Le rôle des sucres dans l’accumulation de graisse dans le foie (FROGLOSA)

1. INTRODUCTION La stéatose hépatique non alcoolique (NAFLD) est actuellement la principale cause de maladie hépatique chronique, elle touche environ un quart de la population mondiale et l'incidence de la maladie continue d'augmenter (doi : 10.1210/endrev/bnz009). La survenue de la NAFLD est étroitement associée à l'obésité, à la résistance à l'insuline et/ou au diabète de type 2 (doi : 10.7759/cureus.20776). Certains auteurs considèrent même la NAFLD comme une manifestation hépatique du syndrome métabolique ou même comme un précurseur du développement du syndrome métabolique (doi : 10.1016/j.dld.2014.09.020).

   L'incidence croissante de la NAFLD a été attribuée au mode de vie sédentaire, à un apport énergétique insuffisant par rapport à la dépense énergétique et également à une consommation accrue de glucides simples (sucres ajoutés), et plus particulièrement à une consommation accrue de fructose (à la fois en tant que partie de la molécule de saccharose et également , notamment aux États-Unis (US), comme composant du sirop de maïs à haute teneur en fructose (HFCS)). Au cours des dernières décennies, un certain nombre d'articles ont été présentés qui ont montré un lien entre la consommation accrue de sucres ajoutés (en particulier de fructose) et la pandémie d'obésité et de résistance à l'insuline (doi: 10.1097/MOL.0b013e3283613bca, est ce que je : 10.1007/s00394-018-1711-4, est ce que je : 10.1016/j.nut.2013.08.014).

   Cependant, des méta-analyses récentes n'ont pas soutenu le rôle de l'augmentation de l'apport en sucres ajoutés ou en fructose dans le développement de l'obésité, de la résistance à l'insuline, du syndrome métabolique et du diabète de type 2 (doi : 10.1017/S0954422414000067, doi : 10.1007/s00394-016-1345-3). ). Ils suggèrent plutôt que les sucres ajoutés sont néfastes s’ils sont associés à un apport énergétique insuffisamment augmenté. Il a même été suggéré qu’une consommation accrue de fructose/sucres ajoutés pourrait être un marqueur d’un mode de vie malsain. En revanche, peu de données sont disponibles sur le rôle des sucres ajoutés et, en particulier, du fructose, dans le développement de la stéatose hépatique.

   Cela peut être dû au fait que le métabolisme du glucose et du fructose dans le foie est fondamentalement différent (doi : 10.1016/j.jada.2010.06.008, doi : 10.3390/nu9091026, doi : 10.1016/j.clnu.2020.12. 022). Contrairement au glucose, qui est largement métabolisé par les tissus extrahépatiques, la majeure partie du fructose est directement absorbée et métabolisée par le foie. De plus, la phosphorylation du fructose en fructose-1-phosphate catalysée par la fructokinase/cétohexokinase n'est soumise à aucun contrôle rétroactif et entraîne une production incontrôlée de trioso-3-phosphates. Ceux-ci peuvent entrer dans la voie de la gluconéogenèse et être ensuite utilisés pour reconstituer le glycogène (en état d'épuisement du glycogène), mais ils peuvent également fournir un substrat pour la lipogenèse de novo (DNL) et, en même temps, inhiber l'oxydation des acides gras. Le fructose semble également être un puissant activateur de la voie de régulation de la protéine de liaison aux éléments sensibles aux glucides (ChREBP) qui, avec la protéine de liaison aux éléments régulateurs des stérols (SREBP), favorise la DNL dans le foie.

   Il est important de noter que malgré le fait que les acides gras libérés par le tissu adipeux constituent la principale source de graisse hépatique, la contribution du DNL à l'accumulation de graisse hépatique augmente de manière significative, spécifiquement chez les patients atteints de NAFLD (doi : 10.1172/JCI23621, doi : 10.1053/j). .gastro.2013.11.049).

