Effets de l'équilibre énergétique négatif progressif sur la tolérance au glucose, la sensibilité à l'insuline et la fonction des cellules bêta

Dysfonction métabolique, obésité et diabète de type 2 L'incidence du surpoids et de l'obésité a augmenté au cours des 2 à 3 dernières décennies à Singapour et devrait encore augmenter à l'avenir. D'ici 2050, on estime que plus de la moitié de la population sera en surpoids ou obèse, définie comme ayant un indice de masse corporelle (IMC, calculé comme le poids en kilogrammes divisé par le carré de la taille en mètres) égal ou supérieur moins de 25 kg/m2. Ceci est probablement responsable, au moins en partie, de l'augmentation concomitante des conditions comorbides liées à l'obésité, et en particulier du diabète de type 2. La relation entre l'IMC et le risque de diabète de type 2 dans les populations de la région Asie-Pacifique est linéaire dans une large gamme de valeurs d'IMC (de ~21 kg/m2 à ~34 kg/m2), de sorte que pour 2 kg/ m2 d'augmentation de l'IMC (ce qui correspond à ~6 kg pour une personne de poids normal et de taille moyenne), le risque de développer un diabète de type 2 augmente de ~27 %. À Singapour, la prévalence du diabète de type 2 devrait doubler, passant de 7,3 % en 1990 à ~15 % en 2050, principalement en raison de l'engraissement de la population. Remarquablement, cependant, la prévalence du diabète de type 2 à Singapour est similaire à celle des États-Unis, même si la prévalence du surpoids et de l'obésité (IMC ≥ 25 kg/m2) est d'environ la moitié. Cela corrobore les résultats de nombreuses études démontrant que les marqueurs de dysfonctionnement métabolique et en particulier l'hyperglycémie, l'hyperinsulinémie et la résistance à l'insuline, sont très répandus chez les adultes singapouriens, même chez les personnes qui ne sont pas en surpoids ou obèses. Cela entraîne probablement un risque accru de développer un diabète de type 2. Ces observations soulignent l'importance du dysfonctionnement métabolique indépendant du poids corporel en soi.

Effets métaboliques de la perte de poids La pathogenèse du diabète de type 2 implique une résistance périphérique à l'insuline (c'est-à-dire résistance des tissus périphériques et en particulier des muscles squelettiques à l'effet favorisant l'absorption du glucose de l'insuline) et sécrétion inadéquate d'insuline par les cellules bêta pancréatiques lors de la stimulation du glucose, entraînant une hyperglycémie à jeun et postprandiale. La perte de poids, obtenue à la suite d'un bilan énergétique négatif chronique induit de diverses manières (restriction calorique, exercice physique, pharmacothérapie, chirurgie bariatrique), améliore la fonction métabolique et est considérée comme la pierre angulaire de la prévention et de la gestion du diabète. Une partie de l'effet bénéfique de la perte de poids pourrait être due à la réduction de la graisse corporelle totale, de la graisse intra-abdominale et de l'accumulation de graisse ectopique dans les organes métaboliquement actifs (par ex. muscle, pancréas et foie), mais des perturbations aiguës de l'équilibre énergétique (qu'elles soient positives ou négatives, pendant une période de 24 à 72 heures) peuvent affecter l'action de l'insuline, la fonction des cellules bêta et le contrôle glycémique avant même tout changement de poids corporel ou la distribution de la graisse corporelle se produit. Par exemple, un jour de suralimentation perturbe l'homéostasie du glucose sur 24 heures, et deux jours de restriction calorique améliorent l'action de l'insuline. De même, l'exercice peut également entraîner un bilan énergétique négatif et constitue une intervention très puissante qui améliore facilement la fonction métabolique et en particulier la sensibilité à l'insuline, même après une seule séance. Néanmoins, le degré de bilan énergétique négatif qui doit être atteint par la restriction calorique ou l'exercice afin d'améliorer l'action de l'insuline et la fonction des cellules bêta n'est pas connu, et la relation dose-réponse entre le bilan énergétique négatif et la fonction métabolique reste insaisissable. De plus, l'efficacité comparée de la restriction calorique et de l'exercice sur l'amélioration des mécanismes de régulation de l'homéostasie du glucose (c. sensibilité à l'insuline et fonction des cellules bêta) n'a pas été suffisamment étudiée. Une étude a révélé que pour la même quantité de perte de poids (8 à 9 % du poids corporel initial) induite par un régime hypocalorique ou un exercice d'endurance, l'exercice entraînait une réduction plus importante de la masse grasse, une diminution plus faible de la masse musculaire et conduisait à une augmentation plus importante de l'élimination du glucose induite par l'insuline lors d'un clamp hyperinsulinémique-euglycémique (d'environ 30 %), et une réduction plus importante de la réponse totale à l'insuline à un test de tolérance au glucose par voie orale (d'environ 2,5 fois), par rapport à un régime alimentaire adapté. perte de poids induite; bien que ces différences n'aient pas atteint la signification statistique. Ces observations soulèvent la possibilité que, pour le même bilan énergétique négatif, l'exercice puisse être plus efficace que la restriction calorique pour améliorer la fonction métabolique ; cependant, ces résultats sont difficiles à interpréter face aux changements concomitants plus favorables de la composition corporelle et de la répartition des graisses. Aucune étude n'a évalué directement les effets du même bilan énergétique négatif aigu induit par la restriction calorique ou l'exercice aérobie sur la fonction métabolique.

En conséquence, une meilleure compréhension des effets de la restriction calorique et de l'exercice sur la sensibilité à l'insuline, la fonction des cellules bêta et le contrôle glycémique quotidien aura des implications importantes pour la conception d'une intervention efficace sur le mode de vie visant à prévenir ou à gérer le diabète de type 2. Pour cela, cette étude vise à tester les hypothèses suivantes :

Hypothèse 1 : On suppose qu'un seul jour de bilan énergétique négatif induit par la restriction calorique améliore la tolérance au glucose par voie intraveineuse en raison de l'amélioration de la fonction des cellules bêta sans modification de la sensibilité à l'insuline. Les enquêteurs émettent en outre l'hypothèse que cet effet nécessite un bilan énergétique négatif de 20 % et ne s'améliore pas davantage avec une plus grande restriction énergétique (40 %).

Hypothèse 2 : On émet l'hypothèse qu'un seul jour de bilan énergétique négatif induit par l'exercice aérobique améliore la tolérance au glucose intraveineux en raison de l'amélioration de la sensibilité à l'insuline sans modification de la fonction des cellules bêta. Les enquêteurs émettent en outre l'hypothèse que cet effet nécessite un bilan énergétique négatif de 20 % et s'améliore encore avec une plus grande restriction énergétique (40 %).

Hypothèse 3 : On émet l'hypothèse qu'à tout niveau donné de bilan énergétique négatif (20 % ou 40 %), la restriction calorique a un effet plus important que l'exercice aérobie sur la fonction des cellules bêta, tandis que l'exercice aérobie a un effet plus important que la restriction calorique sur l'insuline. sensibilité.