LE MÉTABOLISME I ET LES MÉCANISMES DES

MALADIES MÉTABOLIQUES Cours 4 | 2016-2017

Tous les êtres vivants sont capables de se nourrir.

Il existe 2 types de nutrition:

– les organismes capables de fabriquer leur nourriture – organismes autotrophes – les végétaux utilisent l'énergie lumineuse pour fabriquer du glucose (la photosynthèse);

– les organismes incapables de fabriquer leur nourriture - les animaux ne peuvent pas utiliser l'énergie extérieur pour fabriquer ces molécules donc ces organismes se nourrissent (mangent) de glucoses qui se trouvent dans d'autres êtres vivants - ces animales sont des hétérotrophes.

LA NUTRITION ET LE MÉTABOLISME

Tous les cellules d'un organisme vivant sont capable de fabriquer de l'énergie à partir de la nourriture à partir du glucose, des lipides et protéines;

- chez les organismes pluricellulaire le glucose, les lipides et les protéines se déplace avec le sang vers toutes les cellules de l'organisme.

Les cellules transforment alors l'énergie de la molécule de glucose en petites macromolécules d'énergie appelées ATP - Adénosine Triphosphate.

Ces petites molécules d'énergie se déplacent dans le cytoplasme et redistribuent l'énergie à tous les organites de la cellule animale.

LE METABOLISM ET LA PRODUCTION DE L'ÉNERGIE

Energie calorifique = production de chaleur.

Energie chimique = contenue dans les molécules.

Energie mécanique = mouvements des muscles.

Energie osmotique = gradient de concentration.

Energie électrique = gradient ionique (Na/K).

Si la réaction demande de l’énergie au milieu:

- est endergonique.

Si la réaction fournit de l’énergie au milieu:

- est exergonique.

IL EXISTE DIFFÉRENTES FORMES

D’ÉNERGIE DANS LES CELLULES ANIMALE

Les cellules animales sont de petites usines à réactions chimiques – et c'est grâce à ces réactions chimiques que la cellule va pouvoir vivre.

L'ensemble des réactions chimiques d'une cellule s'appelle le métabolisme.

Le métabolisme cellulaire se compose de 2 types de réactions chimiques:

– les réactions de dégradation (casser des molécules) = le catabolisme.

– les réactions de synthèse (fabriquer de nouvelles molécules) = l'anabolisme.

LE MÉTABOLISME CELLULAIRE

Il permet à la cellule de casser les molécules.

L'organisme dégrade les grandes molécules de l'alimentation (les polymères) en petites unités (les monomères) qui seront alors utilisables par les cellules.

Ces réactions chimiques s'appellent des hydrolyses (hydro – eau; et -lyse - casser)

Il faut la présence de l'eau pour avoir des hydrolyses.

Ce sont des réactions chimiques qui libèrent de l'énergie et de la chaleur.

✔ la digestion - l'organisme hydrolyse les grosses molécules de l'alimentation (les protéines) en petites molécules simples (les acides aminés)

✔ la respiration - la cellule dégrade le glucose.

LE CATABOLISME

L‘ANABOLISME

Il permet à la cellule de fabriquer et de

synthétiser de nouvelles molécules.

- L'organisme fabrique des polymères à partir de petites unités (les monomères)- et ces réactions chimiques s'appellent des synthèses.

Ce sont des réactions chimiques qui consomment de l'énergie et de la chaleur, qui libèrent de l'eau.

Exemples:

✔ la photosynthèse - l'organisme utilise l'énergie lumineuse pour synthétiser de nouvelles molécules.

✔ la synthèse de protéines - à partir des acides aminés consommés par l'organisme.

LE MÉTABOLISME DES POLYSACCHARIDES

LES VOIES METABOLIQUES DU GLUCOSE

LES MÉCANISMES QUI CONTRÔLENT LE MÉTABOLISME DES POLYSACCHARIDES

FACTEURS AMPLIFICATEURS ET INHIBITEURS DU MÉTABOLISME GLUCIDIQUE

LA PHYSIOPATHOLOGIE DU MÉTABOLISME DES GLUCIDES

- L'apport insuffisant des glucides.

- Déséquilibres vitaminiques – vit. hydrosolubles.

