Absorption de glucose médiée par la contraction (exercice) comme cible thérapeutique dans le diabète de type 2

Objectif 1 : Déterminer si une perfusion aiguë de nitroprussiate de sodium, un donneur de NO, augmente la captation du glucose dans les jambes au repos chez les patients atteints de diabète de type 2.

Vingt patients diabétiques de type 2 de sexe masculin âgés de 30 à 60 ans seront recrutés dans notre clinique et par voie d'annonce. Les critères d'inclusion :

• non-fumeurs
• exempt de maladie coronarienne manifeste (ECG d'effort)
• indice de masse corporelle < 35 kg.m-2
• glycémie à jeun > 7 mmol.L-1 et/ou après 75 g de charge de glucose par voie orale glycémie > 11,1 mmol.L-1
• non médicamenteux (régime contrôlé)

Les réponses du flux sanguin de la jambe (thermodilution) et de l'absorption du glucose (différences artério-veineuses) à trois doses cumulées de nitroprussiate de sodium (0,1, 0,3 et 0,6 ug.kg-1.min-1, 10 min par dose) perfusées dans l'artère fémorale à l'aide de techniques établies dans notre laboratoire seront évaluées. Les doses sont basées sur nos nombreuses observations non publiées et ont été calculées pour se situer sur la partie linéaire de la courbe dose-réponse et pour induire des effets hémodynamiques locaux et non systémiques. Comme témoin, nous évaluerons également les réponses au vasodilatateur indépendant des nitrates, le vérapamil (Isoptin) (1, 3 et 6 ug.kg-1.min-1 doses). Le vérapamil est un antagoniste des canaux calciques qui provoque une vasodilatation par actions directes sur le muscle lisse. Les doses seront titrées pour donner des réponses de flux sanguin similaires et les deux médicaments seront administrés dans un ordre aléatoire avec une période de sevrage de 60 minutes. Les doses de vérapamil seront déterminées dans des expériences pilotes. Des biopsies de Vastus lateralis seront effectuées au départ et après la dose la plus élevée de chaque médicament et la translocation cGMP et GLUT-4 mesurée.

Une seule biopsie de Vastus lateralis sera réalisée à titre de comparaison avec les diabétiques de type 2.

Importance : Cette étude déterminera si la supplémentation aiguë en NO stimule la translocation musculaire GLUT-4 et l'absorption du glucose chez les patients atteints de diabète de type 2.

Étude pilote : déterminer si les nitrates oraux augmentent les niveaux de NO expiré chez des volontaires sains et comparer le mononitrate d'isosorbide (ISMN) avec le tétranitrate de pentaérythritol (PETN) afin de déterminer quel médicament est le plus efficace pour augmenter le NO expiré.

Quinze volontaires masculins en bonne santé (déterminés par un examen médical) âgés de 18 à 65 ans seront recrutés par voie d'annonce. Les critères d'inclusion pour les témoins sains seront :

• non-fumeurs
• exempt de maladie coronarienne manifeste (ECG)
• indice de masse corporelle < 30 kg.m-2
• glycémie à jeun < 6,1 mmol.L-1
• sans médicament

Des échantillons de sang seront prélevés et un test oral de tolérance au glucose (OGTT) effectué. L'oxyde nitrique (NO) exhalé de base et le débit sanguin pulmonaire seront mesurés en collaboration avec le Dr Bruce Thompson du service respiratoire d'Alfred. Le nitroprussiate de sodium (SNP) est un donneur de NO connu et sera utilisé comme contrôle positif. Après les mesures de base, les participants recevront une perfusion intraveineuse (veine de l'avant-bras) de SNP (titrée de 0,3 ug/kg/min à un maximum de 3 ug/kg/min pendant 30 minutes). La tension artérielle sera surveillée tout au long de la séance à l'aide d'un sphygmomanomètre automatisé. Le NO exhalé après la perfusion et le débit sanguin pulmonaire seront mesurés.

Les participants commenceront ensuite la deuxième phase de l'étude pour déterminer si l'ISMN et le PETN augmentent les niveaux de NO expiré et pour déterminer quel médicament est le plus puissant à cet égard.

