Comment fonctionne le contrôle de la glycémie et comment il cesse de fonctionner

Pour comprendre ce qui se passe lorsque votre glycémie se détériore de la normale au pré-diabète, et enfin, au diabète à part entière, vous devez d'abord comprendre comment fonctionne le contrôle de la glycémie dans un corps normal. Le facteur le plus important ici est le rôle joué par des cellules spéciales appelées cellules bêta. Ces minuscules cellules sont dispersées dans un organe appelé pancréas, situé juste sous votre estomac. Le travail de la cellule bêta est de produire de l'insuline, de la stocker et de la libérer dans la circulation sanguine à des moments appropriés.

Vous pouvez apprendre comment la glycémie fluctue au cours de la journée chez les personnes ayant une glycémie normale, celles ayant une glycémie légèrement diabétique et celles atteintes de diabète de type 2 à part entière sur cette page : Glycémie tout au long de la journée .

Les cellules bêta saines fabriquent continuellement de l'insuline, la stockant dans la cellule sous forme de petits granules que vous pouvez voir dans l'illustration ci-dessus. Cette insuline est libérée dans la circulation sanguine de deux manières différentes. Une partie est sécrétée dans le sang en permanence. C'est ce qu'on appelle l'insuline basale. Le reste n'est sécrété que lorsque la glycémie augmente, ce qui se produit principalement après avoir mangé des aliments contenant des glucides. Ce type d'insuline est sécrétée en deux phases distinctes. Regardons de plus près ces différentes façons dont le pancréas sécrète l'insuline.

Libération d'insuline basale

Les cellules bêta d'une personne en bonne santé qui n'a pas mangé depuis un certain temps libèrent une petite quantité d'insuline dans la circulation sanguine tout au long de la journée et de la nuit sous forme de très petites impulsions toutes les quelques minutes. C'est ce qu'on appelle la « libération d'insuline basale ».

Il est important de maintenir cet approvisionnement constant en insuline. Il permet aux cellules du corps d'utiliser la glycémie même si un certain temps s'est écoulé depuis un repas.

Les niveaux d'insuline signalent au foie si plus de glucose est nécessaire

Le niveau d'insuline stable comme autre fonction, aussi. Une baisse du niveau d'insuline signale au foie que la glycémie diminue et qu'il est temps d'ajouter plus de glucose. Lorsque cela se produit, le foie convertit les glucides qu'il a stockés (appelés glycogène) en glucose et les rejette dans la circulation sanguine. Cela augmente la glycémie à son niveau normal.

Si une personne a épuisé ses réserves de glycogène, comme cela peut arriver avec un régime pauvre en glucides, le foie convertit les protéines en glucose pour fournir le glucose qu'il produit en réponse à un faible niveau d'insuline dans le sang. La protéine peut provenir de protéines alimentaires ou des propres muscles de votre corps. C'est pourquoi les personnes à la diète peuvent perdre des quantités importantes de masse musculaire si elles ne consomment pas suffisamment de protéines lorsqu'elles suivent un régime.

Libération d'insuline de première phase

Lorsqu'une personne en bonne santé commence à manger un repas, les cellules bêta passent à la vitesse supérieure. Leur insuline stockée est libérée immédiatement. Ensuite, si la concentration de sucre dans le sang dépasse 100 mg/dl (5,5 mmol/l), les cellules bêta commencent à sécréter plus d'insuline dans la circulation sanguine. Cette libération précoce d'insuline stockée après un repas est appelée "Première phase de libération d'insuline". Chez une personne en bonne santé, il empêche la glycémie de monter très haut car il est disponible pour répondre à la plupart du glucose provenant de la digestion du repas en cours.

La quantité d'insuline sécrétée dans la première phase de réponse à un repas est généralement déterminée par la quantité de glucose rencontrée lors du repas précédent. Chez une personne en bonne santé, cette première réponse de phase culmine quelques minutes après avoir commencé un repas. L'augmentation de la glycémie causée par le repas culmine environ une demi-heure après avoir commencé à manger.

Libération d'insuline de deuxième phase

Après avoir terminé la première phase de libération d'insuline, les cellules bêta s'arrêtent. Ensuite, si la glycémie n'est toujours pas revenue en dessous de 100 mg/dl (5,5 mmol/L) dix à vingt minutes plus tard, ils repoussent une autre réponse insulinique de deuxième phase plus petite qui, chez une personne en bonne santé, ramène la glycémie à son niveau de départ, généralement dans l'heure à une heure et demie après le début d'un repas.