- Excès alimentaire temporaire des glucides – peut induit une acidose lactique métabolique fatale.

- Une suralimentation glucidique prolongée - l'obésité nutritionnelle par la déposition des glucides.

L’apport insuffisant de glucides est le résultat:

- de la malnutrition quantitative et qualitative.

- des perturbations de l’activité biologique de la microflore du rumen;

- les carences/déficience enzymatique digestives

- les troubles de l’absorption au niveau de l’appareil digestive (mal digestion et malabsorption).

Les facteurs endogènes: déficits enzymatiques.

LES FACTEURS EXO/ENDOGÈNES QUI

AFFECTENT LE MÉTABOLISME DES GLUCIDES:

Hyperglycémie alimentaire - consommation augmenté des glucides provenant des aliments.

Hyperglycémie d'origine nerveuse – stress etc.

Hyperglycémie hormonale - excès des hormones hyper-glycémiques (cortisol, adrénaline), un faible niveau de l'inactivation de ces hormones, absence des hormones hypoglycémiante pancreatique (Insuline).

Hyperglycémie toxique - produite par des substances connues pour affecter les cellules bêta du pancréas.

Hyperglycémie hépatique - le résultat d'une amélioration de la glycogénolyse hépatique ou produit par diminution de la glycogenèse.

SYNDROMES HYPERGLYCÉMIQUES - AUGMENTATION DU GLUCOSE DANS LE SANG (>150-170 MG/100 ML, GLYCOSURIE + POLYURIE)

Le diabète se définit par une hyperglycémie chronique , soit une glycémie à jeun supérieure à 1,26 g/l (7 mmol/l) à deux reprises - Nouvelle définition:

Glycémie à jeun supérieure à 1,26 g/l (7 mmol/l) à deux reprises - ou

Glycémie supérieure à 2 g/l (11,1 mmol/l) à n’importe quel moment de la journée

L’hyperglycémie modérée est asymptomatique.

On peut constater parfois une discrète perte de poids (1-3 kg) et une asthénie, mais le malade peut se sentir bien.

Le syndrome cardinal diabétique, qui comporte polyuropolydipsie, amaigrissement, hyperphagie, n’existe que pour des glycémies supérieures à 3 g/l.

Il existe alors une glycosurie importante, responsable de polyurie osmotique, entraînant à son tour une polydipsie.

LE DIABÈTE SUCRE

Le diabète insulino-dépendant - type 1, qui survient le plus souvent aux animaux jeunes et représente 10 à 15 % des diabètes clinique.

Le diabète non insulino-dépendant - type 2, qui survient le plus souvent aux animaux âges et représente 85 à 90 % des formes de diabètes.

Les données essentielles pour le diagnostic

étiologique sont cliniques : âge, poids, existence

d’une cétonurie, hérédité familiale de diabète.

Le Diabètes de type 1

Il est remarquable par son début brutal:

- un syndrome cardinal associant polyuro-polydipsie, polyphagie, amaigrissement et asthénie chez un animal jeune, mince, avec cétonurie et glycosurie.

Des antécédent familial sont très rares (1:10).

- Chez l’homme survient essentiellement avant 20 ans, mais connaît 2 pics d’incidence vers 12 et 40 ans.

-Il peut être associé à d’autres maladies auto-immunes (ex: vitiligo, maladie de Basedow, thyroïdites).

L’hyperglycémie apparaît lorsqu’il ne reste plus

que 10 à 20 % de cellules B fonctionnelles.

- Le processus auto-immun responsable d’une

insulte pancréatique se déroule au cours des années.

- Cette réaction auto-immune survient sur un terrain

de susceptibilité génétique à la suite de facteurs

déclenchant et peut être dépistée avant l’apparition de

l’hyperglycémie par des dosages d’auto -anticorps .

Des facteurs d’environnement sont probablement à

l’origine du déclenchement du processus autoimmunitaire.

-réaction auto-immune dépendant des lymphocytes T.

Le diabète de type 1 est dû à une destruction

auto-immune des cellules insuline-sécrétrices

Se caractérise typiquement par la découverte fortuite d’une hyperglycémie associe avec un surpoids ou ayant été obèse, avec surcharge pondérale de prédominance abdominale.

