La classification internationale (OMS, 1979) ajoute que le DNID peut être obèse ou non obèse.

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1 Introduction Les diabétiques sont trop souvent considérés comme des diminués physiques, non seulement par leur entourage, mais aussi par leurs médecins. En effet, la Plupart de ces derniers imposent un contrôle strict du traitement par l insuline et de l alimentation, alors qu il est porté moins d attention aux habitudes des sujets dans le domaine de l effort physique. La crainte des complications incite les uns et les autres à éviter tout ce qui peut paraître dangereux ; du surmenage physique, inspire de la méfiance dans les milieux non sportifs. Cependant de nombreux arguments soulignent l importance de l exercice physique pour les diabétiques : son effet hypoglycémiant, décrit dès l époque de la découverte de l insuline (lawrence, 1926), été largement confirmé par de très nombreux travaux expérimentaux et cliniques, qui ont détaillé les modalités, les variations, les mécanismes métaboliques et hormonaux, la sédentarité (avec le déséquilibre nutritionnel et les facteurs génétiques) a été reconnue comme un des facteurs étiologiques du DNID, par des mécanismes directs (insulinorésistance) et indirects (obésité). A l effet direct de l exercice sur l hyperglycémie, s ajoutent de nombreux bénéfices concernant les complications et les facteurs de risque fréquemment associés au diabète. En effet, l accent est aujourd hui mis sur les exercices dynamiques et rythmiques qui fortifient non seulement les muscles mais l appareil locomoteur tout entier, le cœur, les poumons, les organes d élimination et de désintoxication (foie, rein). D autre par, au plan biologique, l exercice musculaire soutenu et prolongé améliore le passage du glucose dans la cellule et cela malgré une insulinémie basse. En fonction de ces particularités, il est donc souhaitable que le diabétique s oriente vers la pratique d un «travail musculaire» régulier pouvant se prolonger pendant un temps suffisamment long, sans aboutir toutefois à un épuisement de l organisme. Par conséquent, l exercice physique a logiquement sa place dans le traitement du diabète. Ainsi notre étude se penche sur l étude de l effet d un programme d entraînement personnalisé en créneaux (P.E.P.C) sur le potentiel physique chez les adultes diabétiques non-insulino-dépendant. (DNID). 1

2 I- Le diabète non-insulinodépendant (DNID) Le diabète non insulino-dépendant (DNID) ou diabète de type II est la forme la plus fréquente du diabète sucré (70 à 80% des cas). C est une affection hétérogène sur un triple plan ; pathogénique, clinique et biologique, mais dont l unité est réalisée par une hyperglycémie chronique. On admet que le DNID ou diabète de type II est défini par sa survenue audelà de 35 ans (30 ans pour certains) et qu il ne nécessite pas la mise sous insuline la première année suivant sa découverte. En revanche, l hyperglycémie chronique est responsable des complications à long terme (micro-et macroangiopathie) analogues à celles du diabète insulinodépendant (DID), qui font toute la gravité de la maladie. La classification internationale (OMS, 1979) ajoute que le DNID peut être obèse ou non obèse. I-1- Facteurs du diabète I-1-1- Hérédité Il est hors de doute que les facteurs génétiques jouent un rôle majeur dans l apparition du DNID. Plusieurs études montrent que le DNID est une maladie polygénique. Des anomalies se combinent de façons diverses, expliquant les expressions différentes de la maladie. Etudes de populations : l existence d une hérédité diabétique pour le DNID est avérée. L étude des familles de diabétiques montre que dans certaines populations le mode de transmission est dominant, mais sans que cette transmission obéisse à des règles précises connues. Etude de jumeaux vrais : l étude des concordances entre jumeaux identiques montre qu elle est beaucoup plus importante que dans le DID, qu elle est beaucoup plus importante que dans le DID, qu elle n est pas liée au surpoids, et que la période qui sépare l apparition du diabète chez les jumeaux concordants est inférieure à 5 ans (Perlemuter.L.1998). I-1-2- Facteurs personnels Obésité : l existence d une obésité est incontestablement un facteur de risque important de développer un DNID chez un sujet prédisposé. Cependant l obésité n est qu un des facteurs prédisposant parmi d autres, probablement parce qu elle augmente l insulinorésistance. Grossesse : les relations entre DNID et grossesse sont encore imparfaitement élucidées. La grossesse serait plus un révélateur de prédispositions génétiques qu un facteur étiologique de déclenchement du DNID. 2

3 Les femmes ayant eu de gros enfants, de poids de naissance supérieur à 4 kg, ont plus de chances que d autres de devenir DNID. Les femmes ayant un diabète gestationnel, c est à-dire diagnostiqué pour la première fois pendant la grossesse puis ayant eu une rémission ensuite, ont plus de risques de devenir diabétiques que des femmes n ayant pas ce problème de glycorégulation ; Les enfants des femmes ayant eu un diabète gestationnel deviennent plus souvent DNID que les enfants des femmes devenues DNID en dehors de la grossesse (enquête prospective chez les Indiens Pimas), (Ledogen.S.1998). I-1-3- Environnement Alimentation : contrairement aux idées reçus et assimilées par la population, le diabète n apparaît pas lié à des habitudes alimentaires particulière. En revanche la restriction calorique modérée, par la diminution de la prévalence de l obésité, pourrait réduire l incidence du DNID ou augmenter l espérance de vie des sujets atteints. Dans le diabète de type II, les effets combinés du retard de l insulinosérétion et de l insulinorésistance hépatique empêchent la suppression de la production hépatique de glucose. Il s ensuit une hyperglycémie, malgré des taux d insuline supérieurs à ceux observés chez les sujets non diabétiques. Ainsi, avant de passer à l étude des altérations métaboliques au cours du diabète, nous jugerons utile de revoir les mécanismes de sécrétion de l insuline et son action. II- La sécrétion de l insuline à l état basal L insuline est initialement synthétisée par les cellules -pancréatiques sous forme d une grande chaîne polypeptidique, la proinsuline, qui est clivée, ce qui conduit à la perte du brin de connexion (le peptide C), la résultante étant une molécule d insuline plus petite constituée de deux chaînes (51 acides aminés). La sécrétion d insuline à l état basal est essentiellement régulée par le glucose et elle est directement liée à la glycémie lorsque tous les autres facteurs sont maintenus constants. En effet, la concentration de glucose est le régulateur clé de la sécrétion de l insuline. Pour activer cette sécrétion, le glucose doit d abord être transporté par une protéine (GLUT 2) à l intérieur de cellule, phosphorilé par l enzyme glucokinase et métabolisé (Robert S. Sherwin 1997). L insuline à l état basal est également régulée par de nombreux facteurs autres facteurs, qui comprennent le tonus nerveux parasympathique et sympathique, d autres substrats tels que certains acides aminés et des hormones notamment cortisol et hormone de croissance. Effet métabolique de l insuline A jeun : Après une nuit de jeûne, la baisse de l insulinémie basale diminue la captation du glucose dans les tissus périphériques insulinosensibles (muscles et tissu adipeux). Toute fois, cette captation se produit essentiellement 3