C'est cette combinaison d'une réponse insulinique robuste de première phase suivie d'une réponse insulinique fonctionnelle de deuxième phase qui empêche la glycémie d'une personne normale de dépasser 140 mg/dl (7,8 mmol/L) même après un repas riche en glucides. Lorsque la réponse insulinique de première phase est complètement fonctionnelle, la glycémie à deux heures devrait revenir à la glycémie à jeun normale, qui se situe quelque part dans la plage moyenne de 80 mg/dl (4,5 mmol/l).

Lorsque la libération de la première phase échoue ou lorsque la réponse insulinique de la deuxième phase est lente, la glycémie commence à augmenter à des niveaux plus élevés après un repas et met plus de temps à revenir à la normale. Cette condition est appelée « intolérance au glucose ». Si le taux de sucre dans le sang dépasse 200 mg/dl (11 mmol/l) après un repas, le même problème est appelé « diabète ».

Pourquoi la libération d'insuline échoue

Résistance à l'insuline

La libération d'insuline en première et deuxième phases peut ne pas faire son travail pour plusieurs raisons. La plus courante est une condition appelée résistance à l'insuline dans laquelle certains récepteurs du foie et des cellules musculaires cessent de répondre correctement à l'insuline. Cela signifie que bien qu'il y ait beaucoup d'insuline circulant dans le corps, les muscles et le foie (mais pas, hélas, les cellules graisseuses) ne répondent pas tant que les niveaux d'insuline n'augmentent pas beaucoup plus.

Ainsi, lorsque les cellules d'une personne deviennent résistantes à l'insuline, il faudra beaucoup plus d'insuline que d'habitude pour pousser le glucose circulant dans les cellules. Dans ce cas, alors qu'une personne peut avoir une réponse insulinique de première et de deuxième phase parfaitement normale, la réponse de première phase peut ne pas produire suffisamment d'insuline pour éliminer la glycémie circulante résultant d'un repas riche en glucides. Ensuite, la réponse de la deuxième phase peut être prolongée car il faut beaucoup de temps aux cellules bêta pour sécréter les grandes quantités d'insuline nécessaires pour contrer la résistance à l'insuline. Finalement, le corps peut ne pas être en mesure de produire suffisamment d'insuline pour éliminer tous les glucides alimentaires de la circulation sanguine et la glycémie augmentera à des niveaux anormaux.

Si vos cellules bêta sont normales et si la résistance à l'insuline au niveau des muscles et du foie est votre seul problème, avec le temps, vous pourrez peut-être développer de nouveaux îlots pancréatiques remplis de nouvelles cellules bêta qui peuvent stocker encore plus d'insuline pour une utilisation en premier et réponse insulinique de deuxième phase. Dans ce cas, bien que votre glycémie puisse continuer à augmenter dans la plage altérée et prendre plus de temps que la normale pour revenir à des niveaux normaux, votre réponse glycémique peut ne jamais se détériorer au-delà du stade de tolérance au glucose altérée jusqu'au diabète à part entière. C'est ce qui arrive à la plupart des gens qui ont ce qu'on appelle le « syndrome métabolique ». Malheureusement, si vous souffrez d'une intolérance au glucose, il n'y a aucun moyen de savoir si vous faites partie de ce groupe ou si l'augmentation de votre glycémie est causée par des cellules bêta défaillantes ou mourantes.

Cellules bêta défaillantes

La libération d'insuline de première phase échoue également parce que les cellules bêta sont dysfonctionnelles ou meurent. Cela peut se produire avec ou sans résistance à l'insuline. Des études ont montré que certains parents minces et non insulino-résistants de personnes atteintes de diabète de type 2 présentent déjà des signes de dysfonctionnement des cellules bêta.

Si les cellules bêta meurent ou ne fonctionnent pas correctement, les cellules bêta restantes peuvent fonctionner à plein temps juste pour répondre au besoin d'une libération d'insuline basale afin qu'elles ne puissent stocker aucun excès dans ces granules pour une libération ultérieure.

Certaines personnes atteintes de diabète de type 2 semblent avoir un défaut qui fait mourir leurs cellules bêta lorsqu'elles tentent de se reproduire en réponse à un besoin de plus d'insuline. Pour ces personnes, la résistance à l'insuline peut amener les cellules bêta à tenter de se diviser puis à mourir, accélérant ainsi le processus dégénératif.

Il est également possible que certaines personnes qui développent un diabète de type 2 aient un défaut génétique qui empêche leurs cellules bêta de stocker l'insuline bien que leurs cellules bêta soient encore capables de la sécréter.

