était plus haute l’après midi que le matin et qu’un prélèvement effectué l’après -midi pouvait entrainer des erreurs de diagnostic.
Il est aussi recommandé de séparer le plus tôt possible (de préférence dans les 30 minutes ou dans les 4 heures suivant le prélèvement) le plasma du culot cellulaire afin de limiter le processus de glycolyse. Celle-ci induit une baisse de 5%-7%/h de la glycémie totale. Elle peut être cependant stabilisée 4 heures après le prélèvement si le tube utilisé contient du flurorure de sodium et ce jusqu’à 72 heures. Cependant, l’utilisation d’un tube fluoré n’inhibe pas la glycolyse durant les 4 heures suivant le prélèvement. De même, une forte leucocytose retrouvée par exemple dans certaines hémopathies lymphoïdes, augmentera la glycolyse malgré l’ajout de fluorure.(46) L’ajout d’un tampon citraté, d’EDTA au tube fluoré inhiberait davantage la glycolyse à des valeurs allant de 0.3% à 2 heures à 1.2 % à 24 heures.
Le glucose peut être dosé dans le sang total, le plasma ou le sérum.
La molalité étant la même pour le glucose, la glycémie est environ 11% plus élevée dans le plasma que dans le sang total puisque le plasma contient 11% plusd’eau que le sang total, le tout pour un hématocrite normal. Différentes études s’opposent sur la différence de glycémie mesurée dans le sérum et dans le plasma mais il s’avère au final que la différence soit minime. . Dans le plasma hépariné, la glycémie mesurée est 5% plus basse que celle mesurée dans le sérum. (48) Malgré cela, il est recommandé d’utiliser du plasma pour poser le diagnostic de diabète. Secondairement, sur le plan analytique, le dosage du glucose est exclusivement effectué par des techniques enzymatiques. 99% d’entre elles utilisent une hexokinase ou une glucose ox ydase. Le reste utilise une glucose deshydrogénase.
Ces méthodes sont bien standardisées. Elles présentent un coefficientde variation (CV) interlaboratoires ≤ 2.6%.
A l’heure actuelle aucun consensus n’a été trouvé concernant les paramètres finaux du dosage glycémique. Cependant, un ensemble d’études suggèrerait que l’imprécision d’une méthode de dosage glycémique ne doit excéder la moitié du CV biologique intra-individuel. Soit pour du plasma, un CV ≤ 2.2% avec un biais à 0%.
Troisièmement, bien que sur le plan analytique, l’imprécision soit faible, il faut tenir compte des imprécisions supplémentaires liées aux variations biologiques intraindividuelles de la glycémie à jeun. Un ensemble d’étude dont la plus importante basée sur un large échantillon NHANES III aboutissent aux résultats suivant avec un intervalle de confiance IC à 95 %: Moyenne des variations des glycémies à jeun 5,7% (IC 95%, 5,3% -6,1%).
Dosage biologique du peptide C
Une étude a été menée sur 16 échantillons de plasma hépariné dans 15 laboratoires différents localisés dans 7 pays, pour lesquels a été dosé le peptideC. L’ensemble de ces labor atoires utilisaient la plupart des techniques analytiques actuellement disponibles sur le marché dont celle utilisée dans notre étude. L’objectif de cette étude était la comparaison de ces différentes techniques de dosage. Une normalisation des résultats par l’intermédiaire de l’utilisation des réactifs de référence fournit par l’OMS était permise. Cependant, il s’est avéré que l’intervalle de confiance à 95 % pour l’écart type des méthodes utilisées par les laboratoires (0.0-0.061) ne correspondait pas avec l’intervalle de confiance des données brutes attendues (0.090-0.225). Ainsi cette étude conclut qu’à l’heure actuelle, une standardisation d u dosage du peptide C n’est pas encore possible puisque la comparaison des différentes méthodes analytiques n’a pas été permise, spécialement pour des concentrations élevées en pe ptide C. Celle-ci induit en effet une augmentation de la variabilité inter-laboratoire des méthodes.(53) Une autre étude a toutefois tenté une standardisation des méthodes de dosage du peptide C. Elle a permis la mise en relation de 40 échantillons de sérum humain avec 15 laboratoires.Un total de 9 techniques de dosage a été utilisé ici aussi dont l’ECLIA et la méthode de référence par spectrométrie de masse (LC-MS) (figure 15). Chaque méthode était comparée à la méthode de référence afin de normaliser les résultats.
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Table des matières
INTRODUCTION
1 Problématique
1.1 Répartition du diabète au niveau national
1.2 Prévalence du diabète au niveau national
1.3 L’incidence du diabète au niveau national
1.4 Mortalité liée au diabète en France
2 Physiopathologie du diabète de type 2
2.1 ATTEINTE DE LA FONCTION ET DE LA CAPACITE SECRETOIRE INSULINIQUE DU PANCREAS
2.1.1 Anomalies fonctionnelles
2.1.2 Perte de masse cellulaire bêta
2.2 INSULINO-RESISTANCE MUSCULAIRE ET ADIPOCYTAIRE
2.2.1 Anomalie des voies de signalisation de l’insuline
2.2.2 Anomalie d’origine hormonale
2.2.3 Anomalie vasculaire
2.2.4 Rôle des acides gras libres et des acides gras intramusculaires
2.2.5 Rôle des autres produits de sécrétion adipocytaire
2.3 MECANISMES D’AUTO-AGGRAVATION (LA GLYCEMIE, LA GLYCOSYLATION…)
3 Etat d’exploration biologique actuelle du diabète de type 2
3.1 Dépistage du diabète
3.2 Exploration de l’homéostasie du glucose
3.2.1 Evaluation de l’insulino-résistance
3.2.2 Index obtenus à l’aidede prélèvement à jeun (état basal)
3.2.3 Evaluation de l’insulino-sécrétion
4 TECHNIQUES BIOLOGIQUES DE DEPISTAGE DU DIABETE ETRECOMMANDATIONS
4.1 Dosage biologique de la glycémie
4.2 Dosage biologique de l’insulinémie
4.3 Dosage biologique du peptide C
5 OBJECTIFS
MATERIELS ET METHODES
1 Techniques biologiques de dosage utilisées
1.1 Dosage du glucose sur système Roche/hitachi cobas c®
1.1.1 Principe
1.1.2 Domaine d’utilisation et échantillons
1.1.3 Limites de mesure –Interférences
1.1.4 Performances analytiques –Valeurs de références
1.2 Dosage de l’insuline sur système Roche/hitachi cobas e® et module d’immunoanalyse
Elecsys®
1.2.1 Principe
1.2.2 Domaine d’utilisation et échantillons
1.2.3 Limites de mesure –Interférences
1.2.4 Performances analytiques –Valeurs de références
1.3 Dosage du peptide C sur système Roche/hitachi cobas e® et module d’immunoanalyse
Elecsys®
1.3.1 Principe
1.3.2 Domaine d’utilisation et échantillons
1.3.3 Limites de mesure –Interférences
1.3.4 Performances analytiques –Valeurs de références
2 Protocole de prélèvement
2.1 Type d’étude
2.2 Objectif de l’étude
2.2.1 Données recueillies
2.2.2 Repas standardisé ou repas « test »
2.2.3 Analyse statistique
3 Système d’assurance qualité
RESULTATS
DISCUSSION
Liste des Abréviations
Bibliographie