   Les études portant sur l’effet de la consommation de fructose sur la teneur en graisse hépatique (HFC) n’ont pas abouti à une conclusion claire. Chez le sujet sain, l'administration de fructose dans des conditions isocaloriques ne semble pas avoir d'impact sur les HFC (doi : 10.1093/ajcn/84.6.1374, est ce que je: 10.1093/ajcn/nqz271). Graisse accumulée dans le foie de sujets sains uniquement lorsqu'ils sont exposés à un régime hypercalorique riche en fructose (doi : 10.3945/ajcn.2008.27336). Au contraire, les hommes obèses abdominalement accumulaient plus de graisse dans le foie, même avec un régime isocalorique riche en fructose (doi : 10.1111/joim.12632). Il est intéressant de noter que dans l'étude comparant un régime riche en glucose et en fructose dans des conditions iso- et hypercaloriques, les hommes en surpoids ont accumulé de la graisse hépatique dans le foie uniquement dans des conditions hypercaloriques, mais aucune différence dans l'effet sur les HFC n'a été trouvée entre le glucose et le fructose ( est ce que je: 10.1053/j.gastro.2013.07.012).

2. DONNÉES PILOTES Le glucose et le fructose peuvent avoir différents effets sur l'accumulation de graisse dans le foie, ce que nous avons démontré dans nos études sur les changements aigus de HFC après l'administration de nutriments (doi : 10.1093/ajcn/nqy386, doi : 10.26402/jpp.2021.1.05 ). Dans ces études, nous avons développé et introduit un test fonctionnel qui nous a permis de surveiller les changements aigus de la graisse hépatique après une charge élevée en graisses et/ou en glucides simples. Dans le test, les 150 g de graisse sont administrés aux sujets au début de l'expérience, tandis que les glucides (50 g de fructose ou de glucose) sont administrés toutes les 2 heures pour supprimer efficacement la lipolyse dans le tissu adipeux, comme en témoigne la suppression des substances non estérifiées. concentration en acides gras (NEFA) (doi : 10.1093/ajcn/nqy386). De cette façon, nous pouvons limiter l’impact des acides gras du tissu adipeux sur l’accumulation de graisse hépatique et les changements qui en résultent devraient être expliqués par l’apport de graisses alimentaires ou DNL.

   Surtout, dans ce modèle, nous avons montré que 6 heures après la consommation de 150 g de graisse (crème), les HFC augmentent à la fois chez les sujets sains non obèses ayant une teneur normale en graisses (doi : 10.1093/ajcn/nqy386) et également chez les sujets non obèses. sujets atteints d'hépatostéatose (doi : 10.26402/jpp.2021.1.05). La graisse hépatique augmente également lorsque le fructose est co-administré avec de la graisse. Au contraire, la co-administration de glucose avec des graisses empêche une telle augmentation des HFC (doi : 10.1093/ajcn/nqy386, doi : 10.26402/jpp.2021.1.05).

3. LA JUSTIFICATION DU PROJET Les sucres ajoutés représentent plus de 12% de l'apport énergétique quotidien. Leur rôle dans l’accumulation de graisse hépatique a été étudié jusqu’à présent avec du glucose pur ou du fructose pur. Cependant, dans la vraie vie, les gens ne consomment pas de glucose ou de fructose pur, ils consomment du fructose avec du glucose, à la fois dans le cadre du saccharose ou dans du sirop de maïs à haute teneur en fructose. On ne sait pas exactement comment la teneur en graisse hépatique réagira au mélange des deux sucres. La question de savoir comment la consommation simultanée des deux hexoses affecte l’accumulation de graisse dans le foie peut revêtir une grande importance pratique et répondre à cette question pourrait grandement contribuer à la modification des recommandations alimentaires pour le traitement de la NAFLD.

   Surtout, comme nous n'avons pas pu démontrer la différence entre la réponse du HFC à l'administration de glucose et de fructose chez des sujets non obèses et non diabétiques (doi : 10.26402/jpp.2021.1.05), il serait préférable d'étudier les effets aigus de ces trois sucres sur les HFC après leur co-administration avec une charge grasse élevée.