4 dans le tissu non insulinosensible, en premier lieu le cerveau. Le maintien d un taux de glucose stable est assuré par la libération du glucose hépatique à des taux (7à10g/h) équilibrant la consommation périphérique. Les voix de production hépatique du glucose sont la néoglucogenèse, contribuant de 25à60 %, et la glycogénolyse, fournissant le reste. Après un repas : L ingestion d une charge orale en glucose déclenche de multiples mécanismes homéostasiques qui vont limiter les excursions glycémiques et restaurer la normoglycémie. Ce sont : (1) la suppression de la production hépatique de glucose, (2) la stimulation de la captation hépatique de glucose et (3) l accélération de la captation du glucose par les tissus périphériques essentiellement le muscle (Robert S. Sherwin 1997). II-1- Stimulation de la sécrétion de l insuline par le glucose Une brusque élévation de la glycémie au-dessus de 100mg/dl provoque une réponse insulinique d allure biphasique. La réponse insulinique aiguë au glucose ( la 1 ère phase) est importante pour la tolérance au glucose intraveineux et consiste à une montée rapide de l insulinémie qui commence 1 à 3 minutes aprés l élévation de la glycémie (figure1). Figure 1 : Réponse insulinique biphasique à un stimulus constant de glucose. La figure illustre une réponse théorique à une variation du taux de glucose en onde rectangulaire (constante). Le pic de la 1 ère phase chez l homme se situe entre 3 et 5 mn et dure 10 mn. La 2 ème phase commence à 2 mn, mais n est pas évidente avant un delai de 10 mn. Elle continue à augmenter lentement pendant au moins 60 mn ou jusqu à ce que le stimulus s arrête (Ward W.K. 1985). 4

5 Cette réponse aiguë est directement liée à la vitesse d administration du glucose et à la quantité administrée. Une hypothèse a été émise selon laquelle un petit pool d insuline des cellules rapidement libérable est responsable de la réponse insulinique aiguë au glucose. Cette première phase est suivie d un retour à la valeur basale 6à10 minutes après le stimulus. On observe ensuite une autre phase au cours de laquelle l insuline augmente plus progressivement et qui est directement liée au degré et à la durée de l élévation de la glycémie (Ward W.K. et coll 1985). II-2- Stimulation de la sécrétion de l insuline par des facteurs autres que le glucose D autres substances que le glucose, apportées par l alimentation, en particulier des acides aminés sont également capables de stimuler la libération d insuline. Parmis les acides aminés, l arginine semble être celui dont le pouvoir de stimulation est le plus élevé. Nous avons appelé «potentialisation par le glucose» cet effet de l hyperglycémie qui augmente la réponse insulinique aiguë à un sécrétagogue autre que le glucose. Figure 2 : Réponse insulinique aiguë à 5 g d arginine i.v. (augmentation moyenne d insuline 3-5 mn) à deux taux de glycémie chez un sujet noamal et chez un diabétique non insulinodépendant appariés quant au poids et à l äge. On peut remarquer que l hperglycémie potentialise la réponse insulinique à l arginine plus fortement chez le sujet normal que chez le diabétique. Ainsi, la pente de potentialisation par le glucose est réduite chez le diabétique(ward W.K. 1985).. 5

6 L importance de la réponse insulinique aiguë à des stimuli autres que le glucose est une fonction presque linéaire de la glycémie dans les limites d environ 80 à 300 mg/dl (figure 2). En conséquence, la pente de la droite représentant la réponse insulinique aiguë à un stimulus autre que le glucose (ordonnées) en fonction de la glycémie (abscisses) peut être utilisée comme indice de la réactivité des cellules bêta au glucose (Ward W.K. et coll 1985). II-3- La consommation de glucose Durant un exercice physique, la consommation de glucose se concentre dans les muscles en activité au dépens de la plupart des autres organes à l exception du cerveau. Cet effet est principalement du à un accroissement de la sensibilité à l insuline des fibres musculaires en activité. Cette sensibilité accrue n est pas observée au niveau des muscles au repos ou du foie. Parallèlement à ce phénomène, on assiste à une diminution de la concentration plasmatique en insuline. Celle-ci trouve son origine dans une inhibition sympathique de la libération de l insuline par les cellules bêta pancréatiques. La diminution de la concentration plasmatique en insuline conjuguée à la sensibilité accrue des muscles à l effort va favoriser l approvisionnement en glucose des muscles qui ont le plus besoin c est-à-dire les muscles à l effort. La redistribution du flux sanguin vers les muscles en activité va encore renforcer ce phénomène. En effet, il favorisera la fourniture d une plus grande quantité de glucose par unité de temps au niveau des fibres musculaires sollicitées. Le glucose traverse la membrane musculaire grâce à un mécanisme de diffusion facilitée ne consommant pas d énergie, mais utilisant un transporteur protéique. Des études récentes ont montrées que chez les mammifères, le glucose était transporté par une famille de protéines, de structure voisine, mais codées par des gènes distincts. Deux isoformes appelées respectivement GLUT- 1 et GLUT-4, sont présentes dans le muscle. L isoforme GLUT-4 est la plus abondante et est vraisemblablement l intermédiaire responsable de l augmentation de la vitesse de transport du glucose par l insuline (MAGNIN P. et coll. 1996). Au contraire de GLUT-4, l isoforme GLUT-1 est aussi largement présente dans d autres types de cellules non musculaires (figure 3). L insuline est l exercice physique lui-même peuvent considérablement augmenter la vitesse de transport du glucose dans le muscle squelettique. Cette augmentation est directement proportionnelle à la concentration en insuline et à la fréquence de contraction. De plus, l effet de l exercice sur la vitesse de transport du glucose peut perdurer plusieurs heures après la fin de celui-ci. 6