Le plus souvent, on retrouve une hérédité familiale de diabète non insulino-dépendant.

Le diabète de type 2 est souvent associé à une hypertension artérielle essentielle et/ou à une hypertriglycéridémie (chez les animaux).

Le Diabètes de type 2

- Est le résultat de la conjonction de plusieurs gènes susceptible, dont l’expression dépend de facteurs d’environnement, au premier rang desquelles, la consommation excessive de graisses saturées et de sucres rapides et la sédentarité.

- La déficience en insuline responsable de l’hyperglycémie du diabète de type 2 est précédée d’hypersécrétion insulinique (hyperinsulinisme) secondaire à une insuline-résistance des tissus.

- L’anomalie métabolique fondamentale qui précède le diabète non insulino-dépendant de tip 2 est l’insulino-résistance.

Le diabète non insulino-dépendant (2)

L’insuline-résistance survient sur un terrain génétique favorable puisqu’on la retrouve chez les jeunes animaux ayant une tolérance glucidique strictement normale mais ayant 2 parents diabétiques non insuline-dépendants.

- l’insulino-résistance est secondaire à l’excès de graisses au niveau des masse musculaire et des tissues adipeux viscéral.

Le stockage et l’utilisation du glucose sont diminués au niveau des masse musculaire alors qu’au niveau hépatique il y a une stimulation du processus de la néoglucogenèse.

MÉCANISME DE L’INSULINE-RÉSISTANCE

- L’obésité;

- La répartition abdominale, sous-cutanée et viscérale des graisses;

- La sédentarité;

- Le facteur génétique;

- L’âge : le sujet âgé cumule plusieurs facteurs d’insuline-résistance;

- L’hypertension artérielle essentielle;

- L’augmentation des triglycérides;

- La baisse du HDL cholesterol.

FACTEURS CLINIQUE D’INSULINO -RÉSISTANCE

- précède le diabète de type 2;

- se développe sur un terrain génétique de susceptibilité;

- diminue l’utilisation musculaire du glucose;

- augmente la synthèse hépatique de glucose;

- se traduit par une obésité de type androïde;

- s’accompagne d’une hypertriglycéridémie,

- est fréquemment accompagne par l’HTA.

LE PHÉNOMÈNE D’INSULINO -RÉSISTANCE

Ne prendre en compte que le rôle du tissus adipeux hypertrophié et on oublie que le tissu musculaire est le siège de l’ insulino-résistance.

On sous-estime la place de l’activité physique dans la prévention et le traitement du DNID.

On prescrire un régime hypoglucidique au lieu de prescrire une diététique normo glucidique hypo lipidique pour limiter les graisses saturées.

Restreindre le DNID à la glycémie en oubliant l’importance de l’hyperlipidémie et de l’hypertension artérielle, très souvent associées.

Erreurs conceptuelles et pratiques

en matière de diabète de type 2

Le diabète gestationnel est défini comme une intolérance au glucose de sévérité variable survenant pendant la grossesse, quelque soit le terme de cette grossesse.

Les facteurs de risque de diabète gestationnel:

- l’âge maternel;

- le surpoids maternel avant la grossesse;

- la prise de poids excessive pendant la grossesse;

- le risque accrue chez différent races de chien;

- les antécédents familiaux de diabète;

- les antécédents de diabète gestationnel;

- les antécédents d’hypertension artérielle.

LE DIABÈTE GESTATIONNEL

Correspondent aux hyperglycémies

provoquées par:

- corticoïdes (sous toutes les formes);

- β bloquants non cardiaque-sélectifs;

- diurétiques hypokaliémiants;

- progestatifs de synthèse nonstéroïdes;

- sympathicomimétiques;

- antiprotéases (traitement du HIV).

LES DIABETES IATROGENIQUE

- Pancréatite chronique calcifiante;

- Hémochromatose;

- Diabètes endocriniens - associés à l’hyperthyroïdie, au phéochromocytome, au syndrome de Cushing, à l’acromégalie, à la maladie de Conn;

- Cancer du pancréas;

- Diabète de type 3 - associe carence insulinique et insulino-résistance;

- Diabète secondaire à une lésion de l’ADN mitochondrial;

- Diabète lipoatrophique - ccongénital ou acquis - caractérisé par la disparition du tissu adipeux;

- il existe une insuline-résistance majeure avec hyperlipidémie et stéatose.