Visites 2, 3 et 4 : Les participants recevront chacun des médicaments à l'étude suivants dans un schéma randomisé en carré latin :

• Placebo administré une fois le matin de la Visite 2, 3 ou 4,
• mononitrate ISMN à libération prolongée (120 mg) administré une fois le matin de la visite 2, 3 ou 4 ; &
• tétranitrate de pentaérythritol (160 mg administrés une fois le matin de la visite 2, 3 ou 4).

Il y aura une période de sevrage de 7 jours entre chaque traitement/visite. Les participants subiront des mesures répétées du NO expiré, du débit sanguin pulmonaire et de l'OGTT trois heures après l'administration de chaque médicament à l'étude. Le sang sera prélevé avant et toutes les heures après que le participant ait pris chaque médicament pour la mesure des métabolites NO (par ex. nitrite/nitrate, nitrosothiols, nitrosohémoglobine). Les médicaments à base de nitrate sont parfois associés à des maux de tête et des étourdissements. Les maux de tête peuvent être traités avec du paracétamol.

Les critères d'évaluation au départ et après les traitements seront :

• Après une charge de glucose orale de 75 g
• Niveaux de NO expiré
• Flux sanguin pulmonaire

Importance : Une fois que le donneur de NO le plus efficace a été déterminé, il sera utilisé dans l'étude sur les nitrates chroniques décrite dans le but 2.

Objectif 2 : Déterminer si un traitement chronique au nitrate pendant 12 semaines améliore la tolérance au glucose et l'HbA1c chez les patients atteints de diabète de type 2.

Vingt sujets masculins diabétiques de type 2 âgés de 30 à 60 ans et répondant aux critères d'inclusion spécifiés dans l'objectif 1 seront recrutés dans nos cliniques et par voie d'annonce. Les patients seront randomisés pour recevoir 12 semaines de traitement avec à la fois une thérapie au nitrate à action prolongée (mononitrate d'isosorbide 60 mg par jour, Imdur) et un placebo (conception croisée). Les principaux critères d'évaluation seront :

• hémoglobine glyquée (HbA1c)
• absorption de glucose dans tout le corps au repos (méthodologie des traceurs de glucose stables, (39-41))
• absorption de glucose dans tout le corps après (0-2 heures) une charge de glucose orale de 75 g (méthodologie des traceurs)
• translocation cGMP et GLUT-4 du muscle squelettique (biopsie du muscle vaste latéral avant et après la charge de glucose)
• glycogène musculaire squelettique, lactate, phosphocréatine, créatine et ATP Importance : Cette étude déterminera si la thérapie chronique au nitrate augmente la translocation GLUT-4 / l'absorption de glucose et a des effets bénéfiques sur le contrôle glycémique chez les patients atteints de diabète de type 2.

Objectif 3 :

Déterminer si la perfusion aiguë d'AICAR, un analogue de l'AMP, augmente l'absorption de glucose dans les jambes au repos chez les patients atteints de diabète de type 2.

Vingt hommes en bonne santé et vingt hommes diabétiques de type 2 âgés de 30 à 60 ans seront recrutés dans notre clinique et par voie d'annonce. Les critères d'inclusion pour les diabétiques seront :

• non-fumeurs
• exempt de maladie coronarienne manifeste (ECG d'effort)
• indice de masse corporelle < 35 kg.m-2
• glycémie à jeun > 7 mmol.L-1 et/ou après 75 g de charge de glucose par voie orale glycémie > 11,1 mmol.L-1
• non médicamenteux (régime contrôlé)

La réponse du débit sanguin de la jambe (thermodilution) et de la captation du glucose (différences artério-veineuses) à une perfusion intra-fémorale de 60 minutes d'AICAR (1 mg.kg-1.min-1, Clinalfa, Suisse) utilisant des techniques établies dans notre laboratoire seront évaluées. En tant que contrôle, nous mesurerons également les réponses à la perfusion de véhicule (solution saline) avant de commencer la courbe dose-réponse (60 min). Les acides gras libres plasmatiques, le glycérol, les triglycérides et le lactate seront déterminés et les gaz sanguins seront mesurés pour évaluer le quotient respiratoire. Des biopsies de Vastus lateralis seront effectuées au départ et après l'AICAR et les paramètres suivants seront quantifiés :

• Activité AMPK
• Phosphorylation de la nNOS
• Activité de l'ONS
• Translocation GLUT-4