7 Figure 3 : représentation schématique des voies du métabolisme intramusculaire de glucose (Gianluca P. et coll.1996) Cet accroissement de la vitesse de transport de glucose se fait grâce à deux phénomènes bien distincts. Tout d abord, on assiste à une migration vers le sarcolèmme d une réserve de transporteurs contenus dans le cytosol. L isoforme GLUT-4 est la seule à faire l objet de cette migration. On observe également une augmentation de l activité intrinsèque du transporteur protéique (GLUT-1 et GLUT-4) présent dans le sarcolèmme (MAGNIN P. et coll. 1996). III- Physiopathologie des mécanismes du DNID III-1- Insulinorésistance Le diabète de type II est caractérisé par une altération marquée de l action de l insuline. Les expériences de clamp euglycémique ont bien mis en évidence l insulinorésistance observée au cours du DNID obèse. La technique consiste à administrer des quantités croissantes d insuline et à calculer les quantités de glucose nécessaires pour maintenir une euglycémie constante. On obtient ainsi une courbe dose-réponse de la consommation de glucose en fonction de la quantité d insuline. En effet, cette courbe dose-réponse (de l insuline pour augmenter la captation du glucose dans les tissus périphériques) est décalée vers la droite (sensibilité diminuée) et la réponse maximale est réduite, notamment pour une hyperglycémie plus sévère. 7

8 Par ailleurs, il n est pas évident que les mécanismes de l insulinorésistance chez les patients non obèses seraient différents de ceux des diabètes obèses. Mais la coexistence d une obésité accentue la sévérité de l insulinorésistance. En particulier l obésité de la partie supérieure du corps ou abdominale est associée à une insulinorésistance et au diabète, par rapport à l obésité de la partie inférieure du corps ou périphérique. Les cellules adipeuses abdominales ont un taux de lipolyse élevé et sont plus résistante à l insuline que celles provenant des dépôts adipeux périphériques (Robert S. Sherwin1997). III-2- Carence sécrétoire en insuline Pour comparer avec précision les taux d insuline à l état basal des diabétiques non-insulinodépendants à ceux des sujets normaux, il faut tenir compte de la glycémie. Deux méthodes ont été utilisées : La perfusion de glucose à des sujets sains, pour apparier leur glycémie à celles des sujets diabétiques a permis d observer que les taux résultants d insuline à l état stable des sujets normaux étaient considérablement plus élevés. De la même façon, les diabétiques perfusés avec de l insuline pour obtenir la normoglycémie ont des taux d insuline à l état stable inférieurs à ceux des témoins appariés quant au poids (Ward W.K. et coll 1985). Ces comparaisons semblent avoir démasqué une insuffisance de production d insuline à l état basal chez les DNID mais que celle-ci est compensée par l hyperglycémie résultante qui stimule alors la sécrétion d insuline basale de telle façon que les taux d insuline paraissent normaux. Il convient d ajouter que cette diminution de la réponse insulinique n est pas due à une destruction de la cellule bêta mais à une incapacité à sécréter l insuline. En effet la normalité de la réponse à l arginine montre que la cellule bêta contient bien de l insuline. Elle a donc perdu la capacité de répondre au glucose qui est le stimulus naturel. (Ledoyen.S.1998) III-3- Hyperglycémie chronique hyperglycémie chronique : due aux 2 mécanismes précédent : La diminution des capacités sécrétoires de la cellule bêta paraît actuellement l explication la plus vraisemblable. C est une diminution qui porte essentiellement sur la dynamique de la sécrétion : le pic précoce est très diminué et la mobilisation de l insuline est retardée. Dans cette situation de carence, la libération excessive d un certain nombre d hormones de contrerégulation augmente encore la néoglucogenèse et bloque l élévation compensatrice de la consommation de glucose (Ledoyen.S.1998). L insulinorésistance occupait le devant de la scène il y a quelques années. C est elle qui, par rétrocontrôle, déclenche une insulinosécrétion réactionnelle, que le pancréas ne pourrait éternellement assumer, ce qui finit par l épuiser (figure 4). Cette perte de l effet inhibiteur de l insuline conduit 8

9 à une augmentation relative du glucagon portal, et à une élévation de la captation et la conversion des substrats glycogéniques en glucose au niveau du foie. Figure 4 : Effet du déficit sévère en insuline sur le métabolisme énergétique. La carence en insuline entraîne une mobilisation des substrats de la néoglucogénèse et de la cétogenèse à partir du muscle et de tissu adipeux, une accélération de la production de glucose et de corps cétoniques par le foie, et un défaut de captation des substrats énergétiques endogènes et exogènes par les tissus insulinosensibles. Le résultats est une hyperglycémie sévère et une cétonémie qui dépassent les capacités d éruption rénale (Robert S. Sherwin 1996). Hyperglycémie à jeun s accompagne d une augmentation inappropriée de la production hépatique de glucose, généralement proportionnelle à l élévation du glucose sanguin. Cette augmentation est due à une accélération de la néoglucogenèse. En outre, l élévation du taux d acides gras libres survient en présence d un taux d insuline normal ou augmenté, suggérant une résistance à l effet inhibiteur de l insuline sur la lipolyse. Bien que les acides gras libres ne soient pas directement convertis en glucose, ils favorisent l hyperglycémie en fournissant au foie des substrats de la néoglucogenèse et en interférant avec la consommation de glucose au niveau du muscle. L insulinosérétion endogène dans le diabète de type II fournit des taux suffisants d insuline dans la circulation pour inhiber la conversion des acides gras libres en corps cétoniques au niveau du foie. 9