Les scientifiques ont découvert des dizaines de défauts génétiques différents qui provoquent l'échec ou la mort des cellules bêta chez les humains et les animaux. De nombreux gènes sont exprimés dans le processus qui conduit au bon fonctionnement des cellules bêta et bien d'autres dans les récepteurs cellulaires qui répondent à l'insuline. Cela signifie que le diabète de type 2 d'une personne peut se comporter très différemment de celui d'une autre personne, selon ce qui est exactement cassé dans son système de contrôle de la glycémie. C'est pourquoi les médicaments qui fonctionnent bien pour une personne peuvent faire peu pour une autre personne. En comprenant votre propre modèle de réponse glycémique, vous pouvez avoir une idée de ce qui pourrait mal fonctionner dans votre cas individuel.

L'augmentation des concentrations de sucre dans le sang endommage davantage votre capacité à produire de l'insuline

Toxicité du glucose

Quelle que soit la raison de l'échec de la libération d'insuline de première phase, il existe un mécanisme de rétroaction désagréable qui se déclenche lorsque les niveaux de sucre dans le sang augmentent à cause de l'échec de la libération d'insuline de première phase : des niveaux élevés de glucose circulant eux-mêmes sont toxiques pour les cellules bêta, un phénomène appelé « glucose toxicité". Ainsi, à mesure que la glycémie augmente, ces concentrations élevées de sucre dans le sang endommagent et/ou tuent davantage de cellules bêta, ce qui rend la libération d'insuline de première et de deuxième phase encore moins capable de contrôler les concentrations de sucre dans le sang.

Résistance à l'insuline accrue

Si vos cellules bêta sont encore capables de sécréter suffisamment d'insuline pour fournir une deuxième phase de libération d'insuline, votre corps peut être en mesure de ramener la glycémie à un niveau normal en 3 heures et peut ensuite recommencer à sécréter de petites quantités de l'insuline basale qui maintient une glycémie normale ou proche de la normale pendant que vous êtes entre les repas ou que vous dormez. Mais lorsque la libération d'insuline de première phase est faible ou absente, votre glycémie peut facilement dépasser le niveau de 200 mg/dl (11 mmol/L) actuellement défini comme « diabète ».

À ce stade, deux mauvaises choses se produisent. Lorsque la concentration de glucose dans votre sang atteint 200 mg/dl (11 mmol/L), vos cellules deviennent résistantes à l'insuline même si elles ne l'étaient pas auparavant, il faut donc beaucoup plus d'insuline pour abaisser votre glycémie à partir de ce moment-là. .

Et, pire encore, l'absence d'une réponse insulinique robuste à l'augmentation du glucose peut être interprétée à tort par votre foie comme un signe que la glycémie est trop basse et qu'il est temps de déverser plus de glucose dans la circulation sanguine. Ainsi, en plus du glucose provenant de votre récent repas, vous devez également faire face à du glucose supplémentaire déversé par votre pauvre vieux foie confus.

Glycémie à jeun avec facultés affaiblies
Pourquoi la glycémie à jeun est souvent la dernière à se détériorer

Au fur et à mesure que vous devenez plus diabétique et que votre réponse insulinique de deuxième phase s'affaiblit, il peut falloir quatre ou cinq heures à vos cellules bêta pour sécréter suffisamment d'insuline pour ramener votre taux de sucre dans le sang à son niveau de jeûne. Et, en fait, pendant la journée, votre glycémie peut ne jamais revenir à son niveau de jeûne, car le glucose provenant de votre prochain repas arrive dans la circulation sanguine avant que le glucose du repas précédent ne soit complètement éliminé. Ce n'est que la nuit, pendant que vous dormez, que vos cellules bêta peuvent enfin sécréter suffisamment d'insuline pour faire baisser suffisamment votre glycémie pour que vous vous réveilliez avec une glycémie à jeun normale.

Cependant, étant donné qu'il a fallu toute l'insuline que vos cellules bêta pouvaient produire pour revenir à une glycémie normale, elles n'auront aucune chance de stocker de l'insuline supplémentaire pour prendre soin de votre petit-déjeuner. Dès que vous jetez ce bagel du matin dans la trappe, la glycémie augmentera et, une fois de plus, vos cellules bêta devront passer de nombreuses heures à essayer de la faire redescendre.

Finalement, même les longues heures de la nuit ne seront pas suffisantes pour que vos cellules bêta produisent suffisamment d'insuline pour ramener votre glycémie à la normale, et maintenant, peut-être une décennie après avoir atteint le nombre de diabétiques après les repas, vous finirez par commencer à voir les niveaux de sucre dans le sang à jeun diabétique.

