O EA L activité physique : un moyen de prévention du Diabète de type 2 (DT2) rphy

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1 L activité physique : un moyen de prévention du Diabète de type 2 (DT2) C. Goanvec, PhD EA 4324 Optimisation des Régulations Physiologiques ORPHY O EA rphy

2 DT2 : définitions Fédération Internationale des Diabétiques : 2014 : plus de 350 millions de personnes sont touchées par le DT : près de 600 millions de DT2 (Delbin 2014, Forbes 2013, Coughlan 2014). DT2 : Maladie insidieuse caractérisée par une hyperglycémie (HG), une résistance à l insuline (IR) et / ou une diminution de la production d insuline. 2

3 DT2 : définitions Fédération Internationale des Diabétiques : 2014 : plus de 350 millions de personnes sont touchées par le DT : près de 600 millions de DT2 (Delbin 2014, Forbes 2013, Coughlan2014). 2 types d anomalies : DT2 : Maladie insidieuse caractérisée par une hyperglycémie (HG), une résistance à l insuline (IR) et / ou une diminution de la production d insuline. 1 - Anomalies des effets de l insuline : IR périphérique avec hypersécrétion compensatoire de l insuline. = insensibilisation des récepteurs membranaires à l insuline et = diminution de son action sur tissus cibles (foie, muscle squelettique, tissu adipeux). 2 - Altération de l insulinosécrétion : réduction de la sécrétion d insuline par le pancréas (cellules béta), liée à la glucotoxicité et à l ancienneté de la maladie. = évènement final qui conduit à l HG chez la plupart des sujets DT2

4 DT2 : complications Patient DT2 : 4 X + de risque de MCV Influence environnementale Style de vie Composante génétique et épigénétique Age Sédentarité Augmentation de la masse corporelle 1er FR du DT2 = obésité 4

5 DT2 : complications DT2 associé Complications et Co-morbidités incluant MCV due à une hyperglycémie Microvasculaire : atteinte des petites artères : rétinopathie, néphropathie, neuropathie Macrovasculaire : atteinte des grosses artères, coronaires Cardiomyopathie diabétique = dysfonction diastolique Incapacité de relaxation : cause de l infarctus (2.4 à 5 X> chez le DT2) (Trachanas et al., 2014) MCV : infarctus, AVC, maladie coronaire, athérosclérose 5

6 DT2 : critères de détermination Hyperglycémie à jeun >1.26 g.l -1 ou 7 mm ap 8h de jeûne Outil de suivi - HbA 1c (%) : reflet de la glycémie moyenne de 4 à 8 sem précédant le dosage. Indépendant du régime alimentaire et de l exercice physique et de l état de jeûne. 6

7 Efficacité de l activité physique 1- Sur le contrôle de la glycémie Amélioration de la sensibilité à l insuline et de tolérance au glucose (transporteur) et rendement de la glycolyse améliorée Diminution du taux d HbA1c Nombreuses études expérimentales chez l homme et l animal : comprendre les mécanismes impliqués dans les effets d un exercice isolé (persistance 48h max) et chronique sur cette pathologie. Qiu et al., 2014, Sigal et al,

8 Efficacité de l activité physique 1- Sur le contrôle de la glycémie Amélioration de la sensibilité à l insuline et de tolérance au glucose (transporteur) et rendement de la glycolyse améliorée Diminution du taux d HbA1c 2- Sur la diminution des FR des MCV Obésité, hypertension, hyperlipidémie 8

9 Efficacité de l activité physique 1- Sur le contrôle de la glycémie Amélioration de la sensibilité à l insuline et de tolérance au glucose (transporteur) et rendement de la glycolyse améliorée Diminution du taux d HbA1c 2- Sur la diminution des FR des MCV Obésité, hypertension, hyperlipidémie 3- Action propre de l exercice sur le système vasculaire (40%) des quantités de glucose et d insuline délivrées au muscle par augmentation de la densité capillaire et de la vasodilatation NO-dépendante (shear stress) 9

10 Modalités d exercice physique Endurance Maintenir un effort d intensité faible à modérée, au moins 20 min Filière aérobie Type d exercice le plus approprié? Fréquence? Durée des séances? Volume? Résistance Maintenir un exercice d intensité élevée proche de la capacité max de l individu, temps courts 20 sec à 3 minutes. Filière anaérobie lactique Contre Résistance = Force musculation (surcharge) maintien et ou gain de masse musculaire Isométrique, excentrique, concentrique 10

11 Entraînement en endurance et DT2 Thomas et al 2006 : meta-analyse Effet seul de l exercice régulier modéré : groupe exercice versus groupe sans exercice sur 14 études 377 sujets âge moyen 60 ans intervention de 8 semaines à 12 mois Par rapport au groupe contrôle : Effet propre modéré de l exercice régulier sur le taux d HbA1c de l ordre de 0,6%, Pas de perte de poids significative Même si effets favorables sur la composition corporelle avec au moins 2,5 h de marche par semaine. Les exercices encadrés sont plus efficaces sur la diminution de l HbA1c que ceux réalisés seuls. En associant la diététique, les effets sont renforcés (Aguiar et al., 2014) Amélioration de l équilibre glycémique Thomas et al 2006, Umpierre et al.,

