Tuto 4 - Diabète Flashcards
Quelles sont les caractéristiques anatomiques du pancréas?
On retrouve 2 types de tissus:
- Acini: sécrétions digestives dans le duodénum
- Îlots de Langerhans: sécrétion de l’insuline et du glucagon dans le sang
Les îlots sont organisés autour des capillaires et sont de 4 types:
β: 60% Insuline et amyline
α: 25% Glucagon
δ: 10% Somatostatine
PP: Polypeptide pancréatique
*Il existe une communication importante entre les différentes cellules, grâce à leur proximité. (ex: insuline inhibe la sécrétion de glucagon, amyline inhibe la sécrétion d’insuline et la somatostatine inhibe la sécrétion d’insuline et de glucagon)
Comment est synthétisée et sécrétée l’insuline?
- Synthèse: ADN -> ARN -> Préprohormo n-> RE (clivage) Proinsuline -> Golgi (clivage)-> Peptide C + insuline (chaînes A et B) * Peptide C dosé (demi-vie plus longue), indique la synthèse endogène d’insuline et non l’apport exogène
- Mécanisme de sécrétion: Hyperglycémie -> Transport par GLUT-2 dans les cellules β (influx de glucose proportionnel à la concentration sanguine de glucose) ->
Glucose + Glucokinase Glucose–6–P (ÉTAPE LIMITANTE et proportionnelle à la sécrétion) -> Glucose – 6 – P ATP -> ATP inhibe le canal K+ ATP-dépendant Dépolarisation (Sulfonylurée le bloque en s’y liant et stimule la sécrétion d’insuline) -> Dépolarisation -> Activation canal calcique voltage-dépendant -> Influx calcique -> Calcium stimule exocytose de vésicules d’insuline (inhibé par norépinephrine et somatostatine)
*C’est une sécrétion pulsatile où des pics aux 10 minutes se superposent à des oscillations de grande amplitude aux 2-3 heures.
Quelles sont les caractéristiques du transport et des récepteurs à insuline?
- Transport: non lié avec demi-vie courte de 6 minutes. Dégradée par l’insulinase essentiellement hépatique, mais aussi rénale et musculaire. L’insuline sécrétée dans la circulation porte = 50% dégradée au premier passage hépatique.
- Récepteur: Membranaire, à 2 sous-unités extra-cellulaires α et 2 sous-unités intra-cellulaires β -> s’auto-phosphorylent et activent une tyrosine kinase qui va ensuite phosphoryler les substrats du récepteur de l’insuline (IRS) = activation de différentes enzymes métaboliques.
En quelques secondes: expression de récepteurs à la surface de plusieurs types cellulaires (ex: transporteur de glucose à 80% des cellules du corps – surtout cellules musculaires et adipeuses, moins les cellules neurales du cerveau) + la membrane cellulaire devient plus perméable à plusieurs acides aminées, ions potassium et ions phosphate causant une augmentation du transport de ces substances dans la cellule.
*En quelques minutes (10-15): modification de la phosphorylation d’enzymes métaboliques et activité métabolique différente (plus lente)
*En quelques heures et jours: modification de la transcription – traduction (plus lente).
Quels facteurs stimulent la sécrétion d’insuline? Quels facteurs l’inhibent?
STIMULATION: Hyperglycémie (++)
Facteurs potentialisant l’effet du glucose : ↑ Acides aminés, ↑ Acides gras, Hormones gastro-intestinales (gastrine, CCK, GIP, sécrétine), Glucagon, GH, cortisol et (un peu moins) la progestérone et l’estrogène (si sécrétion prolongé = peut mener à épuisement des cellules B et au diabète), Parasympathique (acétylcholine), β-adrénergisme, Obésité et résistance à l’insuline
INHIBANT: Hypoglycémie (jeun ou autre)
Facteurs potentialisant l’effet du glucose: Somatostatine, α-adrénergisme (norépi), Leptine
Quel est l’effet de l’insuline sur les glucides?
- Détermine le substrat énergétique des cellules (glucose plutôt que acide gras) ++ post-prandial et exercice, en ↑ perméabilité au glucose.
