biliopancréatique sur l’homéostasie du glucose
Tel que discuté précédemment, la chirurgie bariatrique est, à ce jour, le traitement le plus efficace pour induire une perte de poids importante, résoudre les comorbidités associées à l’obésité, et diminuer la mortalité20,126,127.
La chirurgie bariatrique est également le seul traitement qui permet une rémission du diabète de type 2, avec une efficacité qui varie selon le type de chirurgie18,128. Par ailleurs, la DBP est la chirurgie qui offre les meilleurs
résultats en ce qui a trait à la rémission du diabète de type 2. Cette section abordera plus en détails les bénéfices de la DBP sur l’amélioration du métabolisme glucidique, ainsi que les mécanismes potentiellement impliqués.
4.1 Chronologie des changements observés après la DBP sur
l’homéostasie du glucose
Deux méta-analyses ont rapporté qu’entre 95 % et 100 % des individus subissant une DBP avaient une rémission de leur diabète de type 2 un an après la chirurgie7,20. Une amélioration de la sensibilité à l’insuline
hépatique et du tissu adipeux est observée dans les premières semaines129 voire jours130-132 après la DBP. Dans
les semaines suivantes, les individus présentent une normalisation de la fonction des cellules bêta pancréatiques, responsables de la sécrétion d’insuline130-132. Puisque ces bénéfices surviennent très tôt après
la chirurgie, ils ne peuvent être expliqués uniquement par la perte de poids.
4.2 Mécanismes potentiellement impliqués dans l’amélioration de
l’homéostasie du glucose après la DBP
Plusieurs mécanismes ont été soulevés afin d’expliquer l’amélioration précoce de l’homéostasie du glucose après la DBP. Tout d’abord, la restriction calorique sévère que subissent les patients dans les jours et semaines suivant la chirurgie peut être en cause. Plourde et al. ont montré qu’une restriction calorique de 3 jours, similaire à celle imposée chez les patients après la DBP, améliorait la sensibilité hépatique à l’insuline et la fonction des cellules bêta du pancréas de façon comparable à la chirurgie133. En second lieu, l’augmentation de la réponse
hormonale des incrétines, soit du GLP-1 et du GIP, pourrait également jouer un rôle. Ces hormones sont sécrétées en réponse au passage d’aliments dans l’intestin grêle afin de stimuler la sécrétion d’insuline par le pancréas. Puisque le GLP-1 est sécrété par les cellules de l’iléon (section terminale de l’intestin grêle), sa sécrétion est généralement augmentée suite à la DBP. En revanche, la sécrétion du GIP par le duodénum (section proximale de l’intestin grêle) est habituellement diminuée après cette chirurgie21,129,131. Bien que
controversée, l’augmentation du GLP-1 pourrait être l’un des mécanismes partiellement responsables de l’amélioration de l’homéostasie du glucose après la DBP129,132,133. D’autres mécanismes potentiellement
été peu étudiés, notons entre autres les changements dans la composition et la sécrétion des acides biliaires, l’altération du microbiote intestinal et l’augmentation de l’activité du tissu adipeux brun19,134.
4.3 Communication inter-organe entre l’os et les organes
impliqués dans l’homéostasie du glucose
Des études précliniques ont exposé un rôle potentiel de l’os et du remodelage osseux dans la régulation de l’homéostasie du glucose. En effet, l’os est depuis peu considéré comme un organe endocrine, c’est-à-dire qu’il sécrète des hormones dans la circulation sanguine, lesquelles agissent à titre de messagers biochimiques pour réguler de nombreuses fonctions de l’organisme et assurer l’homéostasie de plusieurs systèmes34,135,136. Cette
régulation serait orchestrée par l’ostéocalcine, une hormone protéique spécifique au tissu osseux et sécrétée lors de la formation osseuse par les ostéoblastes (ostéocalcine intacte). Lors du remodelage osseux, l’augmentation de la résorption osseuse crée un environnement hautement acide qui facilite le détachement d’un groupement carboxyle sur l’ostéocalcine (ostéocalcine décarboxylée – la forme métaboliquement active)137,
lui permettant ainsi d’agir sur différents organes et tissus responsables du maintien de l’homéostasie du glucose. En effet, chez la souris, l’ostéocalcine décarboxylée stimule la sécrétion d’insuline par les cellules bêta du pancréas et améliore la sensibilité à l’insuline au niveau du foie, du tissu adipeux et du muscle138-140.
Effets de l’ostéocalcine décarboxylée sur la sécrétion d’insuline et la fonction des cellules bêta pancréatiques
L’ostéocalcine décarboxylée a plusieurs effets biologiques indépendants sur les cellules bêta pancréatiques, résultant en une augmentation de la sécrétion d’insuline en réponse à une charge glycémique. Elle stimule la prolifération des cellules bêta du pancréas en agissant directement sur l’expression du gène impliqué dans leur division cellulaire141. L’ostéocalcine agit également en stimulant la production et la sécrétion d’insuline selon
deux voies distinctes. Premièrement, elle stimule directement la libération de l’insuline emmagasinée dans les cellules bêta. Deuxièmement, l’ostéocalcine favorise l’expression de deux gènes responsables de la production de l’insuline141,142. Ces deux effets dépendent de la présence du récepteur GPRC6A sur la surface des cellules
bêta. Enfin, cette hormone osseuse favoriserait aussi la sécrétion d’insuline indirectement via la libération du GLP-1143,144.
Effets de l’ostéocalcine décarboxylée sur la sensibilité à l’insuline dans divers tissus et organes
Dans le tissu adipeux, l’ostéocalcine décarboxylée permet une augmentation de la sensibilité à l’insuline. Les mécanismes sous-jacents sont encore incertains, mais des évidences suggèrent qu’elle pourrait réguler la sensibilité à l’insuline via l’adiponectine33,138,145. Dans le muscle squelettique, l’ostéocalcine est associée à une
augmentation de la genèse des mitochondries et à la régulation des gènes impliqués dans la thermogenèse, résultant en une élévation de la dépense énergétique. L’ostéocalcine favoriserait aussi la capture du glucose
par les cellules musculaires via une augmentation de la sensibilité à l’insuline au niveau du muscle squelettique et la stimulation de la translocation des transporteurs du glucose GLUT4 sur la membrane des cellules musculaires34,146. Dans le foie, l’ostéocalcine préviendrait l’accumulation de lipides et l’inflammation, et
augmenterait la sensibilité à l’insuline147,148. Somme toute, bien que la plupart de ces études aient été réalisées
chez la souris, elles supportent un rôle de l’ostéocalcine décarboxylée dans la sécrétion d’insuline et l’amélioration de la sensibilité à l’insuline dans le tissu adipeux, le muscle et le foie (Figure 6).
Figure 6. Les diverses fonctions proposées de l’ostéocalcine décarboxylée sur la sécrétion et la sensibilité à l’insuline. Ostéocalcine décarboxylée ↑ Sensibilité à l’insuline ↓ Accumulation de lipides ↓ Inflammation ↑ Adiponectine ↑ Sensibilité à l’insuline ↑ Sensibilité à l’insuline ↑ Synthèse des mitochondries ↑ Capture du glucose
↑ Synthèse de l’insuline ↑ Prolifération des cellules bêta