AUTRES CAUSES/TYPES DU DIABÈTES

L'hypoglycémie est un symptôme dont l’origine peut être liée à différentes maladies - hypoglycémie organique.

Si aucune maladie n'est en cause, on parle d'hypoglycémies fonctionnelles.

On définit l'hypoglycémie par:

- une glycémie inférieure à 0,70 g/l avec des symptômes compatibles avec une glycémie basse,

- ou une glycémie inférieure à 0,50 g/l, qu'il y ait ou non des symptômes associés.

- le malaise hypoglycémique - symptômes résultant d’une abaissement sévère de la glycémie.

LES SYNDROMES HYPOGLYCÉMIQUES

✓ Légère – avec des symptômes neurogènes;

✓ Modérée – avec des symptômes neurogènes et neuro-glycopéniques;

✓ Grave - l’hypoglycémie est très grave;

- exceptant le cas d’une hypoglycémie grave, la glycémie est généralement inférieure à la valeur de 2,8 mmol/L.

ON PEUT QUALIFIER L’HYPOGLYCÉMIE DE:

- Les médicaments sont le plus souvent incriminés dans les hypoglycémies organiques: insuline et les hypoglycémiants en cas de diabète.

- D'autres médicaments peuvent être responsables d'hypoglycémies - favorisées par:

- l'âge avancé;

- la dénutrition;

- l'insuffisance rénale;

- les associations médicamenteuses : anti-arythmiques, antibiotiques, antalgiques, certains antidépresseurs.

LES CAUSES DE L’HYPOGLYCÉMIE

Les maladies endocriniennes peuvent déterminer des hypoglycémies: - l’insuffisance surrénalienne , hypothyroïdie,

insuffisance anté-hypophysaire, déficit en STH. L'insulinome est une tumeur rare du pancréas. - se manifeste par des hypoglycémies profondes d'expression essentiellement neurologique, sans horaires, mais plus souvent le matin à jeun. - Il s'y associe souvent une prise de poids. D'autres tumeurs non pancréatiques peuvent entraîner des hypoglycémies - les tumeurs hépatiques. L'hypoglycémie est fréquente en réanimation chez des patients en état de choc, d'insuffisance cardiaque ou hépatique, chez des patients fortement dénutris.

Symptômes d’une hypoglycémie légère - Faim subite et gloutonne; - Tremblements; - Faiblesse, léthargie, fatigue inhabituelle.

Symptômes d’une hypoglycémie modérée - Désorientation et confusion; - Problèmes de vision… se cogne aux meubles - Coordination déficiente, telle une démarche chancelante, marcher en rond, comme s’il est ivre. - Nervosité et Miaulement excessif; - Changement de comportement: agressivité.

Symptômes d’une hypoglycémie sévère - Convulsions, crise soudaine; - Perte de conscience et choc hypoglycémique.

Les réactions hypoglycémiques peuvent etre:

Légères - Modérées - Sévères.

Les malaises surviennent habituellement lorsque la glycémie est inférieure à 0,60 g/l

- ce n'est pas une règle absolue et on ne peut pas fixer le seuil exact de glycémie à partir duquel on aura ou on n'aura pas de malaise;

Il y a aussi d’autre facteurs important:

- la rapidité de la baisse de la glycémie;

- l'importance de la baisse de la glycémie;

- le niveau du contrôle de l’hyperglycemie.

Plus la glycémie est basse, plus il y a de

risque de faire un malaise, et plus ce

malaise risque d'être important.

In "Without a Tear", Mark H.

Bernstein begins with one of

our most common and

cherished moral beliefs:

- that it is wrong to intentionally

and gratuitously inflict harm on

the innocent. Over the course

of the book, he shows how this

apparently innocuous

commitment requires that we

drastically revise many of our

most common practices

involving nonhuman animals.

PHYSIOPATHOLOGIE DU

MÉTABOLISME LIPIDIQUE

Les lipides sont des

substances biochimiques

complexes, qui

contiennent des acides

gras saturés ou des

acides gras insaturés.