10 Au cours du diabète, l élévation normale du glucose-6-phosphate musculaire en réponse à l insuline est fortement diminuée. Cela suggère que le blocage de la synthèse de glucose ait lieu avant la formation de glucose-6-phosphate, soit au niveau du transport du glucose, soit au niveau de la conversion en glucose-6-phosphate (par l héxokinase) (figure 5). Ces anomalies sont encore plus prononcées chez les patients ayant une hyperglycémie sévère chez qui l insulinosérétion est encore plus faible (Robert S. Sherwin 1997). Figure 5 : Modification de la concentration du G-6-P dans le muscle chez des sujets non diabétiques et diabétiques de type II durant la perfusion de glucose et d insuline. Contrairement aux sujets non diabétiques qui augmentent leurs taux musculaires de G-6-P, les diabétiques présentent peu ou pas de modifications malgré des élévations comparables de l insuline et du glucose circulant (Robert S. Sherwin 1996). IV- Diabète et activités physique Le sport, comme l insuline, a tendance à faire baisser la glycémie, ceci passe par deux mécanismes : d abord, l exercice musculaire consomme du glucose, en soi. Ensuite, l activité physique augmente la sensibilité à l insuline : une même dose d insuline devient plus active, fait davantage baisser la glycémie on a même montré que le nombre des récepteurs à l insuline sur les cellules était augmenté (Cahané M. et coll., 1989). Monod H. (1994) signal que l exercice physique provoque une réduction importante de la glycémie et l insulinémie au repos chez les DNID. Saraiz S. (1998) ajoute en plus de l effet bénéfique de l exercice physique chez les DNID qu il est nécessaire de comprendre et de respecter l individualisation de chaque diabétique. 10

11 Cependant la question ne se pose pas dans les mêmes termes pour le DID et pour le DNID : Pour le DID, le problème tient aux difficultés d adapter avec souplesse l administration de l insuline, les mécanismes physiologiques régulateurs en l absence de diabète ne jouant plus ; de nombreux facteurs de variation interviennent (doses, horaires, type d insuline, mode d injection, température ) dont la juste appréciation permet d aboutir à une logique de l adaptation du traitement insulinique, et doit soutenir la démarche éducative qui permettra au diabétique insuliné de faire du sport dans de bonnes conditions. Le problème du DNID est bien différent ; la population concernée est beaucoup plus nombreuse (6 à 10 fois plus) et l exercice, une fois les indications et contre-indications bien pesées, ne pose généralement pas de problème technique ou métabolique. En favorisant l amaigrissement, en réduisant l insulino-résistance et en luttant contre les facteurs de risque associés, l exercice apparaît ici comme un agent thérapeutique à part entière. Les conditions semblent donc réunies pour que tous les diabétique de type II s adonnent à l exercice physique, toutefois, sur le terrain, les patients ne se laissent pas facilement convaincre de modifier leur mode de vie, et beaucoup d effort d imagination et de pédagogie restent à faire. Quoiqu il en soit, dans les deux cas, aucune réussite n est possible sans une attention spéciale à la diététique, qu elle soit hypocalorique (pour le DNID) ou non, l alimentation du diabétique sportif doit s inspirer des bons principes de l alimentation équilibrée du sportif non diabétique. Quelques particularités doivent être bien connues des praticiens, et enseignées aux diabétiques pour éviter les incidents. A fin de comprendre ce qui se produit dans le diabète, il est absolument indispensable de rappeler très brièvement les modifications créées par un exercice vigoureux chez le sujet normal et spécialement la part jouée par l insuline. IV-1- L exercice chez les sujets non diabétiques Quant l exercice commence, il se produit une augmentation immédiate du flux sanguin périphérique qui entraîne non seulement une diminution de la circulation centrale mais également de la circulation cérébrale. Sous cette influence les centres hypothalamiques réagissent. Il se produit une libération de différentes hormones ACTH et hormone de croissance, mais également adrénaline et glucagon. 11

12 L addition de ces effets donne : Une activation considérable de la libération du glucose stocké dans le glycogène ce que l on appelle la glycogénolyse, d autre part de la fabrication de glucose par le foie (la néoglucogenèse) et simultanément de la libération des acides gras des réserves de graisses. Dans le même temps, sous l influence de l adrénaline, se produit une réduction de l insulinosécrétion. Ainsi dans le sang nous trouvons une glycémie qui tend à s élever, ainsi que les acides gras et en même temps une diminution de la quantité d insuline circulante. Mais, nous devons considérer que dans le même temps se produit une intense augmentation du flux sanguin dans les muscles. Ainsi la quantité d insuline atteignant les muscles demeure toujours très importante ce qui d ailleurs facilite le transport du glucose dans les cellules. En outre, un certain nombre de facteurs locaux facilitent le transport du glucose dans les cellules musculaire. Simultanément dans le foie où le flux sanguin n augmente pas ou même décroît, la diminution de l apport d insuline amplifie l action du glucagon augmentant ainsi fortement la glycogénolyse et très rapidement la néoglucogenèse. Cette dernière étant capable de prendre en charge 25 et même 50% du glucose distribué aux tissus. Le même effet hormonal active la libération des acides gras dans le sang. Ainsi, en dépit d une consommation périphérique accrue mais grâce à la fourniture augmentée de glucose, une glycémie égale ou supérieur à 1g/L, essentielle pour le fonctionnement du cerveau, est maintenus. Immédiatement après l exercice il se produit une inversion de tous ces phénomènes et tout spécialement une rapide augmentation du taux de l insulinémie. Il en résulte une diminution de la production hépatique de glucose. En ce qui concerne les acides gras plasmatiques, ils retournent également à leur taux de base mais plus lentement. Avant de clorez cette partie destinée à rappeler ce qui se passe chez un sujet normal, il faut ajouter quatre notions cité par cahané M. et coll (1989) qui nous semblent importantes en ce qui concerne l effet de l entraînement sportif : 1. L entraînement augmente la capacité de stockage du glycogène dans les cellules musculaires. 2. L entraînement facilite l utilisation des acides gras, 12

