Étude de physiologie de l'exercice

Le diabète sucré touche près de 10 % de notre population et 5 % des diabétiques sont de type 1, qui se définit par une carence absolue en insuline. La nécessité de gérer le diabète est essentielle, compte tenu du fardeau économique de cette maladie, avec plus de 175 milliards de dollars en coûts directs de soins de santé et près de 70 milliards de dollars supplémentaires en coûts indirects liés à l'invalidité et à la perte de travail. L'impact personnel est tout aussi important pour les personnes atteintes de cette maladie, car le diabète sucré est la principale cause de cécité, de nécessité de dialyse rénale et d'amputations non traumatiques aux États-Unis. Le diabète de type 2 est associé à une sensibilité réduite à l'insuline et au syndrome métabolique, et la modification du régime alimentaire et l'exercice sont des éléments importants dans la gestion de la résistance à l'insuline sous-jacente. Cependant, ces stratégies de style de vie sont également importantes dans le diabète de type 1 pour de nombreuses raisons : 1) les sujets diabétiques de type 1 vivent désormais jusqu'à l'âge adulte, lorsque la résistance à l'insuline et l'obésité deviennent des facteurs de contrôle glycémique, 2) le diabète auto-immun latent de l'âge adulte (LADA) représente une forme « mixte » de diabète auto-immun où certaines caractéristiques du diabète de type 2 telles que la résistance à l'insuline peuvent exister, et 3) la modification du régime alimentaire et l'exercice physique restent des moyens efficaces de prise en charge de l'hyperglycémie aiguë et, à plus long terme, de l'HbA1c, réduisant potentiellement le risque de maladie microvasculaire complications. Par conséquent, le besoin d'exercice est toujours évident chez les sujets atteints de diabète de type 1 pour maintenir un bon contrôle glycémique et prévenir l'apparition de complications. Cependant, l'exercice est difficile à gérer pour les personnes atteintes de DT1. L'exercice entraîne une sensibilité accrue à l'insuline ainsi qu'une absorption rapide du glucose par les muscles et d'autres tissus du corps, entraînant une forte baisse des taux de glucose et de l'hypoglycémie, comme le montrent d'autres groupes que le nôtre.

Sans ajustement de l'insuline pour l'exercice, l'hypoglycémie est courante chez les personnes atteintes de diabète de type 1. Dans une étude portant sur 48 personnes atteintes de DT1, sans ajustement à l'insuline, qui s'exercent pendant 60 min à une intensité modérée, la glycémie a chuté en moyenne de 40 %, 52 % des sujets tombant à 70 mg/dL ou moins. Malgré ce besoin évident d'ajustements de l'insuline pour l'exercice, il n'y a pas de recommandations uniformes sur la façon de doser l'insuline au moment de l'exercice. En 2006, le groupe d'étude DirecNet a publié une étude sur l'impact de la suspension de l'insuline basale au début de l'exercice chez 40 enfants atteints de diabète de type 1 sous traitement par pompe à insuline. Cette intervention a considérablement réduit l'hypoglycémie (de 43 % à 16 %), mais a entraîné beaucoup plus fréquemment une hyperglycémie (passée de 4 % à 23 %). Schiavon et Cobelli et al ont abordé cette question de la meilleure façon d'ajuster l'insuline pour l'exercice en utilisant des simulations in silico. L'ajustement des doses d'insuline dans l'environnement in silico a diminué l'hypoglycémie de 88 % à 16 % des patients lorsqu'un ajustement universel a été appliqué, et à 4 % lorsqu'un ajustement individuel a été appliqué.

L'étude décrite dans ce protocole est conçue pour lever l'ambiguïté de l'impact de l'exercice sur l'insuline et les effets non médiés par l'insuline sur le contrôle glycémique. Pour y parvenir, les chercheurs réaliseront une série d'études de traceurs de glucose stables dans lesquelles les sujets jeûneront pendant environ 8 heures et subiront des exercices aérobiques à un niveau modéré et intense pendant 45 minutes tandis que les taux d'insuline sont bloqués à un niveau bas (basal du sujet débit), moyen (basal x 1,5) et haut (basal x 3) débit de perfusion d'insuline. Les débits basaux du sujet seront obtenus à partir des quantités d'insuline basale injectées, telles que NPH/glargine/détémir, ou les débits basaux chez ceux qui utilisent des pompes à insuline et seront ajustés pour l'HbA1c, comme décrit dans le système OHSU AP. Le glucose di-deutéré (6,6-2H2-glucose) qui n'est pas radioactif et qui peut être métabolisé par les voies habituelles du corps humain sera le traceur stable. Chaque sujet par bras subira 3 études de 10 heures tandis que les niveaux de glucose sanguin, d'insuline et de glucagon sont capturés tout au long de l'étude, et les niveaux de catécholamines et d'acides gras sont capturés pendant et juste après la période d'exercice, comme indiqué ci-dessous. Les niveaux de traceur de glucose seront mesurés à l'OHSU par le biais du laboratoire de base Bioanalytical Shared Resource/PK, et le calcul du taux d'apparition (Ra) et du taux de disparition (Rd) du glucose sera effectué par nos collègues de l'Université McGill à l'aide d'un modèle d'état de la dynamique du glucose.

Les données obtenues à partir de cette étude éclaireront un modèle mis à jour de régulation du glucose dans le diabète de type 1, fournissant de l'exercice comme intrant au modèle, qui sera utilisé dans un système de contrôle prédictif modèle (MPC) pour la gestion du diabète de type 1. Un tel système peut être utilisé pour administrer de l'insuline et/ou du glucagon afin de gérer les changements glycémiques pendant et en dehors de l'exercice.