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EA 4324
Optimisation des Régulations Physiologiques
ORPHY
L’activité physique :
un moyen de prévention
du Diabète de type 2 (DT2)
C. Goanvec, PhD
rphyO EA-4324
1
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DT2 : définitions Fédération Internationale des Diabétiques :
2014 : plus de 350 millions de personnes sont touchées par le DT2
2035 : près de 600 millions de DT2
(Delbin 2014, Forbes 2013, Coughlan 2014).
2
DT2 : Maladie insidieuse caractérisée par
une hyperglycémie (HG),
une résistance à l’insuline (IR) et / ou
une diminution de la production d’insuline.
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DT2 : définitions Fédération Internationale des Diabétiques :
2014 : plus de 350 millions de personnes sont touchées par le DT2
2035 : près de 600 millions de DT2
(Delbin 2014, Forbes 2013, Coughlan2014).
2 types d’anomalies :
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
DT2 : Maladie insidieuse caractérisée par
une hyperglycémie (HG),
une résistance à l’insuline (IR) et / ou
une diminution de la production d’insuline.
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DT2 : complications
4
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
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DT2 : complications
5
DT2 associé
Complications et Co-morbidités incluant
MCV due à une hyperglycémie
Cardiomyopathie diabétique
= dysfonction diastolique
Incapacité de relaxation : cause de
l’infarctus (2.4 à 5 X> chez le
DT2) (Trachanas et al., 2014)
Macrovasculaire :
atteinte des grosses
artères, coronaires…
Microvasculaire : atteinte
des petites artères :
rétinopathie, néphropathie,
neuropathie
MCV : infarctus, AVC,
maladie coronaire,
athérosclérose
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DT2 : critères de détermination
Hyperglycémie à jeun >1.26 g.l-1 ou 7 mM ap 8h de jeûne
Outil de suivi
- HbA1c (%) : 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.
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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
7
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 , 2007
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Efficacité de l’activité physique
8
2- Sur la diminution des FR des MCV Obésité, hypertension, hyperlipidémie…
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
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Efficacité de l’activité physique
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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)
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
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Modalités d’exercice physique
Type d’exercice le plus
approprié? Fréquence?
Durée des séances? Volume?
10
Endurance Maintenir un effort d’intensité faible
à modérée, au moins 20 min
Filière aérobie
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
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Entraînement en endurance et DT2
Thomas et al 2006, Umpierre et al. , 2011.
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
Thomas et al 2006 :
meta-analyse
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
11
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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%VO2max)
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 10-15 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., 2012 12
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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)
- Les deux permettent d’adapter l’exercice
en fonction des possibilités de chaque
patient (surpoids, obésité,
complications…)
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L’essentiel est de pratiquer
une activité physique, le
choix d’une modalité
d’exercice est secondaire.
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Umpierre et al., 2013
Volume, intensité en endurance
et résistance : contrôle glycémique
14
A - Endurance : HbA1c
associé à la fréquence des
exercices.
B - Combiné encadré :
HbA1c associé au volume
d’exercice en résistance/sem.
En combiné : quantité
minimale d’exercice aérobie requise
(33min)
Volume
d’exercice
=
déterminant
majeur
du contrôle
glycémique du
patient DT2
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Pourquoi des modèles animaux?
1 – aspects fonctionnels?
2 – aspects moléculaires?
3 – standardisation et grand nombre/groupe
4 – nombreux modèles disponibles…
Otsuka long evans Tokushima fatty rats
OLET OLETF
Zucker Diabetic Fatty rats
Goto-Kakisaki
15
Modèles génétiques Supplémentation
Ob/ob
Lep-/-
Db/db
Lepr-/-
KKA
Polygenic
obese
ZDF
Lepr-/-
OLETF
polygenic
obese
GK
polygenic
nonbese
Lipides Sucres
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Mécanismes cellulaires :
insuline et dysfonction endothéliale
•Rask-madsen et al, 2013, cell metabolism, Xu et al 2009 16
Shear
stress Flk1-
PECAM
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Mécanismes cellulaires: DE et DT2
Grijalva et al., 2008.
Rat GK,
Ventricule gauche
17
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Travaux actuels :
Julie Dupas (Doctorat en cours, ORPHY)
18
Boisson enrichie en fructose (20%) = 15mg/j FF (3 sem d’âge)
12
sem
Prélèvements d’organes
12
sem 6
sem
Age
3
9
15
FF ExFF
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VMA, citrate synthase
Julie Dupas (Doctorat en cours, ORPHY)
Age
Groupe
9 semaines 12 semaines 14 semaines
Ex FF 1,77 ± 0,05
km.h-1
+16,1% +31,1%
Ex 1,86 ± 0,04 +35% +52%
• 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%
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Effet régime :
masse et prise énergétique
0
100
200
300
400
500
600
3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
Ma
sse
corp
ore
lle
(gra
mm
es)
Âge (semaines)
Masse corporelle
FF
C
Ex
ExFF
*** **
***
**
**
- Prise de masse corporelle >
chez les FF dès l’âge de 10
semaines : puberté.
- Ex FF mangent moins que les
autres : exercice.
- Prise énergétique quotidienne
(Kcal/j/kg) > chez les
supplémentés : Fructose.
Julie Dupas (Doctorat en cours, ORPHY)
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Après 12 sem de régime
Group
Parameter
15 weeks
C FF
Bodyweight
(g)
408±14 495±25
***
Energy intake (kcal/d/kg bw) 175±5 247±7
***
Fasting glycaemia (mg/dl) 88.1±3.2 98.3±3.2
*
Heart weight (%bw) 0.25±0.01 0.32±0.01
*
HOMA –IR > 1,85 1.85±0.28
2.87±0.42
*
Isi-Gly
0.11±0.01
0.07±0.01
**
Julie Dupas (Doctorat en cours, ORPHY) 21
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Effet de 6 sem d’entraînement
*
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 Julie Dupas
22
*
*
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L’activité physique est-elle
un moyen de prévention du DT2?
rphyO EA-4324
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