13 3. L entraînement augmente le nombre des transporteurs de glucose dans les cellules d où une meilleure captation de glucose avec mois d insuline. 4. L entraînement augmente le nombre de récepteurs à l insuline des tissus : l insuline devient donc plus active. IV-2- L activité physique chez le sujet non-insulino-dépendant Sur le plan physiopathologique, le DNID se caractérise par une insulinorésistance aux niveaux hépatique et musculaire. L hyper-insulinisme, témoin de l insulio-résistance, est d autant plus marqué que l obésité est importante. Un cercle vicieux se met en place du fait de la «gluco-toxicité» : l hyperglycémie chronique elle-même entretient et aggrave l insulinopénie relative en diminuant la réponse insulinique au stimulus glycémique et l insulino-résistance en diminuant, l utilisation périphérique du glucose. Par ses effets d amaigrissement et d augmentation de la sensibilité tissulaire à l insuline, l exercice physique fait directement figure d agent thérapeutique du DNID. Un certain nombre d arguments édipémiologiques et cliniques viennent à l appui de ce fait. L abaissement de la glycémie est dû à l augmentation de l utilisation tissulaire (baisse de l insulino-résistance), plus qu à une diminution de la production hépatique du glucose. Celle-ci est en effet inhibée par l hyperinsulinisme, qui n est que peu modifié par l exercice, et ceci d autant plus que le sujet est obèse. Par contre, chez le sujet non obèse, l insulinémie diminue également, sans toutefois parvenir à une inhibition aussi importante que chez le sujet normal. Gianluca P., et coll. (1996) affirment que l exercice physique améliore la sensibilité à l insuline grâce à deux mécanismes : 1. Un accroissement de l effet de l insuline sur la synthèse du glycogène dans le muscle. 2. Une amélioration de l action stimulante de l insuline sur le transport et la phosphorylation du glucose. Les effets sur la tolérance au glucose ont été observés par de nombreux auteurs dans des conditions un peu particulières, et pour des efforts généralement intenses et prolongés : Saltin et Coll. Rapportent un retour à la normale ou une amélioration sensible du test d HGPO après 3 mois d activités physiques d intensité moyenne, à raison de 2 séances de 60 minutes par semaine, chez des hommes obèses avec diabète modéré, et ceci sans variation pondérale. 13

14 Holloszy et coll. Rapportent un retour à la normale de l HGPO dans un groupe de DNID après 12 moins d entraînement physique particulièrement intense (3 à 5 séances de 40 à 60 minutes par semaines à 60 et 90% delà VO2 max ; mais aussi, dans un travail plus récent, Rogers et Holloszy notent une nette amélioration de l HGPO après seulement une semaine d exercices à 60% de la VO2 max une heure par jour. Tourniaivie.J. signale que l exercice physique est indispensable dans la prise en charge de ces diabétiques mais il faut en connaître les limites ou les dangers et demeurer réaliste dans la prescription : 80% des sujets porteurs de DNID sont obèses âgés pour la plupart de plus de 50 ans et totalement sédentaires. Les effets bénéfiques sont obtenus sous conditions d un exercice physique régulier (au minimum 3x1h par semaine à 30 ou 40% de la VO2 max). L expérience menée par Elizabeth J., et coll. (1998) sur une population de 1467 hommes et femmes DNID à montrée que l activité physique régulière à 50% et à 70% de la VO2 max provoque une meilleure amélioration de la sensibilité à l insuline (mesurée par HGPIV) plus importante p<.001 que l activité non régulière. IV-2-1- Diabétiques non-insulino-dépendants obèses La réponse métabolique et hormonale à l exercice a été étudiée chez des DNID obèses et des obèses non diabétiques lors d un exercice de 45 min, à 60% de leur VO2 max. (Figure 6 ; Minuk et al., 1981). Chez les obèses nondiabétiques la glycémie reste constante (100mg/dl) pendant l exercice et l insulinémie chute normalement. Par contre, chez les DNID obèses la glycémie diminue légèrement pendant l exercice (de 230 à 200mg/dl), mais l insulinémie ne chute pas. Les mesures de renouvellement du glucose ont monté que chez les DNID obèses l utilisation de glucose augmentait normalement au cours de l exercice, alors que la production de glucose augmentait beaucoup moins que chez les obèses non-diabétiques. La baisse de glycémie lors de l exercice chez les DNID obèses résulte donc de l incapacité du foie à produire suffisamment de glucose pour compenser l utilisation musculaire de glucose (Figure6). Ce défaut résulte probablement du maintien d une insulinémie élevée lors de l exercice chez les DNID obèses. Les raisons pour lesquelles l inhibition de l insulino-sécrétion ne se produit pas lors de l exercice chez les diabétiques obèses : ne sont pas connues avec certitude mais pourrait résulter : - d une suppression insuffisante de l insulino-sécrétion par le système alpha-adrénergique, de l hyperglycémie qui persiste lors de l exercice (200mg/dL). 14

15 Figure 6 : Changements de la glycémie, de l insulinémie, de la production et de l utilisation de glucose chez des témoins obèses et des diabétiques non-insulino-dépendants obèses (Minuk et al., 1981) IV-2-2- Diabétiques non-insulino-dépendants de poids normal La réponse métabolique à l exercice a aussi été étudiée chez des DNID non obèses lors d un exercice de 3 heures à 40% de leur VO2 max. (Koivisto et De Fronzo, 1984). La glycémie des DNID non-obèses diminue (150 à 100 mg/dl) ainsi que leur insulinémie (23 à 12 uu/ml) (Figure7). Par rapport aux témoins, les DNID non-obèses restent hyperinsulinémique durant toute la durée de l exercice ce qui explique probablement la chute plus importante de glycémie observée au cours de l exercice et ceci malgré leur insulino-résistance. 15

16 Figure 7 : Changements de la glycémie et de l insulinémie chez des témoins et des diabétiques non-insulino-dépendants (DNID) de poids normal (Koivisto et De Fronzo, 1984). IV-3- L exercice physique régulier et intense chez les diabétiques non-insulino-dépendants La pratique d un exercice physique régulier augmente la sensibilité des muscles à l insuline chez les sujets normaux et a des effets bénéfiques sur la longévité, les maladies cardiovasculaires et l athérosclérose (Paffenbarger et Hyde, 1980). Les concentrations d HDL et d insuline, qui sont considérées comme des facteurs de risque des maladies cardiovasculaires, sont diminuées par la pratique régulière de l exercice (Huttunen et al., 1979). Il était donc logique de penser que l exercice physique régulier devrait avoir un effet bénéfique chez les DNID qui sont insulino-résistants et souvent obèses, hyperlipidémiques et hypertendus. La sensibilité à l insuline, mesurée à l aide du clamp euglycémique, est améliorée après 6 à 12 semaines d entraînement physique chez les DNID. (Figure 8) (Trovati et al., 1984 ; Krotkiewski et al., 1985 ;). 16