- Augmentation de l’uptake du glucose dans le muscle, le tissu adipeux et le foie (PAS LE CERVEAU lui toujours perméable au glucose - réglage en en qq secondes, via l’externalisation de GLUT-4
- Glycogénogénèse favorisée(formation de glycogène): réserves énergétiques dans le muscle et le foie, dégradées si hypoglycémie.
- Inactive glycogénolyse (inhibe phosphorylase = enzyme principale qui sépare le glycogène hépatique en glucose)
- Augmente la glycolyse (glucose -> glucose-6-P par augmentation de l’activité de la glucokinase). La phosphorylation du glucose empêche sa sortie de la cellule= augmente l’uptake de glucose
- Augmente glycogénogénèse (active glycogène synthase = polymérise les unités monosaccarides en glycogène)
60% du glucose mangé pendant un repas est ainsi stocké dans le foie. - Quand les mécanismes de glycogénogénèse sont dépassés, l’insuline favorise la conversion du glucose en acides gras –> dans triglycérides –> dans lipoprotéines (VLDL)plasmatique –> tissus adipeux –> stockage en gras
- Inhibition de la gluconéogénèse: effet direct et aussi via l’inhibition du catabolisme des protéines.
Quels sont les effets de l’insuline sur les lipides?
- Diminution de l’utilisation des lipides
- Augmentation de la synthèse de lipides(foie): Glucose –> Glucose-6-P –> Pyruvate–> Acétyl-CoA–> Malonyl-CoA–> Acides gras –> Triglycérides (dans le foie)–> Lipoprotéines (dans le sang) –> Tissus adipeux (stocké en TG)
- Active la lipoprotéine lipase qui dégrade les triglycérides en acides gras libres au niveau capillaire (intravasculaire), ce qui facilite absorption et stockage par le tissu adipeux
- Inhibe la lipase intracellulaire (hormono-sensible) qui clive les triglycérides du tissu adipeux, ce qui empêcherait leur stockage.* Activée dans une déficience en insuline ↑ acides gras libres et son utilisation
- Augmente le transport du glucose dans les hépatocytes (formation de glycérol + acides gras libres = triglycérides)
- Déficience en insuline mène à: lipolyse du stockage des gras et relâche d’acide gras libre -> convertis par le foie en cholestérol et phospholipides-> voyage dans le sang en lipoprotéine -> promeut le développement de l’athérosclérose si diabète sévère + dans le foie l’excès d’acide gras est converti en acide acétoacétique qui peut aussi être converti en acide B- hydroxybutyrique et en acétone (= tous nommée corps ketone peuvent mener à ketosis et acidose)
Quel est l’effet de l’insuline sur les protéines, la croissance et la perméabilité des cellules?
Quels sont les tissus insulino-dépendants?
- Effet sur les protéines: stimulation de l’uptake des acides aminés dans les cellules, augmentation de l’activité des ribosomes (augmentation de la transcription de l’ARNm) -> synthèse de protéines accrue, diminution du catabolisme des protéines (+ la gluconéogénèse est inhibée dans le foie) DONC, favorise la formation de protéine et diminue la dégradation
- Effet sur la croissance: aussi nécessaire que la GH, les 2 ont un effet synergique, probablement en stimulant l’uptake d’acides aminés différents et en diminuant son catabolisme, tous essentiels à la croissance.
- Perméabilité membranaire accrue aux acides aminés, K et PO4
Tissus utilisant glucose de façon insulino-dépendante
1. Foie (Glut-2)
2. Muscles striés (Glut-4)
3. Cardiaque
4. Tissus adipeux
Quel est le pattern de sécrétion de l’insuline si hyperglycémie?
- Après 3-5 minutes: pic de sécrétion par libération de l’insuline stockée.
- Après 5-10 minutes: diminution de l’insuline.
- Après 15 minutes: deuxième pic de sécrétion qui monte et atteint un plateau après 2-3 heures, dû à l’effet sur la synthèse de l’insuline.
Que se passe-t-il lorsqu’on MANQUE d’insuline?
- La lipase des adipocytes cesse d’être inhibée et se met à dégrader les triglycérides -> acides gras et glycérol dans le sang (+ lipides sanguins, + athérosclérose)
- Conversion hépatique d’acides gras -> cholestérol et phospholipides -> lipoprotéines dans le sang -> MCAS.
