Effet sur le métabolisme énergétique au niveau cellulaire du traitement Diet Plus avec éphédrine et caféine dans l'obésité

Cet essai faisait partie d'un sous-projet d'une étude multicentrique intitulée "Interaction entre les facteurs nutritionnels, socio-comportementaux et métaboliques pour la prévention des maladies cardiovasculaires : développement de stratégies nutritionnelles sur la population générale" approuvée par le ministère italien de la Santé. Le sous-projet portait spécifiquement sur l'alimentation, la thermogenèse et l'obésité.

1. La combinaison d'éphédrine et de caféine (EC) a été largement utilisée dans le traitement de l'obésité humaine et est toujours présente dans de nombreuses préparations à base de plantes vendues à grande échelle dans de nombreux pays pour la perte de poids. Il est bien connu que ce médicament augmente le taux métabolique chez les animaux et les humains. L'éphédrine est un agoniste des récepteurs α et β-adrénergiques; de plus, il induit la libération de norépinéphrine par les neurones sympathiques, et est donc un médicament sympathomimétique avec un profil mixte. La caféine augmente à la fois la libération de noradrénaline et de dopamine et stimule l'activité neuronale dans plusieurs régions du cerveau. De plus, la caféine antagonise les effets inhibiteurs de l'adénosine sur le système nerveux sympathique (SNS). Cette modulation de l'activité SNS peut être une explication possible de l'effet thermique de l'EC. En effet, l'épinéphrine active la protéine découplante 1 (UCP1), membre des transporteurs mitochondriaux localisés sur la membrane mitochondriale interne des adipocytes bruns. Le rôle physiologique d'UCP1 est de découpler la phosphorylation oxydative, donc la majeure partie de l'énergie est dissipée sous forme de chaleur plutôt que d'être convertie en ATP. UCP1 est unique aux mitochondries des adipocytes bruns, bien que des adipocytes multiloculaires de type brun exprimant UCP1 intercalés dans le WAT humain aient été observés. En fait, l'ARNm d'UCP1 a été détecté dans tous les tissus adipeux chez l'homme adulte, et il a été estimé qu'un adipocyte sur 100 à 200 dans le tissu adipeux intrapéritonéal humain exprime UCP1. Il a été démontré que l'apparition induite par le froid d'adipocytes de type brun et d'UCP1 nécessite la présence du récepteur β3-adrénergique dans le tissu adipeux auparavant blanc et la présence du récepteur β3-adrénergique est nécessaire pour une stimulation complète de la dépense énergétique et de la consommation d'oxygène dans tissu adipeux blanc.

   En plus de l'UCP1, exprimée exclusivement dans le tissu adipeux brun (BAT), un autre membre de la famille des protéines porteuses d'anions mitochondriaux, à savoir la protéine découplante 3 (UCP3), pourrait jouer un rôle physiologique dans l'homéostasie énergétique. Il est exprimé presque exclusivement dans le muscle squelettique et présente deux isoformes transcriptionnelles : une forme longue (UCP3L) et une forme courte (UCP3S). Une brève restriction calorique a entraîné une augmentation d'environ 2 à 3 fois des niveaux d'ARNm d'UCP3 chez les humains maigres et obèses.

2. Étant donné que seules quelques petites études ont été réalisées chez l'homme pour étudier les effets thermogéniques de la CE par rapport à l'alimentation uniquement, dans la présente étude, nous avons examiné l'expression de l'UCP3 dans le muscle squelettique et l'expression des récepteurs bêta-3 adrénergiques dans le tissu adipeux de pré- les femmes ménopausées souffrant d'obésité morbide traitées avec un placebo ou la CU pendant 30 jours qui ont ensuite subi une chirurgie bariatrique.
3. Les sujets de l'étude sont des femmes adultes atteintes d'obésité morbide, c'est-à-dire un indice de masse corporelle ≥ 40 kg/m2, sélectionnées sur la liste d'attente pour la chirurgie bariatrique du service de chirurgie (hôpital Molinette, Turin, Italie). Pendant la période de traitement, tous les patients reçoivent un régime hypocalorique (contenu énergétique total d'environ 70 % de la dépense énergétique, mesuré par calorimétrie indirecte), et contenant 20 % de protéines, 55 % de glucides, 25 % de graisses dont la moitié était monoinsaturée, et 35 g/jour de fibres. Les patients sont randomisés pour un traitement de 30 jours avec soit la CE (200/20 mg t.i.d.) soit un placebo. Ils sont hospitalisés, pendant toute la durée du traitement, à l'unité métabolique de l'hôpital San Giuseppe-Istituto Auxologico Italiano à Piancavallo (VB, Italie). L'administration EC commence par une dose initiale de 100/10 mg t.i.d. pendant la première semaine, puis continue avec la dose complète de 200/20 mg t.i.d. La dépense énergétique au repos est mesurée par calorimétrie indirecte au départ et à la fin de l'étude. Les pilules de l'étude (composé actif et placebo) ont été préparées par la pharmacie de l'hôpital.
4. Afin d'évaluer l'innocuité du médicament et son effet sur la fonction cardiaque, la tension artérielle est mesurée trois fois par jour; l'électrocardiographie et l'échocardiographie sont enregistrées au départ et chaque semaine. Après régime et période médicamenteuse, les patients sont transférés au Service de Chirurgie (Hôpital Molinette, Turin) pour la chirurgie bariatrique. Le traitement médicamenteux (CE et placebo) est arrêté la veille de l'intervention chirurgicale. De petites biopsies de rectus abdominis et de tissus adipeux sous-cutanés et épiploïques sont prélevées pendant la chirurgie, immédiatement congelées dans de l'azote liquide et conservées à -80°C pour une analyse ultérieure.
5. Les niveaux d'ARNm UCP3S et UCP3L sont mesurés par réaction en chaîne par polymérase quantitative au Département de pharmacologie de l'Université de Milan. La présence de bêta-3 adrénergiques dans le tissu adipeux est évaluée par immunohistochimie par la technique avidine-biotine peroxydase en utilisant un anticorps monoclonal anti-bêta 3-adrénergique humain au Département d'anatomie humaine de l'Université d'Ancône.