17 Figure 8 : Effets de l insuline sur l utilisation de glucose lors d un clamp euglycémique chez des témoins et des diabétiques non-insulino-dépendants ayant pratiqué un exercice physique régulier de 6 à 12 semaines. Panneau de gauche DNID et témoins de 50 ans, entraînés 12 semaines (Koivisto et De Fronzo, 1984 ; Krotkiewski et al., 1985). Dans un autre travail, des DNID ont suivi un programme d entraînement très intense (40 à 60 minutes d exercice à 70-90% de leur VO2 max 3 à 5 fois par semaine) durant 12 mois (Holloszy et al., 1986b). Après 12 mois, la tolérance au glucose par voie orale était normalisée chez les DNID, malgré la diminution de leur insulino-sécrétion. La comparaison des résultats de test de sensibilité à l insuline de trois exercices différents : sans exercice, intensité moyenne 50% de la VO2max et intensité élevée 75% de la VO2max chez 7 femmes DNID a montré que l exercice aussi bien de moyenne que de haute intensité augmente la sensibilité à l insuline (Barry B., et coll. 1995). Honkolo A., et coll. (1997) ont étudié l effet d un entraînement (résistance training) sur le profil métabolique de 38 sujets diabétiques de type 2. Ce programme consiste à faire 2 passages dans un circuit renfermant 8-10 mouvements différents en raison de 12 à 15 répétions. Après la période d entraînement ( 5 mois et 2 fois /semaine), ils ont remarqués une amélioration significative p<.001 au niveau de la pression sanguine, l hémoglobine glycosylée A 1c (HbA 1c ) et de l endurance musculaire. En plus une diminution remarquable du cholestérol, LDL, et des triglycérides à été relevé. Ils ajoutent enfin, que le programme d entraînement doit être combiné : endurance aérobie et circuit type résistance. 17

18 Les mêmes constatations ont étés reportés par Tomofusa I., et coll. (1998) à la suite de l exécution de 9 exercices en raison de 5 fois/ semaine durant 4 à 6 semaines chez 17 sujets dont 9 sont DNID et 8 normaux. La comparaison entre cinq femmes et cinq hommes âgés de 40 à 48 ans des effets d un exercice de faible intensité (FI : bt/min) à ceux d un exercice de forte intensité (HI : bt/min) sur la tolérance au glucose a montré que : immédiatement après l effort la surface sous la courbe (doseréponse) indique que le niveau de glucose est réduit de 16% en FI et de 14% en HI. Après 24 heures ce niveau est réduit de 30% en FI et de 35% en HI. Ainsi Arend B., et coll. (1998) concluent que l exercice physique de faible intensité a des effets bénéfiques semblables à ceux d un effort plus intense sur la tolérance au glucose. Ils ajoutent que cet effet est plus marqué après 24 heures. IV-4- Adaptation diététique chez les DNID Chez les diabétiques non sisulino-dépendants, l exercice physique doit être intégré dans une approche thérapeutique globale avec éducation diabétique et apprentissage culinaire. Les principes généraux de l alimentation du diabétique sont peu différents de ceux non diabétique et sont seulement plus axés sur le risque d hypoglycémie. Les adaptations diététiques précises restent individuelles. Elles nécessitent un autocontrôle glycémique correct et une bonne connaissance de soi. Chaque diabétique est son propre témoin. La programmation de l exercice physique est nécessaire à une adaptation. V- Effet de l entraînement sur le profil des lipoprotéines V-1- Métabolisme des lipoprotéines Les lipides, peu solubles dans le milieu plasmatique, circulent associés à des protéines, les apolipoprotéines, sous forme d édifice parfois volumineux les lipoprotéines. Toutes les lipoprotéines contiennent en quantité variable, du cholestérol, des triglycérides et des apolipoprotéines. a- Les lipoprotéines de très basse densité (VLDL) Les lipoprotéines de très basse densité (VLDL) proviennent pour une faible part de la cellule intestinale et pour beaucoup des cellules hépatiques. Les triglycérides ne représentent que 70 % de leur composition. Leur Apo B est l Apo B100. Ces VLDL naissante vont subir des modifications : des échanges avec les lipoprotéines de haute densité (HDL) leur apporte du cholestérol estérifié et des Apo (Apo C, Apo E). la demi-vie des VLDL est d environ 5 heures. 18

19 La lipolyse des VLDL va modifier leur composition avec perte des triglycérides (TG) et enrichissement en cholestérol. Certains élément de la surface des VLDL devienderont des HDL. La lipoprotéine de densité intermédiaire (IDL) qui en résulte est captée par les récepteurs E hépatique soit continue à se transformer pour devenir lipoprotéines de basse densité (LDL). b- Les lipoprotéines de basse densité (LDL) Les lipoprotéines de basse densité, les LDL sont riches en cholestérol (50 %) et n ont à leur surface que l Apo B100. Elles vont apporter le cholestérol aux cellules périphériques de l organisme pour fournir à la synthèse des membranes cellulaires et à la fabrication des stéroïdes. Dans le plasma la demi-vie des LDDL est de 3,6 jours. Si la durée de vie des LDL se prolonge dans le plasma, des réductions d oxydation se produisent sur l Apo B qui ne peut être fixé par le récepteur. Les LDL doivent alors être dégradées par les macrophages de façon non spécifique. c- Les lipoprotéines de haute densité (HDL) Les lipoprotéines de haute densité (HDL) sont, elles surtout riches en apoprotéines et principalement l Apo A1. Elles ont trois origines : l hépatocyte, la cellule intestinale et l hydrolyse des VLDL. Ces lipoprotéines constituent un groupe hétérogène dont la composition en particulier en Apo peut varier. Les deux principales sous classes sont les HDL 2 et les HDL 3. A leur naissance, les HDL ne contiennent que peu ou pas de lipides et dans la circulation, elles vont s enrichir en cholertérol libre,et un peu en triglycérides,au contact des membranes cellulaires. Le cholestérol libre est estérifié graçe à la LCAT (lecithine cholestérol acyltransférase). Il existe des rrécepteurs des HDL sur les cellules périphériques (macrophage) qui permettent la liaison des HDl, et leur internalisation. Mais les HDL ne sont pas détruites : elles subissent une réexcrétion après s être chargées de cholestérol de sorte qu un transport de cholestérol est assuré vers le foie. V-2- Effet de l exercice en endurance sur le profil des lipoprotéines l étude de l effet de l entraînement en endurance sur l obèsité abdominale a montré que la mobilisation du tissu adipeux abdominal constitue une composante importante des adaptations métaboliques à l entraînement aérobique. En effet, des réductions dans les concentrations plasmatiques d insuline, de cholestérol, d apoliprotéine B et d LDL-cholestérol étaient proportionnelles à la réduction dans la quantité de tissu adipeux suite à l entraînement. Par ailleurs, plus la sensibilité à l insuline a été améliorée, plus 19

