Enzymes productrices d’ERO

Caractéristiques et Classification

Le diabète sucré, ou plus communément appelé diabète, se caractérise par un groupe complexe et diversifié de troubles qui affectent le métabolisme des glucides, des lipides et des protéines. Il est défini par des taux de glucose sanguin élevé résultant d’une carence insulinique absolue ou relative ou la moindre sensibilité des tissus à l’insuline (OMS, 2016 ; Achi et al., 2017). De plus, les patients diabétiques ont une homéostasie cellulaire altérée ce qui entraine des lésions vasculaires diffuses et dysfonctionnelles de plusieurs organes (Telli et al., 2016). L’augmentation de la synthèse hépatique du glucose (gluconéogenèse), la réduction de l’absorption du glucose et une synthèse réduite du glycogène conduit à l’hyperglycémie (Schneider et al., 2015). L’insuline, une hormone essentiellement produite par le pancréas (Fig. 1), assure le transport du glucose par la circulation sanguine vers les cellules de l’organisme, où il est converti en énergie. Le manque d’insuline ou l’incapacité des cellules à y répondre se traduit par une hyperglycémie. Si elle demeure non contrôlée de façon prolongée, l’hyperglycémie peut provoquer des lésions au niveau de divers organes et conduire au développement de complications invalidantes, voire mortelles (OMS, 2018).

La classification et le diagnostic du diabète sont complexes et ont fait l’objet de nombreux débats, consultations et révisions au fil des décennies. Il est aujourd’hui généralement admis qu’il existe trois grands types de diabète: le diabète de Type 1 (DT1), le diabète de Type 2 (DT2) et le diabète gestationnel (DG). Il existe également quelques types de diabète moins courants, dont le diabète mono-génique et le diabète secondaire (FID, 2017). Le diabète mono-génique est le résultat d’une mutation génétique unique d’un gène dominant autosomique plutôt que le fruit de plusieurs gènes et facteurs environnementaux comme observé dans les DT1 et DT2. Entre autres exemples de diabète mono-génique, on peut citer le diabète néonatal et le diabète MODY (Maturity Onset Diabetes of the Young). Le diabète mono génique est responsable d’environ 1-5 % de tous les cas de diabète (Surendran et al., 2014). Le diabète secondaire est une complication d’autres maladies, comme des troubles hormonaux ou des maladies du pancréas. Il peut également apparaitre suite à la prise de médicaments (Tableau I). Les critères de diagnostic actuels de l’organisation mondiale de la santé préconisent d’observer l’élévation des taux de glucose dans le sang pour diagnostiquer le diabète (ADA, 2017 ; OMS, 2018) (Tableau II).

Diabète de Type

Le DT1 est provoqué par une réaction auto-immune ou idiopathique au cours de laquelle le système immunitaire de l’organisme attaque les cellules des ilots du pancréas qui produisent l’insuline (FID, 2017). L’organisme devient alors incapable de produire l’insuline dont il a besoin, ou alors en quantité très faible, avec pour conséquence une déficience relative ou absolue en insuline. Plusieurs mécanismes contribuent à la destruction des cellules bêta. Les lymphocytes T peuvent réagir contre les antigènes des cellules bêta causant des dommages aux cellules. Les îlots peuvent présenter une nécrose cellulaire et une infiltration lymphocytaire. La lésion est appelée insulinite et les cytokines produites localement peuvent endommager les cellules bêta (Surendran et al., 2014). Les causes de ce processus destructeur ne sont pas totalement comprises, mais une susceptibilité génétique combinée à des facteurs déclencheurs environnementaux, tels qu’une infection virale, des toxines ou certains facteurs alimentaires, sont impliqués (You et Henneberg, 2016). La maladie peut se développer à tout âge, mais le DT1 apparait le plus souvent à l’enfance ou à l’adolescence.

Diabète de Type 1: Le DT1 est provoqué par une réaction auto-immune ou idiopathique au cours de laquelle le système immunitaire de l’organisme attaque les cellules des ilots du pancréas qui produisent l’insuline (FID, 2017). L’organisme devient alors incapable de produire l’insuline dont il a besoin, ou alors en quantité très faible, avec pour conséquence une déficience relative ou absolue en insuline. Plusieurs mécanismes contribuent à la destruction des cellules bêta. Les lymphocytes T peuvent réagir contre les antigènes des cellules bêta causant des dommages aux cellules. Les îlots peuvent présenter une nécrose cellulaire et une infiltration lymphocytaire. La lésion est appelée insulinite et les cytokines produites localement peuvent endommager les cellules bêta (Surendran et al., 2014). Les causes de ce processus destructeur ne sont pas totalement comprises, mais une susceptibilité génétique combinée à des facteurs déclencheurs environnementaux, tels qu’une infection virale, des toxines ou certains facteurs alimentaires, sont impliqués (You et Henneberg, 2016). La maladie peut se développer à tout âge, mais le DT1 apparait le plus souvent à l’enfance ou à l’adolescence.