- Augmentation de la β-oxydation des acides grasdans les mitochondries des hépatocytes: acides gras -> acétyl-CoA -> acide acétoacétique -> β-hydroxybutyrate et acétone qui sont libérés dans le sang et peuvent être utilisés comme substrats énergétiques si reconvertis en acétyl-CoA.
- Inhibe l’utilisation des corps cétoniques (acide acéto, β-hydroxy, acétone), donc mène à leur accumulation= acidose et coma dans les états sévères.
- Si on ne peut pas faire l’uptake des acides aminés, ceux-ci s’accumulent, sont utilisés pour la gluconéogenèse et sont métabolisés en urée qu’on retrouve dans l’urine. La dégradation des protéines engendrée cause une faiblesse musculaire.
Quelles sont les caractéristiques du glucagon?
GLP-1 stimule l’insuline et inhibe le glucagon lorsque sécrété par l’intestin en post-prandial.
- Synthèse: peptide proglucagon est clivé par des protéases spécifiques à leur tissu en différents peptides.
Au niveau du pancréas: Proglucagon -> GRPP + Glucagon + Hexapeptide + Fragment majeur du proglucagon
Au niveau du grêle: Proglucagon -> Glicentin + GLP-1(rétro-inhibe glucagon et stimule insuline) GLP-2 + GRPP + Oxyntomodulin - Demi-vie de 3-6 minutes également.
- Récepteur: couplé à protéine G à adénylyl cyclase qui active une cascade de phosphorylation menant à la formation de phosphorylase A qui convertit glycogène –> glucose-6-P, surtout au niveau hépatique, permettant d’utiliser le glucose qui a été stocké en post-prandial.
- Effets biologiques: Hormone hyperglycémiante. Glycogénolyse, Gluconéogénèse (augmentation de l’uptake des acides aminés par le foie, augmentation des enzymes de la gluconéogénèse au niveau hépatique et rénal), lipolyse: libération d’acides gras par les adipocytes (pour glucogénogénèse, cétogénèse, augmentation de la contractilité cardiaque et du débit sanguin, inhibition de la sécrétion gastrique, augmentation du flow sanguin à certain tissus, spécialement les reins
Quels sont les facteurs qui modulent la sécrétion de glucagon?
- Hypoglycémie (effet inverse à l’insuline)
- Le glucose l’inhibe, directement, par l’intermédiaire de l’insuline et de la somatostatine.
- Augmentation des acides aminés (effet additif à l’insuline)
- Exercice (stimulation β-adrénergique), stimulation parasympathique
- Autres hormones contre-régulatrices stimulent sa production: catécholamines, CCK, gastrine, GIP, glucocorticoïdes.
Quelles hormones sont responsables du mécanisme de contrôle de la glycémie?
- Somatostatine: polypeptide sécrété par les cellules δ qui est produit quand on mange.
-Effets biologiques: inhibition de l’insuline et du glucagon, ralentissement de la motilité digestive, diminution de la sécrétion et absorption digestive
-Objectif: prolonger la période d’absorption et éviter l’épuisement trop rapide de la nourriture absorbée. - Hormones de la contre-régulation: Glucagon (1), épinéphrine (2), GH (3) et cortisol (4)
Leur rôle est d’augmenter le glucose sanguin (mobiliser le glucose en hypoglycémie)
Pourquoi la régulation de la glycémie est-elle si importante alors que les tissus peuvent utiliser les lipides?
Glycémies périprandiales?
Parce que le cerveau, la rétine et l’épithélium germinal des gonades utilisent mal les lipides. Ce sont les seuls tissus qui, en temps normal, sont perméables au glucose même en l’absence d’insuline et pour éviter l’hyperglycémie.
Glycémie post-prandiale:
Avant le repas: 3,9 - 5,9 mmol/l
Après le repas:
Quels sont les 3 substrats de la gluconéogénèse?
Quels sont les seuls endroits qui la font et pourquoi?
- Lactate (pyruvate)
- Glycérol (lypolyse) - Propionate?
- Alanine (catabolisme muscle)
- Foie et reins
Seul endroit ou présence Glucose-6-phosphatase (G6Pase)
Quels sont les différents métabolismes?
Qu’est-ce qui les module?
Les corps cétoniques sont une source d’énergie pour quelles parties du corps? Pourquoi?