20 les réductions dans les niveaux plasmatiques de cholestérol, d apoliprotéine B et d LDL-cholestérol furent importantes La figure 9 illutre que suite à une réduction dans la disponibilité des substrats (glucose, acides gras libres) et à une augmentation de la sensibilité à l insuline, la synthèse hépatique de VLDL sera diminuée, ce phénomène sera associé à une réduction dans la sécrétion des VLDL. Par ailleurs, le catabolisme des lipoprotéines riches en triglycérides (dont les VLDL), sera augmenté, ce qui contribuera également à la diminution de la concentration des VLDL plasmatiques. Puisque la sécrétion des VLDL est diminuée, moins de particules seront éventuellement transformées en LDL. Cependant, bien que l insuline augmente l activité du récepteur aux lipoprotéines B et E, l hypothèse qu une augmentation de la sensibilité à l insuline soit associée à une augmentation dans le nombre de ces récepteurs demeure à être vérifiée expérimentalement. Par ailleurs, le catabolisme plus rapide des lipoprotéines riches en triglycérides sera associé à la formation d un plus grand nombre d HDL 2, à partir des HDL 3, et à une augmentation de la concentration d HDL-cholestérol. Finalement, la réduction dans l activité de la lipase hépatique (HTGL) contribuera également à l augmentation de la concentration des HDL 2. Figure 9 : Représentation des principales adaptations métaboliques impliquées dans les changements notés dans les concentrations des lipoprotéines sanguines produits par l entraînement aérobique (Després J.P. et coll. 1991). 20

21 D après Després J.P., et coll. (1991), suite à l entaînement aérobique Une réduction dans la concentration des triglycérides à jeun sera attribuable à des diminution de la concentration et dans la taille des VLDL. Par ailleurs, la perte de masse grasse associée à l entraînement aérobique produira une réduction dans la concentration de LDL-cholestérol, qui sera accompagnée par une réduction parfois plus importante de la concentration d LDL-Apo B. Il sera ainsi possible d observer, dans le plasma d individus entraînés, moins de particules LDL mais leur contenu en cholestérol pourra être plus élevé. Finalement, l entraînement aérobique produit une augmentation dans la concentration des HDL2-cholestérol et aucun changement (parfois même une baisse) dans la concentration des HDL3-chlestérol, qui ne se reflètera pas toujours par des changements significatifs dans la concentration de cholestérol contenu dans toute la fraction HDL. Figure 10 : Effet de l entraînement aérobique sur le profil des lipoprotéines sanguines (Després J.P. et coll. 1991). VI- Effets de l entraînement et de l exercice sur la Tolérance au glucose et la sensibilité à l insuline La tolérance au glucose et la sensibilité à l insuline sont respectivement des indications de la captation du glucose par les tissus et de la stimulation de cette captation. Lorsque la captation du glucose et la stimulation des tissus à capter le glucose sont détériorées, on est en présence de l intolérance au glucose et de la résistance à l insuline. Certains états sont associés à la détérioration de la tolérance au glucose et de la sensibilité à l insuline se sont : le vieillissement, la sédentarité, la puberté et l obésité. 21

22 Le but de cette partie est de montrer à travers la littérature, les effets de l entraînement et de l exercice aigu sur quelques-uns des états associés à l intolérance au glucose et à la résistance à l insuline. V-1- Le vieillissement Il a été montré que l entraînement physique chez les sujets humains ayant dépassé l âge de 50 ans, est associé à une tolérance au glucose normale ainsi qu à une plus basse concentration d insuline plasmatique, en réponse à un test de tolérance au glucose (Hollenbedk et al., 1985 ; Seals et al.,1984 a et b). Par ailleurs, l examen du tableau1 montre clairement que l entraînement en endurance améliore la tolérance au glucose chez les personnes âgées. En examinant toujours ce tableau, on remarque cependant une absence d amélioration de la tolérance au glucose chez les personnes âgées suite à l entraînement en endurance (Lampman et al., 1987). Cela peut s expliquer par une durée d entraînement très courte. Il peut aussi s agir d un effet persistant de très courte durée du dernier exercice (James et al., 1983 ; Bongbele et al.,1991). - Néant augmente Tableau I : Variations de la tolérance au glucose chez les sujets âgés suite à l entraînement physique. V-2- La sédentarité et l obésité L un des effets de l entraînement en endurance est la réduction de la concentration d insuline basale et l augmentation de la réponse des récepteurs de glucose à l action de l insuline. La tolérance au glucose pendant ce temps est soit inchangée, soit améliorée (Becker-Zimmermann et al., 1982 ; Bjorntorp et al 1973 et 1977 ; Davidson et al., 1966 ; Lindgarde et Saltin, 1981 ; Ruderman et al., 1979 ; Saltin et al.,1979). 22

23 Si l on considère le fait que la sédentarité s accompagne le plus souvent d un gain de poids corporel, donc d obésité, on peut dire que l une des raisons du manque d amélioration de la tolérance au glucose (suite à l entraînement physique en endurance) est le maintien du poids corporel. En effet, lorsque la perte du poids corporel s ajoute au programme d entraînement physique, il y a amélioration de la tolérance au glucose (Bogardus et al.,1984 ; Lampman et al., 1987). Par ailleurs, l exercice aigu (anaérobie) améliore l action stimulante (captation du glucose) de l insuline chez les sujets obèses (Burstein et al.,1990). Ces auteurs ont suggéré à ce propos que l exercice a un effet sur les récepteurs et les phénomènes post-récepteurs d insuline et, ainsi, provoque la baisse de la résistance à l insuline. 23

