Impact de la protéine de morue sur la sensibilité à l'insuline, le métabolisme du glucose et divers marqueurs cardiovasculaires chez des femmes atteintes du syndrome des ovaires polykystiques

UNIVERSITE

3

IAVAL

IMPACT DE LA PROTEINE DE MORUE SUR LA

SENSIBILITÉ À LTNSULINE, LE MÉTABOLISME DU

GLUCOSE ET DIVERS MARQUEURS

CARDIOVASCULAIRES CHEZ DES FEMMES

ATTEINTES DU SYNDROME DES OVAIRES

POLYKYSTIQUES

Québec, Canada

Résumé

Ce mémoire présente les travaux dont l'objectif était de comparer les effets de la protéine de morue à ceux d'autres protéines animales sur la sensibilité à l'insuline, le métabolisme du glucose et divers marqueurs cardiovasculaires chez des femmes présentant un syndrome des ovaires polykystiques. Neuf femmes ont consommé pendant trois mois un régime alimentaire semi-contrôle incluant un repas par jour composé de protéine de morue et un régime similaire contenant des protéines provenant du boeuf, du porc, du veau, des oeufs et des produits laitiers (BPVOL), dans un dispositif de type chassé-croisé. Durant le test d'hyperglycémie provoquée par voie orale (HGPO), les niveaux de glucose et d'insuline étaient abaissés principalement au cours des 30 premières minutes suite à la consommation de protéine de morue comparativement aux autres protéines animales. La sensibilité à l'insuline et le profil lipidique sont demeurés inchangés. Nos résultats suggèrent qu'au cours de la phase initale d'un HGPO, la consommation d'un repas de morue par jour peut entraîner une meilleure réponse glycémique et insulinémique chez ces femmes.

Avant-propos

Dans ce mémoire, vous retrouverez les travaux effectués au cours de mes deux années d'étude à la maîtrise sous la supervision d'Hélène Jacques. Pendant ce projet de recherche, j'ai d'abord collaboré à la planification et à la formulation des deux menus expérimentaux. J'ai également participé au recrutement des participantes (rencontre préalable pour évaluer l'éligibilité des femmes intéressées au projet de recherche), à la majorité des rencontres en pré et post intervention pour chacune des deux périodes expérimentales ainsi qu'au suivi des participantes. Avec l'aide des membres de l'équipe, j'ai aussi contribué à la préparation des repas. De plus, j'ai réalisé, pour en grande partie, les analyses statistiques et l'interprétation des données, qui ont mené à la rédaction d'un article scientifique intitulé Impact of cod protein on measures of glucose metabolism in women with polycystic ovary syndrome, dont je suis la première auteure. Ce dernier sera soumis à la revue scientifique European Journal of Clinical Nutrition.

Plusieurs personnes ont été une source d'inspiration et m'ont aidé tout au long de ce projet de recherche, je tiens donc à les remercier. Merci spécialement à ma directrice, Hélène Jacques, qui par sa rigueur scientifique et ses précieux conseils, m'a permis de cheminer au niveau de mes connaissances tout en développant mon esprit critique. Merci pour le temps qui m'a été consacré malgré un horaire parfois chargé et pour l'oreille attentive tout au long de ma maîtrise. Sans toi, ce mémoire n'aurait certainement pas vu le jour. Je remercie par le fait même mon co-directeur, John Weisnagel, pour son expertise,

ses judicieux commentaires et ses réponses à mes questions.

Je souhaite également exprimer ma gratitude envers Julie Marois et Nadine Leblanc, professionnelles de recherche, pour leur implication et leur aide ainsi qu'au reste de l'équipe : Junio Dort, Eisa Patricia Olivares Navarrete et les étudiantes qui ont contribué au projet, Joannie Bolduc, Martine Paquette, Marie-Pier Laroche, Marjorie Lachance, Vicky Rousseau et Julie Maltais-Giguère. Un merci particulier à Julie Marois pour sa disponibilité et pour avoir répondu à mes nombreuses interrogations. Même si tu avais parfois l'impression de ne pas me donner de réponses précises, celles-ci m'ont fait avancer dans

ma réflexion. Je tiens également à te remercier pour le côté gestion du projet. Je sais que ça n'a pas nécessairement été toujours facile, mais tu y es arrivé. Merci également à tout le personnel du CHUL et de 1TNAF, plus particulièrement Danielle Aubin et Steeve Larouche. Je remercie mes collègues de bureau pour vos folies et les soirées qui ont été bien appréciées dans les moments de stress, mais aussi pour vos conseils et votre aide. Enfin, un gros merci aux participantes du projet, car sans elles, je n'aurais pu compléter ma maîtrise.