Diabète de Type 2: Le DT2 est la forme la plus courante de la maladie et représente environ 90 % de tous les cas (FID, 2017). Les altérations métaboliques qui caractérisent le DT2 sont la résistance à l’insuline et la sécrétion insuffisante d’insuline. Le DT2 est une maladie hétérogène avec une étiologie complexe. Elle est caractérisée par une apparition lente et progressive d’une hyperglycémie qui est souvent asymptomatique. Chez certains patients, le diagnostic est posé en raison de la présence d’une complication due à l’hyperglycémie (OMS, 2018). Le DT2 touche généralement des adultes plus âgés, mais est de plus en plus souvent observé chez des enfants, des adolescents et des adultes plus jeunes en raison de l’augmentation des taux d’obésité, de l’inactivité physique et de la mauvaise alimentation (OMS, 2016). Des anomalies génétiques, l’hérédité et certains facteurs environnementaux jouent un rôle clé dans le développement du DT2. L’hérédité multifactorielle est le facteur le plus important dans le développement du DT2. Des anomalies génétiques de la voie de signalisation de l’insuline et des récepteurs d’insuline interviennent dans la résistance à l’insuline. Les enfants de patients DT2 ont également montré des signes de résistance à l’insuline à un âge précoce. Par ailleurs, les facteurs environnementaux qui visent spécifiquement les cellules bêta, déclenchent le processus auto-immun (Surendran et al., 2014) . Parmi les principaux facteurs de risque modifiables du DT2, on peut citer une adiposité excessive (obésité), une mauvaise alimentation/nutrition, le sédentarisme, le prédiabète ou l’intolérance au glucose (IG), le tabagisme et des antécédents de DG avec exposition du foetus à une glycémie élevée pendant la grossesse (FID, 2017).