24 Problématique Mollet E ; (1990) signale que l augmentation de la prévalence du diabète non insulino-dépendant (DNID) dans les sociétés s explique en partie par la consommation alimentaire et les facteurs génétiques mais aussi par la réduction de l activité physique. En effet, cette population concerné par notre sujet de recherche et beaucoup plus nombreuse et l exercice, une fois les indications et contre indications bien pesées, ne pose généralement pas de problème technique ou métabolique. Grimm J.J (1990) stipule que l exercice physique entraîne une stimulation du transport du glucose à travers la paroi cellulaire par la contraction musculaire et-ou l insuline. L exercice augmenterait à la fois le nombre de transporteurs et l activité de ceux-ci. Un certain nombre d arguments épidémiologiques et cliniques viennent à l appui de ce fait. Lefébure. L et coll. (1993) ajoute qu une activité physique régulière, pour autant qu elle soit réalisable, est susceptible d avoir les effets favorables suivant chez un patient de DNID : Une réduction pondérale souvent bienvenue. Une amélioration du contrôle métabolique (réduction glycérique pendant et après l activité physique ; réduction de l insulinémie ; augmentation de la sensibilité à l insuline...) Une amélioration du profil lipidique (diminution des taux des triglycérides et des VLDL ; augmentation du cholestérol HDL...) Des effets favorables sur le plan cardiovasculaire (augmentation de la capacité maximale d utiliser l O2, ralentissement du rythme cardiaque au repos et à l effort, réduction modérée de la pression artérielle...) Une réduction du risque thrombotique et une diminution de l incidence de la maladie coronarienne. Une amélioration de l image de soi et du sentiment de bien-être. Bosquet.F. signale que plusieurs études transversales ont établi une relation inverse entre le niveau d activité physique et la fréquence du DNID, réduite de l ordre de 50% par un exercice musculaire régulier. Une étude longitudinale suggère que la dépense énergétique hebdomadaire liée à l exercice physique, est inversement associée au développement du DNID sur un suivi de 15 ans : diminution de fréquence de 6 % pour chaque augmentation de 500 K calories par semaine de dépense physique. Les activités intenses (natation, jogging, tennis) seraient plus efficaces que les activités modérées (marche...). Un effet protecteur de l activité sportive est particulièrement apparent chez les sujets à hauts risque de DNID. 24

25 Ainsi il paraît recommandé de proposer un programme d activité physique régulière dans les populations à risque : apparentés de premier degré de DNID, obèses androïdes, hypertendu essentiel, intolérants au glucose, femmes ayant eu un diabète gestionnel ou une hyperglycémie sous pilule oestroprogestative... Walllberg H., et coll. (1998) stipulent que l exercice training corrige le déséquilibre physiologique et métabolique chez les DNID. Ils insistent plus sur le fait que chaque sujet doit subir un programme d évaluation complet des capacités physiques et fonctionnelles (exp. VO2max). Kang P., et coll. (1996) expliquent l amélioration de la sensibilité à l insuline après 7 jours de pédalage à 70% de la VO2 max durant 50 min par rapport à la même durée d entraînement à 50% de la VO2max par l augmentation de l utilisation du glycogène musculaire et des hydrates de carbone induite par l intensité de l exercice. Jie K., et coll. (1998) ont proposé à 12 sujets (6 DNID et 6 normaux) un exercice de pédalage à deux intensités différentes : 50% et 70% de la VO2max. La durée des exercices est déterminée de façon qu il ait la même dépense énergétique durant les deux épreuves. Les résultats du profil métaboliques déterminés après chaque type d exercice ont montré que les taux d oxydation des hydrates de carbone et des lipides sont augmentés au niveau des deux épreuves (P<.001). Cependant, le taux d oxydation des hydrates de carbone est plus élevé durant l épreuve de 70% de la VO2max. Ils ont relevé en plus, une augmentation de l utilisation plasmatique du glucose chez les diabétiques par rapport aux normaux (P<.005). Pour tester la différence entre l effet d un exercice aérobic en endurance et celui d un circuit type résistance chez des sujets présentant une intolérance au glucose, Eriksson J., et coll. (1996) ont proposé le protocole suivant : 7 sujets travaillent à 60% de la Fc max 1à1,5 h/semaine durant six mois, 7 sujets travaillent dans un circuit type résistance (3 passages par 8 ateliers et 8-10 répétitions par ateliers) durant dix semaines et 7 sujets groupe contrôle. Pour l exercice en endurance, les résultats ont monté une amélioration du VO2max et des HDL-choléestérol mais pas d amélioration au niveau de la sensibilité et la sécrétion de l insuline. Pour le circuit type résistance, ils ont obtenu une nette augmentation de la sensibilité à l insuline. Mollet E. (1999) stipule que l exercice physique est l un des trois traitements du diabète de type2, aux côtés de la diététique et des traitements médicamenteux (antidiabétique oraux et insuline). 25

26 Sur le plan physiopathologique, cet effet thérapeutique s explique par l action de l exercice physique sur les principaux mécanismes de l insulinorésistance : augmentation de la synthèse du glycogène musculaire, augmentation du transport transmembranaire du glucose, réduction de la graisse périviscérale abdominale et, par-là, réduction de l insulino-résistance hépatique et du débit hépatique du glucose. De plus l exercice a des effets positifs sur la plupart des anomalies habituellement associés au diabète. Il convient de considérer que : L exercice physique fait partie intégrante de la thérapeutique du diabète, au même titre que l insuline et l alimentation équilibré. Les exercices qui ont montré un effet bénifique sur le traîtement du diabète sont : Les exercices physiques d endurance Les exercices physiques intenses Absence de travaux sur l effet de l exercice combiné : modéré-intense sur la tolérance au glucose et la résistance à l insuline. Ainsi, dans le but d améliorer leur qualité de vie et faire apprendre au diabète de vivre avec eux (adapter le diabète à leur mode de vie) nous envisageons d adapter un programme d entraînement personnalisé (SWEET) conçu par Gimenez M. (1982) et adapté par le laboratoire d explorations fonctionnelles, respiratoire et de l exercice de Strasbourg (Lonsdorfer J., 1996) à nos sujets diabétiques non insulino-dépendant. Les effets bénéfiques de ce type d entraînement dans des popularités différentes (insuffisants respiratoires insuffisants cardiaques transplantés cardiaque...) ont été démontrés : une amélioration de la capacité d endurance, une meilleure tolérance à l effort après la période d entraînement. Ces effets se traduisent par une meilleure qualité de vie. Méthodologie 1- Population d étude Notre population concernée est formée de 15 sujets diabétiques adultes non insulino-dépendant et sans complications vasculaires et cardiaques. Ces sujets sont appariés au niveau du poids et l age. 2-Le réentraînement à l endurance: Ce réentraînement repose sur le principe de la répétition des séances d exercices associant les effets combinés de l intensité, de la fréquence et de la durée des séances. 26