Elles sont présentes dans le

tissu ou dans le sang en tant

que lipoprotéines

(apolipoprotéines) contenant

des acides gras estérifiés.

Les acides gras libres qui

sont non-estérifiés dans le

sang circulant lié à l'albumine.

- Les lipides simples –comprennent les graisses neutres (ex: triglycérides) et les acides gras;

- Les lipides complexes ou les lipoïdes – constituent une catégorie qui comprend lipoïde (ex: la lécithine, céphaline et cérébrosides) et stérides.

DEUX GRANDES CATÉGORIES DES LIPIDES

- Digestion des lipides est affecté par l’hyposécrétion gastrique et pancréatique, respectivement par les changement du pH duodénal et non-émulsionnant la graisse en l'absence de sels biliaires, qui vient en prise troubles qui affectent la lipémie d'absorption.

Parmi les facteurs exogènes - les plus importants sont l’apport alimentaire, la température ambiante, la présence facteurs vitaminiques, lipotropes et anti lipotropes.

- Un régime alimentaire riche en graisses stimule les processus d'accumulation de réserves de graisse – l'obésité metabolique.

LES FACTEURS ENDOGÈNES /EXOGÈNES IMPLIQUÉS

DANS LES TROUBLES DU MÉTABOLISME DES LIPIDES

- Alimentation riche en graisses stimule dépôt excessif de réserves de graisse - l'obésité.

- La température ambiante - et la concentration en lipides des acides gras insaturés influencent leur caractéristiques biochimiques.

- Les facteurs lipotropes - tels que la choline, cholestérol, méthionine, la Bétadine, l'inositol, la pyridoxine, la vitamine B12 et l'acide folique s’opposent à l'accumulation de lipides dans les tissus .

- Les facteurs anti-lipotropes (les vitamines B1, B2, PP et la biotine) augmente le degré d'accumulation des lipides dans la cellule, ce qui entraîne souvent l'infiltration et la dégénérescence cellulaire des tissues graisse .

FACTEURS EXOGÈNES/ENDOGÈNES

Hyper-lipidose – sont le résultat de l’apport excessive de nourriture (lait synthétique chez le veaux ou le régime riche en résidu d'huile) ou thérapeutique (ex: huile de poisson) provoque: troubles digestifs comme laxatif (en hypocholie); infiltration graisse (ex: foie, rein, myocarde)

Hypo-lipidose - déficit de l'apport en graisses par la famine qualitative lipidique et par des conditions qui réduisent l'appétit ou qui accélèrent le transit intestinal (ex: syndrome de diarrhée).

La carence en lipide secondaire par une maldigestion (carence en lipase et en bile) et par la malabsorption: apparaît la stéatorrhée, la putréfaction intestinale, entéropathies topographique, la cachexie, amaigrissement, plaies.

TROUBLES DU MÉTABOLISME

DES LIPIDES SIMPLES

LA CACHEXIE La carence severe en lipide par Maldigestion (carence en lipase et bile) et la malabsorption

Hyperlipémie pathologique de transport - en cétose des ruminants, la phase initiale d’inanition, le diabète, les néphropathies, l 'insuffisance de glucose au niveau cellulaire.

Hyperlipidémie de rétention – des lipides simples.

Stockage pathologique de graisse – 3 aspects:

- l 'infi ltration graisseuse des cellules;

- la dystrophie gras des tissues;

- dissolution des lipides dans complexes de lipoprotéines et leur accumulation dans les cellules.

Obésité - le stockage pathologique des lipides de réserve - peuvent être généralisées ou régional.

Hypolipidémie – résultat secondaire d’un déficit de la résorption, biosynthèse et l ibération des acides gras.

Amaigrissement (affaiblissement prononcé) et la cachexie (hypotrophie pathologique) - apport insuffisant, parasitisme, maladies infectieuses, tumeurs maligne.

TROUBLES DU MÉTABOLISME DES GRAISSES

- Infiltration graisseuse cellulaire/tissulaire;

- Dystrophie graisse cellulaire/tissulaire;

- Lypophanerose - la dégradation des lipides des complexes lipoprotéiques et leur accumulation au niveau cellulaire.