- Glycolyse: Glucose ->Pyruvate ou Triglycérides.
- Cycle de Krebs: Pyruvate -> Acétyl-CoA -> Production de NADH, FADH2 et ATP
- Phosphorylation oxydative: NADH et FADH2 -> ATP
- Glycogénogénèse: Stockage du glucose -> Glycogène.
- Lipolyse: Triglycérides -> Glycérol + 3 Acides gras
- β-oxydation: Acides gras -> Acétyl-CoA (cycle de Krebs)
- Cétogénèse: Acétyl-CoA -> CoA + Corps cétoniques. Le CoA libre est manquant pour faire la β-oxydation alors que l’acétyl-CoA est en excès par manque de substrats dans le cycle de Krebs étant donné la gluconéogénèse.
- Le glucagon stimule la lipolyse, β-oxydation et cétogénèse. L’insuline l’inhibe.
- Les corps cétoniques sont une source d’énergie pour le cœur, les muscles et le cerveau, puisqu’ils peuvent être retransformés en acétyl-CoA.
Quelles sont les actions des hormones de contre-régulation?
- Glucagon: promeut la glycogénolyse et la néoglucogenèse (favorise l’utilisation de gras au glucose)
- Épinéphrine(en hypoglycémie sévère): stimule la glycogénolyse et la néoglucogénèse et limite l’utilisation de glucose par les tissus insulinodépendants. Il stimule aussi la lipolyse en activant la lipase. Augmente donc les sources d’énergie utilisables en situation de stress.
- GH (voir rôle glucagon): après des heures ou jours suite à hypoglycémie prolongé, diminue la taux d’utilisation du glucose par les cellules, augmente l’utilisation des gras
- Cortisol: même chose que GH
Quelles sont les 3 sources d’ATP?
- Phosphorylation oxydative (3 ATP/NADH et 2 ATP/FADH2
- Glycolyse (2 ATP)
- Cycle de Krebs (1 ATP)
Quels sont les effets de la glucotoxicité?
L’hyperglycémie chronique altère…
- la fonction des ilôts pancréatiques et pourrait ainsi mener à une augmentation de l’hyperglycémie par altération de la sécrétion d’insuline!
- les vaisseaux sanguins (changements structuraux) = apport inadéquat en sang au tissus=augmentation des risques de crise cardiaque, d’ACV, de maladie rénale terminale, de rétinopathie et perte de vue et d’ischémie et gangrène des membres.
- neuropathie périphérique(fonction anormale des nerfs périphériques) + dysfonction du système nerveux autonomes -> altération des réflexes cardiovasculaires, une altération du contrôle de la vessie, une diminution de la sensation des extrémités et d’autres symptômes de dommages périphériques
- hypertension (secondaire à l’atteinte rénale) et l’athérosclérose (secondaire aux anomalies du métabolisme lipidiques) se développe chez les patients diabétiques et AMPLIFIE le dommage #cerclevicieux
- L’échec à utiliser le glucose comme source d’énergie mène à une augmentation de l’utilisation et une diminution des réserves de protéines et de gras (asthénie malgré polyphagie)
Quelles sont les caractéristiques de la résistance à l’insuline? Quels sont les syndromes associés?