   De nombreuses études ont clairement documenté les effets néfastes d’une consommation excessive de fructose sur la santé métabolique. En revanche, si le fructose nuit à la santé humaine, il serait important de savoir si la restriction en fructose a un effet sur les HFC. En effet, la restriction en fructose a entraîné une réduction significative de la graisse hépatique après 9 jours chez les enfants obèses (doi : 10.1053/j.gastro.2017.05.043) et après 6 semaines chez les individus obèses (doi : 10.1093/ajcn/nqaa332). Sur la base de nos résultats précédents, on peut émettre l’hypothèse que l’élimination du fructose de l’alimentation et son remplacement par de l’amidon ou du glucose devraient supprimer efficacement la teneur en graisse hépatique même en quelques jours.

4. HYPOTHÈSES

   Deux hypothèses principales seront testées :

   • L'augmentation de la teneur en graisse hépatique après une charge élevée en graisses est atténuée par le glucose mais pas par le fructose ni par le saccharose (partie A du projet).
   • La restriction alimentaire à court terme (7 jours) en fructose entraîne une diminution de la teneur en graisse hépatique (Partie B du projet)

5. CONCEPTION EXPÉRIMENTALE Partie A La conception de cette partie de l'étude sera la même que celle de nos études précédentes (doi : 10.1093/ajcn/nqy386, doi : 10.26402/jpp.2021.1.05) sauf que seules deux mesures de la teneur en graisse hépatique (HFC) par spectroscopie de résonance magnétique (MRS) seront réalisées au cours de chaque expérience. Les trois examens d'une durée d'environ 8 heures seront réalisés dans chaque matière de l'étude. Tout d'abord, la teneur en graisse hépatique (HFC) sera mesurée à l'aide de MRS (30 à 45 minutes). La canule sera ensuite insérée dans la veine antécubitale et la première prise de sang sera réalisée. Les sujets recevront ensuite 460 ml de crème (charge élevée en graisses - 150 g de graisse au total) avec du thé aux fruits sucré avec 50 g d'un des sucres (glucose/fructose/saccharose). Deux et quatre heures plus tard, ils recevront à nouveau du thé aux fruits sucré avec le même sucre qu'au temps 0 h. Le sang pour les analyses biochimiques sera ensuite prélevé à 0,5, 1, 2 (avant le thé), 2,5, 3, 4 (avant le thé), 4,5, 5 et 6 heures. Pendant la journée, les sujets ne recevront aucune nourriture et ils ne seront autorisés à boire que de l'eau ou du thé aux fruits. La mesure de la teneur en graisse hépatique sera répétée au temps 6 heures. Lors de l'examen par résonance magnétique (RM), le volume de graisse viscérale sera également mesuré et la composition corporelle sera déterminée. L'ordre des examens sera randomisé et ils seront effectués à intervalles d'au moins deux semaines.

   Sujets : Deux groupes de volontaires masculins seront étudiés dans cette partie du projet - 15 sujets non obèses (Indice de masse corporelle (IMC) < 30 kg/m2) et 15 sujets obèses (IMC ˃ 30 kg/m2). Les sujets auront entre 18 et 70 ans et les groupes seront du même âge. Sur la base de nos études précédentes avec des sujets masculins en bonne santé, le nombre de 13 sujets dans un groupe devrait être suffisant pour détecter une augmentation de 10 ± 10 % du HFC après la charge de graisse à α = 0,05 (test t apparié bilatéral) et β = 0,10. . Le nombre légèrement plus élevé par groupe couvre les risques liés à l'exclusion ou au retrait de certains sujets en cours d'étude.

   Les critères d'exclusion pour les deux groupes seront le diabète sucré (glycémie à jeun supérieure à 7 mmol/l, glycémie 2 heures après oGTT ˃ 11,1 mmol/l, ou traitement antidiabétique) ou d'autres maladies graves (maladie cardiovasculaire, cancer, etc.), l'alcool. consommation ˃ 30 g/jour, intolérance au fructose, utilisation de médicaments altérant le métabolisme lipidique et intolérance à l'examen IRM (claustrophobie, implants métalliques, etc.). Avant l'entrée dans l'étude, les sujets signeront les consentements éclairés avec participation à l'étude et aux tests génétiques et avant chaque expérience, ils signeront le consentement éclairé avec examen IRM.

