Exercice, microbiote intestinal et diabète de type 2 (Ex-GM-T2D)

Le diabète de type 2 est une épidémie métabolique mondiale et une menace majeure pour la santé mondiale. En 2021, 537 millions d’adultes âgés de 20 à 79 ans dans le monde souffraient de diabète. Le DT2 est lié à des complications de santé microvasculaires et macrovasculaires potentiellement mortelles qui contribuent énormément au fardeau de la mortalité et du handicap dans le monde. Le DT2 est défini par une hyperglycémie à jeun qui est en grande partie secondaire à une action inadéquate de l'insuline. Le DT2 est généralement précédé d'un état d'hyperglycémie intermédiaire ou Pre-D, caractérisé par une altération de la glycémie à jeun (IFG), une altération de la tolérance au glucose (IGT) ou les deux, et augmente considérablement le risque de DT2. Dans le DT2, même si les taux d’insuline sont normaux ou élevés, des tissus tels que le foie, les muscles squelettiques et le tissu adipeux deviennent résistants à l’insuline, ce qui entraîne des taux de glucose sanguin élevés. Le DT2 est associé à une réponse inflammatoire systémique qui semble être un facteur de risque indépendant de développement du DT2. De plus, les personnes atteintes de DT2 ont tendance à avoir un environnement interne plus oxydatif que les sujets sains. Il a été démontré que le stress oxydatif induit par l'hyperglycémie affecte la cascade de signalisation de l'insuline, diminue la transcription du gène GLUT4 et modifie également l'activité mitochondriale. La physiopathologie du DT2 a également été associée à la composition des GM. Il est suggéré que la dysbiose du GM joue un rôle central dans la pathogenèse de la résistance à l'insuline et du DT2 par plusieurs mécanismes.

Le rôle important de l’exercice régulier pour la prévention et le traitement du DT2 a été établi. La plupart des bénéfices de l’exercice sur la gestion et la prévention du DT2 sont réalisés grâce aux adaptations des muscles squelettiques qui, à leur tour, induisent des améliorations aiguës et chroniques de l’action de l’insuline. L'exercice exerce également des effets anti-inflammatoires. De nouvelles preuves suggèrent que l'exercice peut également avoir un effet favorable sur le DT2 en améliorant la composition des GM. L'effet le plus prometteur de l'exercice régulier est l'altération du GM vers une composition microbienne plus saine en produisant un GM plus diversifié, en diminuant les communautés bactériennes pathogènes et en augmentant les bactéries productrices d'AGCC. Cependant, l’impact de l’exercice sur la structure et la fonction GM des individus DT2 est mal compris, car seul un nombre limité d’études existent jusqu’à présent dans ce domaine.

Selon une analyse de puissance préliminaire (une erreur de probabilité de 0,05 et une puissance statistique de 80 %), une taille d'échantillon de 8 à 10 participants/groupe a été considérée comme appropriée pour détecter des changements statistiquement significatifs entre les essais. Ainsi, ≥ 60 personnes d'âge moyen seront évaluées pour déterminer leur éligibilité à participer à l'étude. L'étude sera menée selon une conception parallèle, randomisée et contrôlée. Les participants seront principalement informés des procédures de l'étude, ainsi que des avantages et des risques possibles, et ils signeront également un formulaire de consentement éclairé pour participer à l'étude. Toutes les personnes éligibles fourniront des échantillons de sang pour la détermination de la glycémie à jeun, de l'hémoglobine glycosylée (HbA1c) et de l'insuline plasmatique à jeun, et passeront un test oral de tolérance au glucose (OGTT) pour déterminer leur profil glycémique, selon lequel, ils seront caractérisés comme des individus ayant une tolérance au glucose (NGT), ou des individus pré-diabétiques (pré-D), ou des individus diabétiques de type 2 (DT2). Les niveaux d'activité physique seront également évalués via le Questionnaire international sur l'activité physique (IPAQ). Ensuite, les participants de chaque étape de tolérance au glucose seront assignés au hasard soit aux 12 semaines d'exercices combinés réguliers d'aérobie et de résistance selon les directives pour les individus pré-D et DT2, soit rester sédentaires pendant 12 semaines. Ainsi, six groupes d'intervention seront les suivants : i) groupe NGT (NGTG), individus NGT - pas d'exercice, ii) groupe d'exercice NGT (NGTG+Ex), individus NGT qui participeront à l'entraînement et au désentraînement, iii) pré-D groupe (pré-DG), individus pré-D - pas d'exercice, iv) groupe d'exercices pré-D (Pre-DG+Ex), individus pré-D qui participeront à l'entraînement et au désentraînement, v) groupe T2D (T2DG), Individus DT2 - pas d'exercice, et vi) Groupe d'exercices DT2 (T2DG+Ex), individus DT2 qui participeront à la formation et au désentraînement. La randomisation des conditions sera effectuée par un logiciel générant des entiers aléatoires disponible sur internet (Random.org).

Les mesures de base auront lieu au Laboratoire de Biochimie, Physiologie et Nutrition de l'Exercice (SmArT Lab), Département d'Éducation Physique et des Sports, Université de Thessalie : mesures physiologiques (fréquence cardiaque au repos, pression artérielle systolique et diastolique au repos, taux métabolique au repos) , caractéristiques anthropométriques (taille, masse corporelle, indice de masse corporelle), composition corporelle (quantité de graisse corporelle, masse maigre, masse grasse, densité osseuse), performance musculaire [capacité aérobie (VO2max), force isocinétique des membres inférieurs ( couple isométrique, concentrique et excentrique des extenseurs et fléchisseurs du genou), force de préhension, puissance musculaire (saut en contre-mouvement)]. De plus, les participants fourniront des matières fécales pour la détermination de la composition des OGM et des métabolites des OGM [acides gras à chaîne courte (AGCC)], ainsi que des échantillons de sang pour la détermination de la formule sanguine complète (CBC), de l'inflammation systémique [facteur de nécrose tumorale alpha ( TNF-α), interleukine 6 (IL-6), protéine C-réactive (CRP), zonuline, protéine de liaison aux lipopolysaccharides (LBP)], statut rédox sanguin [capacité antioxydante totale (TAC), catalase (CAT), protéines carbonyles (PC), glutathion réduit (GSH), glutathion oxydé (GSSG), rapport GSH/GSSG, malondialdéhyde (MDA), acide urique, bilirubine] et profil lipidique [cholestérol total (CHO-T), lipoprotéines de basse densité (LDL) , lipoprotéines de haute densité (HDL), triglycérides (TG)]. De plus, les participants enregistreront leur régime via un rappel de 7 jours avant leur participation à la première condition expérimentale, et les données alimentaires seront analysées. Toutes les mesures ci-dessus seront répétées après les 12 semaines d'intervention physique, ainsi qu'après les 4 semaines de période de désentraînement. Les participants qui seront affectés à l'exercice régulier, à l'exception du VO2max, subiront en outre une estimation de la force maximale des principaux groupes musculaires pour la détermination de l'intensité du programme d'exercices de chaque participant ; la capacité aérobie et la détermination de la force musculaire seront également répétées après quatre semaines d'exercice régulier pour les ajustements d'intensité nécessaires du programme d'exercices.