Ce processus explique pourquoi pour de nombreuses personnes qui deviennent diabétiques, en particulier les femmes d'âge moyen, la glycémie à jeun est la toute dernière mesure à devenir anormale. Ce n'est que lorsqu'une nuit entière n'est pas assez longue pour que vos cellules bêta ramènent votre glycémie à des niveaux normaux ou presque normaux que vous deviendrez diabétique par un test de glycémie à jeun.

La spirale de la mort de la glycémie à jeun

Lorsque les cellules bêta ne doivent plus maintenir la glycémie à jeun normale, c'est souvent le signe que le pancréas n'a plus suffisamment de capacité de cellules bêta pour suivre même la production de niveaux d'insuline même faibles nécessaires à la sécrétion basale d'insuline. Cela signale généralement qu'une quantité critique de mort irréversible des cellules bêta s'est produite.

Lorsque cela se produit, le contrôle de la glycémie peut se détériorer très rapidement. En effet, lorsque les cellules bêta ne peuvent plus fournir une libération d'insuline basale constante, le foie interprète le niveau d'insuline à jeun très bas comme un signe qu'il est temps d'augmenter la glycémie. Ensuite, quelle que soit la concentration réelle de sucre dans votre sang, le foie déverse une grande dose de glucose dans la circulation sanguine.

Cet effet explique pourquoi la glycémie à jeun a tendance à ne pas se détériorer lentement et régulièrement, mais prend souvent une augmentation soudaine de 50 mg/dl (2,8 mmol/l) ou plus. Cette augmentation soudaine est un signe que le niveau d'insuline est tombé si bas que le foie l'a interprété comme un signe de glycémie dangereusement basse et a commencé à vider du glucose.

Un syndrome différent : une glycémie à jeun altérée avec un contrôle post-repas normal

Il y a un petit nombre de personnes, souvent des hommes, dont la glycémie à jeun monte assez haut, peut-être même dans la plage diabétique, alors que leur glycémie post-repas reste normale ou proche de la normale. Cela semble être un syndrome légèrement différent. Les scientifiques spéculent que ces personnes peuvent avoir un défaut qui affecte leur capacité à sécréter la libération d'insuline basale qui a lieu pendant le jeûne et le sommeil.

Le point de non-retour pour la glycémie à jeun ?

Une étude de 344 personnes publiée en novembre 2007 a examiné la relation entre leur glycémie à jeun et la présence d'un syndrome métabolique. Ils ont divisé leurs sujets d'étude en quatre groupes en jeûnant la glycémie plutôt que les trois habituels. Les groupes étaient : Normal (<101 mg/dl ou 5,6 mmol/L), FBG1 (101-109 mg/dl 5,6 et 6,0 mmol/L), FBG2 (110-124 mg/dl 6,1-6,9 mmol/L) et Diabétique (>125 mg/dl 7 mmol/L).

Ceci est inhabituel, car la plupart des études regrouperont les personnes dont la glycémie à jeun se situe entre 100 et 110 mg/dl (le groupe FBG1) avec le groupe normal ou prédiabétique. En divisant ce groupe séparément, il a été possible de découvrir une relation entre la glycémie à jeun et la santé qui aurait pu être manquée autrement. Et c'est exactement ce qui est arrivé.

Cette étude a révélé que les personnes du groupe FBG2 avaient la même incidence de syndrome cardiovasculaire et métabolique que les personnes atteintes de diabète. Ce qui confirme ce que nous avons vu ci-dessus : pour la plupart des gens, la détérioration de la glycémie à jeun au-dessus de 110 mg/dl ne se produit qu'après de nombreuses années d'exposition à une glycémie post-prandiale très élevée et au moment où la glycémie à jeun se détériore autant, les complications du diabète, notamment les maladies cardiaques, sont bien établies.

En revanche, le groupe intermédiaire FBG1 était beaucoup plus normal en ce qui concerne les marqueurs du syndrome cardiovasculaire et métabolique. Cela suggère que la glycémie à jeun comprise entre 100 mg/dl et 110 mg/dl devrait être considérée comme un tournant majeur et que si vous testez cette plage de glycémie à jeun lors d'un dépistage, vous devriez prendre des mesures agressives pour abaisser votre post- glycémie des repas, car vous avez détecté l'anomalie suffisamment tôt pour être en mesure de prévenir une détérioration cardiovasculaire.

Facteurs de risque cardiovasculaire classiques selon la glycémie à jeun Sergio Martinez-Hervasa, et al. Journal Européen de Médecine Interne Volume 19, Numéro 3, Mai 2008, Pages 209-213

Combien de cellules bêta doivent mourir pour perturber définitivement le contrôle de la glycémie ?

