Signalisation métabolique dans les tissus musculaires et adipeux après le sevrage de l'insuline et l'injection d'hormone de croissance.

Le diabète sucré de type I (DMI) est caractérisé par un manque d'insuline endogène et ces patients dépendent à 100 % de la substitution d'insuline pour survivre.

L'insuline est une hormone anabolique puissante dont les principales cibles sont le foie, les tissus musculaires squelettiques et les tissus adipeux.

Dans le foie, il améliore la glycogénèse et inhibe la glycogénolyse et la gluconéogenèse.

Dans le tissu musculaire squelettique, il améliore le transport du glucose dans la cellule, la glycogenèse, la glycolyse, l'oxydation du glucose et la synthèse des protéines.

Dans les tissus adipeux, il inhibe la lipolyse et améliore la lipogenèse.

Cela indique qu'une chute des taux d'insuline sérique entraîne une augmentation de la glycémie et une augmentation des taux d'AGF (acides gras libres) dans le sang, entraînant éventuellement la production de cétones.

Si cette condition n'est pas corrigée, elle conduira à une acidocétose, qui est une condition potentiellement mortelle, qui doit être corrigée lors d'une hospitalisation avec une fluidothérapie, une substitution d'électrolytes et d'insuline.

L'insuline a été étudiée à fond et les voies de signalisation sont bien connues.

Une voie intéressante est la suppression de la lipolyse. La lipase la plus importante et la plus limitante dans l'hydrolyse des triglycérides est la lipase triglycéride adipeuse (ATGL)(1-5). Une connexion entre l'ATGL et le gène de commutation G0/G1 (G0S2) a été démontrée (6,7). Au cours de la lipolyse, l'ATGL est régulée positivement et G0S2 est régulée négativement et la région promotrice de G0S2 possède des sites de liaison pour le glucose, les facteurs de transcription dépendants de l'insuline et les récepteurs activés par les proliférateurs de peroxysomes y (PPAR-y) (8).

Une étude antérieure a montré que le jeûne réduit le G0S2 et augmente l'ATGL dans le tissu adipeux humain(7).

On pourrait penser que les effets anti-lipolytiques de l'insuline sont médiés par une transcription accrue de G0S2 qui à son tour inhibe l'ATGL. Inversement, augmentation de la lipolyse en cas de manque d'insuline.

La synthèse de l'hormone de croissance et de l'hormone de croissance dépendante de l'IGF-1 (facteur de croissance analogue à l'insuline - 1) est cruciale pour la croissance humaine avant et pendant l'adolescence. À l'âge adulte, la GH et l'IGF-1 sont toujours de puissants facteurs de croissance et exercent également des propriétés régulatrices essentielles sur le métabolisme humain (9,10).

Les voies de signalisation de la GH passent par le récepteur de la GH, qui phosphoryle et active ainsi le récepteur associé Janus Kinase 2 (JAK2). Les signaux de ce point ont été examinés dans de nombreuses études.

Chez les rongeurs, il a été démontré que le signal suit trois voies (9,10) Des études sur des cellules fibroblastes humaines ont pu soutenir deux de ces voies (MAPK - protéine kinase activée par les mitogènes et STAT - transducteur de signal et activateur de la transcription), mais pas par la voie du substrat du récepteur de l'insuline (IRS) et de la phosphatidylinositol 3-kinase (PI3-K).

Dans les études humaines (in vivo), la stimulation de la GH et la phosphorylation de STAT5 ont été évidentes, mais une association entre la stimulation de la GH et l'activation de MAPK et de PI3-K n'a pas été démontrée (11).

Ce dernier est intéressant et remarquable compte tenu des effets insulino-agonistes et antagonistes de la GH.

La GH stimule la lipolyse, mais on ne comprend pas exactement comment les propriétés lipolytiques de la GH sont médiées. Cependant, il est démontré que la GH a un effet sur la lipase hormono-sensible (12) (HSL).

D'autres options pourraient être, comme chez les rongeurs, l'interaction via la voie de signalisation PI3-K ou via l'interaction G0S2/ATGL, soit directement, soit peut-être via l'IGF-1.

Les voies de signalisation intracellulaires humaines au cours du développement de la cétose/acidocétose ne sont pas bien connues. Les chercheurs pensent que la compréhension de ces voies et des mécanismes exacts derrière le développement de l'acidocétose est d'une grande importance.