DEF: Diminution de la capacité de l’insuline d’agir adéquatement sur les tissus cibles (surtout muscle, foie et tissu adipeux) et augmente le output hépatique en glucose
↑ output hépatique en glc → ↑ niveaux FPG (fasting plasma glucose) i.e. glycémie à jeun et ↓ utilisation périphérique du glc → hyperglycémie post-prandiale
Peut être causée par une diète trop grasse, un mode de vie sédentaire, certains médicaments, génétique etc…
Syndromes auxquels est liée la résistance à l’insuline
1. Syndrome métabolique (> 3 Sx)
Obésité viscérale, HTA, ↑ fasting plasma glucose (> 5,6 mmol) #glycémie, Hypertriglycéridémie (> 1,7 mmol), HDL
Quels sont les mécanismes hypothétiques de la résistance à l’insuline? #lolattachetatuque
Le développement de la résistance à l’insuline et l’altération du métabolisme du glucose est habituellement un processus graduel, commençant avec un excès de gain de poids et l’obésité le mécanisme qui lie l’obésité et la résistance à l’insuline reste incertain. Toutefois, des études suggèrent qu’il y aurait moins de récepteurs à l’insuline, spécialement dans les muscles squelettiques, le foie et les tissus adipeux, chez les obèses. Cependant, la plupart de la résistance semble être causé par des anomalies de la voie de signalisation qui lie l’activation cellulaire avec les effets cellulaires (altérations du signal de l’insuline semble reliées aux effets toxiques de l’accumulation de lipides)
La résistance à l’insuline fait partie de la cascade de trouble appelé syndrome métabolique
MÉCANISME: activité tyrosine kinase des muscles squelettiques sont réduits (2ndaire); altérations post-R de la phosphorylation ∕ déphosphorylation; défaut signal PI-3-kinase peut réduire la translocation de GLUT4 à la membrane plasmatique; accumulation de lipides dans les myocytes squelettiques peuvent altérer la phosphorylation oxydative mitochondriale des AG et réduire la production d’ATP mitochondriale insulino-dépendante; altération de l’oxydation des AG et l’accumulation lipidique dans les myocytes squelettiques peuvent générer des réactifs O2 (peroxides lipidiques)
L’obésité accompagnant le DM type 2, surtout viscéral ou central: ↑ masse adipocytaire → ↑ niveaux AG libres en circulation + autres produits lipidiques
Les adipocytes sécrètent plusieurs produits biologiques (retinol-binding protein 4, leptine, TNF-α, resistin, adiponectine) qui stimulent la sensibilité à l’insuline (en plus de réguler le poids corporel, l’appétit et les dépenses É)
La production augmentée d’AG libres et d’adopokines peuvent entrainer une résistance à l’insuline des muscles squelettiques et du foie
Les AG altèrent l’utilisation du glc par le muscle, stimulent la production de glc par le foie et altèrent la fonction des cellules B; Les produits des adipocytes peuvent aussi entrainer un état inflammatoire qui pourrait être impliqué dans la résistance à l’insuline
Plusieurs autres facteurs peuvent causer une résistance à l’insuline: syndrome des ovaires polykystiques (associée à une augmentation marqué de la production ovarienne d’androgène et à une résistance à l’insuline dans 80% des cas), formation excessive de glucocorticoïdes (syndrome de Cushing) ou d’hormone de croissance (acroméglaie)
Quelles sont les caractéristiques du tissu adipeux?
2 types de tissus adipeux:
- Brun: activé par la leptine, il brûle le gras en chaleur
La stimulation β3-adrénergique stimulerait ces tissus.
- Blanc: stockage de triglycérides
La masse adipeuse augmente par 2 mécanismes:
Augmentation des dépôts lipidiques et augmentation des adipocytes
L’un des facteurs de transcription important des adipocytes est certainement le PPAR-γ, un récepteur nucléaire.
ADIPOCYTES SÉCRÈTENT:
- Leptine
- Cytokines: TNF
- Platelet activator inhibitor: pro-thrombotique
- Angiotensinogène: rôle dans l’HTA?
- Adiponectine: augmente la sensibilité à l’insuline et l’oxydation des lipides
- Résistine: augmente la résistance à l’insuline.
Qu’est-ce que la balance énergétique (et sa fonction dans la prise/perte de poids)?
Équilibre entre les dépenses et l’apport
DÉTERMINANTS de cette balance
- APPÉTIT: réglée dans l’hypothalamus.
- Afférences vagales: distension intestinale,
- Leptine, Insuline, Cortisol, Peptides intestinaux, Glycémie, cétonémie
- Facteurs psychosociaux
Au niveau hypothalamique, ces afférences vont moduler l’expression de peptides hypothalamiques qui vont agir sur les voies sérotoninergiques, adrénergiques et opioïdes.
Peptides de la faim: NPY, MCH, AgRP, Orexin
Peptides de la satiété: MSH, CART, GLP-1, Sérotonine
- DÉPENSES énergétiques: Taux métabolique basal (coût énergétique du métabolisme et stockage énergétique), effet thermique de l’exercice: 5-10%, thermogénèse adaptive: augmente avec l’apport calorique
*On pense aussi que certains gènes sont impliqués et protègent contre l’obésité.
*Un excès calorique de 0,3% sur 30 ans peut faire prendre 20 livres.