L'effet du glucagon sur les taux d'oxydation mitochondriale hépatique chez l'homme évalué par PINTA

Objectifs:

Pour examiner les effets du glucagon sur le glucose hépatique et le métabolisme des graisses in vivo, cette étude appliquera une nouvelle méthode d'analyse de traceurs par RMN isotopomère positionnelle (PINTA) pour quantifier les taux d'oxydation mitochondriale hépatique et le flux de pyruvate carboxylase, qui a été validé de manière croisée chez les patients éveillés. les rongeurs et les humains (Perry et al. Communication Nature 2017). Des études préliminaires sur des rongeurs ont montré que le glucagon stimule la lipolyse intrahépatique par le biais d'un processus dépendant de l'InsP3R-I, entraînant une augmentation de la teneur en acétyl-CoA hépatique, qui active de manière allostérique l'activité et le flux de la pyruvate carboxylase, et que ce phénomène explique son effet aigu indépendant de la transcription. pour stimuler de manière aiguë la gluconéogenèse hépatique in vivo (résultats non publiés). De plus, en utilisant l'analyse PINTA, il a été démontré que le glucagon stimule l'oxydation mitochondriale hépatique par la signalisation du calcium chez des souris éveillées, et que ce processus peut être exploité par un traitement continu au glucagon à court terme conduisant à une double augmentation de l'oxydation des graisses mitochondriales hépatiques, ce qui entraîne à son tour d'importantes réductions de la stéatose hépatique et des améliorations marquées de la tolérance au glucose grâce à l'inversion de la résistance hépatique à l'insuline dans un modèle de rat nourri à haute teneur en graisses de foie gras non alcoolique.

Hypothèse:

1. Une augmentation physiologique des concentrations plasmatiques de glucagon favorisera une augmentation significative des taux d'oxydation mitochondriale hépatique chez l'homme en bonne santé.
2. Une augmentation physiologique des concentrations plasmatiques de glucagon favorisera une augmentation significative des taux de flux de pyruvate carboxylase hépatique chez l'homme en bonne santé.
3. Une augmentation physiologique des concentrations plasmatiques de glucagon favorisera une augmentation significative des taux de renouvellement du 13C4 β-hydroxybutyrate (cétogénèse hépatique) chez les humains sains.

Conception de l'étude - Plan clinique :

Les effets d'une augmentation physiologique du glucagon plasmatique sur les taux d'oxydation mitochondriale hépatique et le flux de pyruvate carboxylase seront examinés chez 12 participants en bonne santé (âgés de 21 à 65 ans) à l'aide de l'analyse des traceurs RMN des isotopomères positionnels (PINTA) (Perry et al. Communication Nature 2017). En bref, les taux d'oxydation mitochondriale hépatique et de flux de pyruvate carboxylase hépatique seront évalués chez 12 participants sains à jeun pendant la nuit par PINTA après une perfusion de trois heures de glucagon ou de solution saline. La perfusion de glucagon sera conçue pour augmenter de 3 à 4 fois les concentrations plasmatiques de glucagon dans la veine périphérique et porte. Les effets d'une augmentation physiologique du glucagon plasmatique sur les taux de cétogenèse hépatique seront également évalués à l'aide d'une infusion de 13C4 β-bêtahydroxybutyrate (Perry et al. Cell Metabolism 2017).

Taux de flux de pyruvate carboxylase hépatique / flux de citrate synthase par PINTA : les participants (n = 12) seront étudiés par PINTA dans 2 conditions : 1) après un jeûne nocturne et une perfusion saline de 3 heures (contrôle), 2) après un jeûne nocturne et une infusion de glucagon de 3 heures. En bref, après le prélèvement d'échantillons sanguins de base, une perfusion de traceurs de 3 heures comme décrit ci-dessous sera démarrée. Les taux relatifs du flux de synthèse de la pyruvate carboxylase au citrate seront évalués à l'aide d'une infusion constante de [3-13C] lactate et les taux de production de glucose seront mesurés à l'aide d'une infusion de [2H7]glucose (Perry et al. Communication Nature 2017). Les taux de cétogenèse hépatique seront mesurés à l'aide d'une perfusion constante de [3C β-hydroxybutyrate comme décrit précédemment (Perry et al. Cell Metabolism 2017).

La dépense énergétique du corps entier et le quotient respiratoire seront évalués par calorimétrie indirecte.