12 Recommandations Recommandations actuelles pour patients DT2 centrées sur : l amélioration de l équilibre glycémique, le maintien du poids et la réduction du risque cardiovasculaire. Exercices en endurance Fréquence : au moins 3j/sem avec pas plus de deux jours consécutifs sans activité physique Intensité : au moins modérée (40-60%VO 2 max) Durée : au minimum 150 min/sem d activité d intensité modérée, pratiquée par sessions d au moins 10 min et réparties dans la semaine. Exercices contre résistance Fréquence : au moins 2 fois par sem sur des jours non consécutifs Intensité modérée : 50% d une répétition maximum à élevée Durée 5 à 10 exercices par session avec répétitions jusqu à la fatigue avec progression des charges au cours du temps Séries : 3 séries de 8 à 10 répétitions par exercices. Exercices en résistance? Combiné Duclos et al.,

13 Yang et al, 2014 L exercice en résistance est-il comparable à l endurance? - Endurance et résistance : comparables sur 4 mois. A plus long terme??? - Endurance : réduction de l IMC et meilleure aptitude physique (physical fitness) (consommation max d oxygène et FC) L essentiel est de pratiquer une activité physique, le choix d une modalité d exercice est secondaire. - Les deux permettent d adapter l exercice en fonction des possibilités de chaque patient (surpoids, obésité, complications ) 13

14 Volume, intensité en endurance et résistance : contrôle glycémique Umpierre et al., 2013 A - Endurance : HbA1c associé à la fréquence des exercices. B - Combiné encadré : HbA1c associé au volume d exercice en résistance/sem. Volume d exercice = déterminant majeur du contrôle glycémique du patient DT2 En combiné : quantité minimale d exercice aérobie requise (33min) 14

15 Pourquoi des modèles animaux? Ob/ob Lep -/- Db/db Lepr -/- Modèles génétiques KKA ZDF Polygenic Lepr -/- obese OLETF polygenic obese GK polygenic nonbese Supplémentation Lipides Sucres 1 aspects fonctionnels? 2 aspects moléculaires? 3 standardisation et grand nombre/groupe 4 nombreux modèles disponibles Goto-Kakisaki OLET OLETF Otsuka long evans Tokushima fatty rats Zucker Diabetic Fatty rats 15

16 Mécanismes cellulaires : insuline et dysfonction endothéliale Shear stress Flk1- PECAM Rask-madsen et al, 2013, cell metabolism, Xu et al

17 Mécanismes cellulaires: DE et DT2 Rat GK, Ventricule gauche Grijalva et al.,

18 Travaux actuels : Age 3 Boisson enrichie en fructose (20%) = 15mg/j FF (3 sem d âge) 9 12 sem 12 sem 6 sem 15 FF Prélèvements d organes ExFF Julie Dupas (Doctorat en cours, ORPHY) 18

19 VMA, citrate synthase Course adaptée à chaque individu Entraînement chronique (6 semaines) intensité modérée (60-70% VMA) Entraînement efficace (Citrate Synthase) Ex FF : + 30,6 %, Ex : +56,3% Age Groupe 9 semaines 12 semaines 14 semaines Ex FF 1,77 ± 0,05 km.h ,1% +31,1% Ex 1,86 ± 0,04 +35% +52% Julie Dupas (Doctorat en cours, ORPHY) 19

20 Masse corporelle (grammes) Effet régime : masse et prise énergétique Masse corporelle ** *** ** *** ** - Prise de masse corporelle > chez les FF dès l âge de 10 semaines : puberté Ex FF mangent moins que les autres : exercice FF C Ex ExFF - Prise énergétique quotidienne (Kcal/j/kg) > chez les supplémentés : Fructose Âge (semaines) Julie Dupas (Doctorat en cours, ORPHY) 20

21 Après 12 sem de régime Group 15 weeks C FF Parameter Bodyweight 408±14 495±25 (g) *** Energy intake (kcal/d/kg bw) 175±5 247±7 *** Fasting glycaemia (mg/dl) 88.1± ±3.2 * Heart weight (%bw) 0.25± ±0.01 * HOMA IR > 1, ± ±0.42 * Isi-Gly 0.11± ±0.01 ** Julie Dupas (Doctorat en cours, ORPHY) 21

22 Effet de 6 sem d entraînement * * * Julie Dupas Exercise: - Masse corporelle - Masse du coeur - Glycémie à jeûn - Résistance à l insuline (HOMA IR) - Sensibilité à l insuline (isi-gly) - Prévient la DE liée à l âge 22

23 L activité physique est-elle un moyen de prévention du DT2? O EA rphy