Les hépatocytes sont le siège le plus fréquent de ces dépôts, mais en hypoxie ou d'intoxication peuvent être soumises lipides dans le muscle, les vaisseaux sanguins ou en cerveau.

Obésité - dépôt pathologique des lipides avec l’augmentation de la masse corporelle – peut être généralisée ou régional:

- de type Androïde;

- de type Gynoide.

Stockage pathologique de graisse –

peut présenter en 3 aspects cliniques:

Les manifestations cliniques

corrélés avec les troubles du

métabolisme des graisses.

Les lipoïdes ne peut pas former des dépôts au niveau tissulaire – rôle important dans la régulation des échanges au niveau de la membrane cellulaire;

- la carence ou les déséquilibres du métabolisme des lipoïdes a des conséquences négatives pour l'activité trophique et oxydatif des mitochondries .

Les phosphatides - rôle dans le métabolisme des graisses neutres et dans le processus de l'hématopoïèse .

La sphingomyéline - composition de la gaine de myéline - est lié à la transmission du influx nerveuse et leur troubles causent des lésions démyélinisantes graves.

Hyperlipoidemie - pathologique dans le cas d’obstruction des voies biliaires (jaunisse mécanique ou de stase), étant associé à l'hypercholestérolémie, et peut être trouvé dans le syndrome néphrotique, favorisant l'accumulation de graisse neutre dans l’organes internes .

TROUBLES DU MÉTABOLISME

DES LIPIDES COMPLEXES

- on a été décrit (chez les chevaux)le stockage de la sphingomyéline dans les cellules du système réticulo-endothélial (les histiocytes) et dans le tissu conjonctif du foie, les ganglions lymphatiques, les poumons (maladie de Niemann-Piek) et certains cebrozide anormaux (maladie de Grucher) - des troubles héréditaire autosomiques.

Maladies systémiques familiales – défini par le stockage des lipides complexes provoqués par une carence en enzymes cataboliques qui dégradent les cérébrosides glyco-lipidiques, et l'accumulation de cellules gliales et des macrophages rempli de fragments de la gaine phospholipidique de la myéline.

LIPOÏDOSE - EST L'ACCUMULATION

PATHOLOGIQUE DE LIPIDES DANS CELLULES

Le niveau du cholestérol est influencée par :

- quantité ingérée avec de la nourriture - alimentation

riche en acides gras saturés peuvent augmenter le

cholestérol de 15-25%, tandis que la consommation d'acides

gras insaturés réduire la cholestérolémie;

- les troubles thyroïdiennes - l ’hypothyroïdie augmente le

taux de cholestérol dans le sérum, tandis que l'excès de

hormone thyroïdienne diminue la cholestérolémie;

- les maladies pancréatiques - diabète sucré augmente le

taux de cholestérol - et les déséquilibres hormonaux

(l’androgènes augmente et les œstrogènes le réduisent).

- hypercholestérolémie secondaire avec l'hyperlipidémie se

produit dans le diabète, la famine, la jaunisse mécanique,

néphrose, myxœdème et augmenté proteinogenese du foie.

MÉTABOLISME DU CHOLESTÉROL

Lipides totale sanguine – sont élevé dans la cétose des ruminants, diabète sucre, syndrome néphrotique, glomérulo-néphrite chronique, l 'insuffisance des facteurs lipotropes, l 'hypothyroïdie, la jaunisse obstructive, la goutte, les intoxications avec substances hépatotoxiques (alcool , CCl4).

Le cholestérol total - est augmenté en cas d'hypothyroïdie, le diabète, le syndrome néphrotique, la jaunisse obstructive, l ithiase bil iaire.

- Hypocholestérolémie - au début et au cours des infections aiguës sévères, en cas d'hyperthyroïdie, ictère hémolytique et hépatite parenchymateuse et dans les états de cachexie, l 'anémie, leucose bovine.

Rapport cholestérol estérifié/c. total (0,6 à 0,9).

- diminuer ce ratio reflète la sévérité de lésions hépatiques, responsable de la réduction du cholestérols sérique

+ les phospholipides, sphingolipides, triglycérides.

L’EXAMEN DE LABORATOIRE