   Partie B Les sujets sélectionnés pour cette partie de l'étude rempliront d'abord un dossier alimentaire détaillé de trois jours nous permettant de quantifier entre autres leur consommation de fructose. Ils recevront ensuite des instructions détaillées sur la manière de modifier leur alimentation pour éliminer le fructose et recevront également ces recommandations par écrit. Le premier jour de l'intervention diététique de sept jours, ils subiront une prise de sang à jeun, puis la teneur en graisse hépatique sera mesurée par MRS. Après cela, ils recevront un paquet de glucose et des aliments sélectionnés sans fructose pour compléter leur alimentation. Pendant sept jours, ils suivront ensuite un régime sans fructose et conserveront un relevé alimentaire détaillé. Le dernier jour de l'intervention, ils subiront une prise de sang à jeun et des HFC mesurés à nouveau par MRS (après 168 heures exactement).

   Sujets : Quinze sujets âgés de 18 à 70 ans seront inclus dans l'étude. De la même manière que dans la partie A, ce nombre de sujets est légèrement supérieur à 13 - un nombre suffisant pour détecter une diminution de 10 ± 10 % des HFC à α = 0,05 (test t apparié bilatéral) et β = 0,10.

   Pour être incluse, la teneur en graisse hépatique chez les sujets doit être supérieure à 6,2 % et inférieure à 16,5 %, ce qui correspond à une stéatose de grade 2 (doi : 10.1007/s10334-011-0264-9). Les participants de la partie A de l'étude répondant à ce critère peuvent également être inclus dans la partie B. Les critères d'exclusion seront les mêmes que dans la partie A. Avant l'entrée dans l'étude, les sujets signeront les consentements éclairés de participation à l'étude et tests génétiques et avant chaque expérience, ils signeront le consentement éclairé avec examen IRM.

6. MÉTHODES Spectroscopie RM (MRS). Séquence standard de spectroscopie à voxel unique avec apnée (système de résonance magnétique (MR) 3 Tesla VIDA Siemens équipé d'une bobine corporelle de surface multicanal) sera utilisée pour mesurer la teneur en graisse hépatique (HFC). Des images IRM dans trois orientations anatomiques seront utilisées pour définir le volume d'intérêt de 40x30x25 mm. La correction des intensités des signaux à la relaxation T2 sera effectuée.

   Pour obtenir des informations sur le profil lipidique des triglycérides hépatiques (TG), les spectres MRS seront analysés comme décrit précédemment (doi : 10.3390/metabo11090625.).

   Imagerie HISTO IRM (IRM). L'imagerie de la fraction de graisse à densité protonique (PDFF) sera mesurée par le protocole HISTO Siemens approuvé par la Food and Drug Administration (FDA). Il comprend des séquences spectroscopiques, Dixon et multiéchos Dixon.

   Évaluation des données. Les spectres MR seront évalués à l'aide du LCModel (doi : 10.1002/nbm.698) et le pourcentage de HFC évalué par MRS sera calculé selon Longo (doi : 10.1002/jmri.1880050311).

   Mesure de la teneur en graisse viscérale par imagerie IRM. La teneur en graisse viscérale sera mesurée par séquence d'écho turbo spin avant ou après la mesure PDFF. Pour évaluer le volume de graisse viscérale et sous-cutanée, un logiciel écrit en MATLAB sera utilisé. Pour réduire l'impact de l'opérateur, les zones de graisse viscérale seront évaluées par deux experts indépendants.

   Composition corporelle. La composition corporelle lors de la projection sera déterminée à l'aide d'InBody.

   Analyse biochimique. Le sang sera collecté dans des tubes contenant tous les inhibiteurs nécessaires, immédiatement placés sur la glace et centrifugés pour collecter le plasma dans les 15 minutes. Le glucose, les triglycérides (TG), les acides gras non estérifiés (NEFA), l'insuline et le β-hydroxybutyrate seront mesurés dans tous les échantillons obtenus dans l'étude. Toutes les méthodes biochimiques, de dosage radioimmunologique (RIA) et de dosage immuno-enzymatique (ELISA) nécessaires à la détermination de ces paramètres sont actuellement utilisées dans les laboratoires des demandeurs.