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Table des matières

Introduction
Revue Bibliographique
1. Diabète sucré
1.1. Caractéristiques et Classification
1.1.1. Diabète de Type 1
1.1.2. Diabète de Type 2
1.1.3. Intolérance au glucose et anomalie de la glycémie à jeun
1.2. Épidémiologie
1.3. Complications
1.4. Diabète et MCV
2. Hypercholestérolémie
2.1. Caractéristiques
2.2. Épidémiologie
2.3. Hypercholestérolémie et MCV
3. Statut redox
3.1. Sources d’ERO
3.1.1. Enzymes productrices d’ERO
3.1.1.1. La NADPH oxydase
3.1.1.2. La Xanthine oxydase
3.1.1.3. Les enzymes de la chaîne respiratoire mitochondriale
3.1.1.4. L’oxyde nitrique synthase
3.2. Les systèmes antioxydants
3.2.1. Les enzymes antioxydantes
3.2.1.1. Les superoxydes dismutases
3.2.1.2. La catalase
3.2.1.3. Les paraoxonases
3.2.1.4. La glutathion peroxydase
3.2.1.5. L’hème oxygenase
3.2.1.6. La thiorédoxine
3.2.2. Les antioxydants non-enzymatiques
3.3. L’équilibre redox via la production/l’élimination des ERO
4. Diabète, Stress oxydant et Inflammation
4.1. Diabète et Stress oxydant
4.2. Diabète et Inflammation
5. Hypercholestérolémie, Stress oxydant et Inflammation
5.1. Hypercholestérolémie et Stress oxydant
5.2. Hypercholestérolémie et Inflammation
6. MCV et Stress oxydant
7. MCV, Stress oxydant et Inflammation
8. Plantes médicinales
8.1. Plantes médicinales et MCV
8.2. Plantes médicinales et Diabète
8.3. Plantes médicinales et Hypercholestérolémie
9. Choix et description de la plante étudiée
10. Choix du modèle animal
Matériels et Méthodes
1. Sélection et récolte de la plante
2. Analyse physico-chimique de Z. album
2.1. Détermination de la teneur en eau
2.2. Détermination de la concentration en matière organique et minérale
3. Dosage des métabolites primaries
3.1. Détermination de la teneur en lipides
3.2. Détermination de la concentration en protéines
3.3. Détermination de la teneur en glucides
4. Étude phytochimique de Z. album
4.1. Préparation de l’extrait aqueux lyophilisé de Z. album
4.2. Détermination du rendement de l’extrait aqueux lyophilisé de Z. album
4.3. Caractérisation des métabolites secondaires par des réactions colorées
4.3.1. Les alcaloïdes
4.3.2. Les dérivés anthracéniques
4.3.3. Les flavonoïdes
4.3.4. Les tannins
4.3.5. Les saponosides
4.4. Dosage des métabolites secondaires
4.4.1. Les polyphénols totaux
4.4.2. Les flavonoïdes
4.4.3. Les tannins condensés
5. Évaluation du pouvoir antioxydant de l’extrait aqueux de Z. album
5.1. Piégeage du radical libre DPPH
5.2. Activité antioxydante totale
6. Animaux et régimes
6.1. Induction de l’hypercholestérolémie
6.2. Induction du diabète
6.3. Combinaison Hypercholestérolémie-Diabète
6.4. Traitement avec l’extrait aqueux lyophilisé de Z. album
6.5. Prélèvements des échantillons sanguins et des organes
7. Évaluation de l’équilibre glycémique
7.1. Mesure de la glycémie
7.2. Détermination de l’hémoglobine glycosylée
7.3. Détermination de l’insuline plasmatique
7.4. Évaluation de l’insulinorésistance
8. Évaluation de certains paramètres biochimiques au niveau plasmatique
8.1. Dosage de la creatinine
8.2. Dosage de l’urée
8.3. Teneurs en acide urique
8.4. Activités enzymatiques des transaminases plasmatiques
9. Évaluation du profil lipidique
9.1. Détermination des teneurs plasmatiques et hépatiques en différents lipides
9.1.1. Dosage des lipides totaux
9.1.2. Analyses des différents composants lipidiques
9.1.2.1. Dosage du cholestérol total, libre et estérifié
9.1.2.2. Détermination des teneurs en phospholipides
9.1.2.3. Dosage des triglycérides
9.1.2.4. Dosage du HDL-C et non-HDL-C
9.2. Séparation et analyse des teneurs et composition des différentes fractions de lipoprotéines plasmatiques
9.2.1. Technique de precipitation
9.2.1.1. Séparation des lipoprotéines de faible densité
9.2.1.2. Séparation des lipoprotéines de haute densité
9.2.1.3. Purification des différentes lipoprotéines
9.2.2. Analyse des teneurs et composition des lipoprotéines en lipides
9.3. Évaluation de l’activité de la lécithine cholestérol acyltransférase
9.4. Détermination des concentrations plasmatiques en apolipoprotéine A-1 et rapports d’athérogénicité
10. Évaluation du statut redox
10.1. Statut oxydant
10.1.1. Détermination de la peroxydation lipidique par dosage des substances réactives à
l’acide thiobarbiturique
10.1.2. Évaluation de l’oxydation protéique tissulaire
10.1.3. Exploration du dysfonctionnement endothélial par le dosage du monoxyde d’azote tissulaire
10.2. Statut antioxydant
10.2.1. Évaluation de la défense antioxydante enzymatique
10.2.1.1. Activité de la Superoxyde dismutase
10.2.1.2. Activité de la Glutathion peroxydase
10.2.1.3. Activité de la Glutathion réductase
10.2.1.4. Activité de la Catalase
10.2.1.5. Activité de la paraoxonase
10.2.2. Dosage du glutathion réduit
11. Évaluation du statut inflammatoire
11.1. Détermination du facteur de nécrose tumorale, des interleukines (IL-1β et IL-6), de la protéine C-réactive et de l’homocystéine
12. Analyse statistique
Résultats
1. Rendement de l’extraction et analyse physico-chimique de Z. album
2. Étude phytochimique de Z. album
2.1. Dosage des métabolites primaries
2.2. Caractérisation des métabolites secondaires par les réactions colorées
2.3. Dosage des composés phénoliques
3. Évaluation du pouvoir antioxydant de l’extrait aqueux de Z. album
3.1. Activité antioxydante par le test de DPPH
3.2. Activité antioxydante totale de l’extrait Z. album
4. Croissance pondérale des animaux et nourriture ingérée
5. Évaluation de l’homéostasie glycémique
5.1. Évolution de la glycémie
5.2. Glycémie, insulinémie, pourcentage en HbA1C et indice HOMA-IR
6. Évaluation de l’activité des transaminases et teneurs en urée, créatinine et acide urique plasmatiques
7. Évaluation du profil lipidique
7.1. Lipides hépatiques, plasmatiques, peroxydation des lipoprotéines et rapports d’athérogénicité
7.2. Activité de la LCAT, de la PON1 et teneurs en apo A-1
7.3. Teneurs en HDL3-PL, HDL3-CL et HDL2-EC
8. Évaluation du statut redox
8.1. Concentrations tissulaires en TBARS, GSH, carbonyles et NO
8.1.1. Concentrations en TBARS tissulaires
8.1.2. Concentrations en GSH tissulaires
8.1.3. Concentrations en carbonyles tissulaires
8.1.4. Concentrations en NO tissulaires
8.2. Activités tissulaires des enzymes antioxydantes
8.2.1. Activité SOD tissulaire
8.2.2. Activités GSH-Px et de la GSSH-Red tissulaires
8.2.3. Activité CAT tissulaire
8.3. Évaluation du statut redox au niveau érythrocytaire
8.3.1. Teneurs en TBARS et GSH
8.3.2. Détermination de l’activité des enzymes antioxydantes au niveau des érythrocytes
9. Évaluation du statut inflammatoire
9.1. Interleukine 1β et Interleukine 6
9.2. Facteur de nécrose tumorale alpha, Homocytéine et Protéine C-réactive
Discussion
Conclusion et Perspectives
Références Bibliographiques
Annexes