Cette question a été répondue par une série d'autopsies réalisées par une équipe de chercheurs sur des pancréas prélevés sur des patients de la Mayo Clinic dont les antécédents médicaux étaient connus. Ils ont découvert que les patients diagnostiqués comme diabétiques avaient 63 % de masse cellulaire bêta inférieure à celle des personnes normales, ce qu'ils attribuaient à la mort des cellules bêta, sans réduire la taille des cellules individuelles.

Les personnes obèses qui n'étaient pas diabétiques avaient 50 % plus de cellules bêta que la normale.

Ils ont également découvert que le pancréas des patients obèses non diabétiques chez qui on avait diagnostiqué une glycémie à jeun altérée - définie comme une glycémie à jeun comprise entre 110 mg/dl et 125 mg/dl (6,1 et 6,9 mmol/l) avait également perdu des quantités importantes de cellules - 40 % d'entre eux. La même étude a révélé que les personnes maigres atteintes de diabète de type 2 avaient plus de cellules bêta mortes dans leurs îlots que les personnes obèses atteintes de diabète.

Utilisez cette compréhension pour empêcher votre diabète de progresser

Les personnes dont le taux de glycémie à jeun a augmenté avec leur nombre après les repas ont généralement perdu plus de fonction des cellules bêta que celles qui maintiennent toujours une glycémie à jeun normale ou proche de la normale. C'est pourquoi dès que vous découvrez que votre glycémie après les repas dépasse un niveau normal, il est si important de commencer à contrôler immédiatement ces glycémies anormales après les repas. Ce faisant, vous pourrez peut-être réduire toute résistance à l'insuline, préserver vos cellules bêta restantes et empêcher votre glycémie à jeun de se détériorer.

Même après avoir reçu un diagnostic de glycémie à jeun diabétique de type 2, il se peut qu'il vous reste un bon nombre de cellules bêta, de 40 à 60 %. Si vous pouvez réduire votre résistance à l'insuline par la perte de poids, l'exercice et l'utilisation de médicaments contre la résistance à l'insuline, et si vous maintenez votre apport en glucides bas pour éviter les pics de glycémie, ces cellules peuvent être capables de produire suffisamment d'insuline pour contrôler votre sang du sucre.

Plus important encore, si vous maintenez votre glycémie sous la limite de dommage de 140 mg/dl (7,8 mmol/L) à tout moment, vous pourrez peut-être empêcher la glucotoxicité de tuer le reste de ces cellules.

Repos des cellules bêta

Certaines études, principalement sur des cultures cellulaires et des modèles animaux, ont démontré que le repos des cellules bêta stressées peut parfois restaurer la fonction. Quelques études suggèrent que cela peut également être fait chez l'homme.

Une façon de « reposer » les cellules bêta consiste à utiliser de l'insuline injectée dès que le diabète de type 2 est diagnostiqué, en particulier si votre glycémie est très élevée au moment du diagnostic. Si vous soulagez vos cellules bêta en ajoutant de l'insuline, il est suggéré qu'elles pourraient récupérer une partie de leur capacité à produire de l'insuline plus tard, ce qui vous permet de vous passer de l'insuline et de garder un meilleur contrôle. Vous devrez toujours limiter les glucides et résoudre tous vos problèmes de résistance à l'insuline en perdant du poids, en faisant de l'exercice et en prenant des médicaments sensibilisants à l'insuline. Mais vous aurez plus de facilité à le faire.

Pour apprendre plus

Les modèles dans lesquels le diabète se développe . Une suite de cette discussion également présentée sur ce site.

LES RÉFÉRENCES

Libération phasique d'insuline et régulation métabolique dans le diabète de type 2. Stefano Del Prato, Piero Marchetti et Riccardo C. Bonadonna. Diabète 51 : S109-S116, 2002

La libération réduite d'insuline de première phase est-elle la première anomalie détectable chez les individus destinés à développer un diabète de type 2 ? John E. Gerich. Diabète 51 : S117-S121, 2002

La base génétique du diabète sucré de type 2 : diminution de la sécrétion d'insuline versus diminution de la sensibilité à l'insuline. John E. Gerich. Diabète, février 2002 Examens endocriniens 19 (4) : 491-503

Déficit en cellules bêta et augmentation de l'apoptose des cellules bêta chez les humains atteints de diabète de type 2. Alexandra E. Butler, Juliette Janson, Susan Bonner-Weir, Robert Ritzel, Robert A. Rizza et Peter C. Butler. Diabète 52:102-110, 2003