   Lipidomique. Les VLDL seront isolées par ultracentrifugation et l'analyse du profil des acides gras des triglycérides VLDL et des acides gras libres plasmatiques sera réalisée par chromatographie liquide - spectrométrie de masse (LC-MS) dans le département de métabolomique de l'Institut de physiologie de l'Académie tchèque de Sciences (service payant).

   Génétique. Les polymorphismes des gènes (PNPLA, TM6SF2 et autres) connus pour affecter l'accumulation de graisse hépatique seront déterminés.

   Statistiques. L'analyse des données statistiques et les corrélations seront effectuées avec le logiciel PRISM 9.1 ou JMP.

7. CALENDRIER DU PROJET 2024 : Partie A : Préparation des protocoles d'étude, recherche et sélection des sujets, début des examens d'étude dans les premières matières - environ 20 examens d'une journée entière seront effectués sur 90 examens au total (3 examens pour chacun des 30 matières). Le nombre de sujets pouvant être étudiés est limité par la disponibilité du tomographe IRM pour les études de recherche (1 jour par semaine) et la complexité des examens. Des analyses biochimiques de base seront effectuées en continu mais tous les échantillons de chaque sujet (30 au total) seront conservés à -80°C et analysés simultanément.

Partie B : Préparation de protocoles d'étude et de registres alimentaires pouvant être utilisés pour la quantification de la consommation de fructose. Recherche et sélection de sujets.

2025 : Partie A : Sélection des matières, examens d'études - min. 30 examens d'une journée entière seront effectués. Poursuite des analyses biochimiques.

Partie B : Dépistage des sujets (les sujets atteints d'hépatostéatose étudiés dans la partie A peuvent également être inclus dans la partie B). Expériences d'intervention diététique (env. n=20) en env. 10 sujets (1 sujet par semaine peut intervenir, y compris examen IRM et isolement nocturne des VLDL le premier et le dernier jour d'intervention). Analyses biochimiques.

2026 : Partie A : Sélection des matières, examens d'études - min. 30 examens d'une journée entière seront effectués. Poursuite des analyses biochimiques. Début d’une analyse intensive des données.

Partie B : Sélection des sujets. Expériences d'intervention diététique (n = 10) chez les sujets restants le premier et le dernier jour d'intervention. Analyses biochimiques. Analyses biochimiques spécialisées (par exemple, ELISA pour le facteur de croissance des fibroblastes 19 (FGF-19), hépatokines sélectionnées ou autres protéines pouvant être impliquées dans la régulation de la lipogenèse de novo) et analyse lipidomique du profil des acides gras dans le pool d'acides gras libres (FFA) et TG en VLDL. Analyse des données et publication des résultats.

2027 : Partie A : Examens d'études dans les matières restantes - max. 10 examens d'une journée entière seront effectués. Poursuite des analyses biochimiques de routine. Analyses biochimiques spécialisées (voir ci-dessus). Analyse des données et publication des résultats.

Partie B : Analyse finale des données et publication des résultats.

8. RÉSULTATS PRÉVUS Ce projet fournira de nouvelles connaissances sur les mécanismes par lesquels les glucides simples affectent l'accumulation de graisse hépatique. Il sera particulièrement important de comparer le rôle du fructose et du glucose (qui sont intensivement étudiés mais non utilisés par la population) et celui du saccharose, le sucre généralement utilisé pour sucrer par l'ensemble de la population. De plus, l’expérience de restriction du fructose dans l’alimentation devrait déterminer si une telle intervention peut être utile pour le traitement de l’hépatostéatose. Dans l'ensemble, les deux parties des projets devraient fournir des résultats pouvant être mis en œuvre dans des recommandations diététiques pratiques et améliorer les stratégies de gestion de la NAFLD.