Je désire aussi exprimer ma reconnaissance et ma gratitude envers l'Association canadienne du diabète pour avoir subventionné le projet de recherche ainsi qu'à Diabète Québec et le Fonds Jean-Paul-Houle pour les bourses de maîtrise qui m'ont été octroyées.

Finalement, je voudrais remercier du fond du cœur mes parents pour leur contribution, mais également pour m'avoir toujours poussée à aller plus loin et m'avoir encouragée tout au long de mes études. Je n'oublie pas mon conjoint pour sa patience ainsi que mes proches et amis qui m'ont également soutenue lors des jours plus difficiles. Je vous suis, à tous et à toutes, très reconnaissante. Merci!

Table des matières

R é s u m é iii A v a n t - p r o p o s v Table des matières ix

Liste des tableaux xi Liste des figures xiii

Liste des abréviations xv C h a p i t r e 1: I n t r o d u c t i o n générale 1

C h a p i t r e 2: Revue de la littérature 5 2.1 Métabolisme du glucose et de l'insuline 5

2.1.1 Homéostasie du glucose 5 2.1.2 Sécrétion et libération de l'insuline 6

2.1.3 Signalisation normale de l'insuline 7

2.1.4 Résistance à l'insuline 8 2.2 Maladies cardiovasculaires et facteurs de risque 9

2.2.1 Marqueurs lipidiques 10 2.2.1.1 Le cholestérol total et le cholestérol des LDL 10

2.2.1.2 Les triglycérides 11 2.2.1.3 Le cholestérol des HDL 11

2.3 Manifestations cliniques du syndrome des ovaires polykystiques 12

2.3.1 Perturbations hormonales 13

2.3.2 Infertilité 15 2.3.3 Surplus de poids 16

2.3.4 Dyslipidémies et risque cardiovasculaire 17 2.3.5 Résistance à l'insuline et risque de diabète 18

2.3.5.1 Mécanismes reliés à la résistance à l'insuline chez ces femmes 18

2.4 Prévention et traitement 20 2.4.1 Perte de poids et activité physique 20

2.4.2 Traitements pharmacologiques 22 2.4.2.1 Metformine et thiazolidinediones 22

2.4.3 Alimentation 23 2.5 Les protéines dans l'alimentation 24

2.5.1 Teneur en protéines 25 2.5.2 Source de protéines 26 2.6 Poisson, diabète et maladies cardiovasculaires 27

2.6.1 Acides gras polyinsaturés oméga-3 28 2.6.1.1 Effets sur la sensibilité à l'insuline et le métabolisme du glucose....28

2.6.1.2 Effets sur le profil cardiovasculaire 29

2.7 La protéine de poisson maigre 30 2.7.1 Effets sur la sensibilité à l'insuline et le métabolisme du glucose 30

2.7.2 Effets sur le profil cardiovasculaire 31

2.8 Composition en acides aminés 32 2.8.1 Effets sur la sensibilité à l'insuline et le métabolisme du glucose 33

2.8.1.1 Taurine 33 2.8.1.2 Arginine 33 2.8.1.3 Acides aminés à chaînes ramifiées 34

2.8.2 Effets sur le profil cardiovasculaire 34

2.8.2.1 Taurine 34 2.8.2.2 Arginine et acides aminés essentiels 34

Chapitre 3: Objectifs et hypothèses 37 Chapitre 4: Impact of cod protein on measures of glucose metabolism

in women with polycystic ovary syndrome 39

4.1 Résumé 40 4.2 Abstract 41 4.3 Introduction 42 4.4 Subjects and methods 43

4.4.1 Subjects 43 4.4.2 Experimental design 44

4.4.3 Dietary treatment 44 4.4.4 Anthropometric measurements and blood pressure 45

4.4.5 Blood analyses 46 4.4.6 Hyperinsulinemic-euglycemic clamp 46 4.4.7 OGTT 47 4.4.8 Lipid parameters 47 4.4.9 Data analysis 47 4.5 Results 48 4.5.1 Subjects 48

4.5.2 Food diaries and physical activity questionnaire 49 4.5.3 Anthropometric measures and blood pressure 49

4.5.4 Euglycemic-hyperinsulinemic clamp 49 4.5.5 OGTT 49 4.5.6 Lipid parameters 51 4.6 Discussion 51 4.7 Acknowledgements 54 4.8 References 64 Chapitre 5: Discussion générale et conclusion 69

5.1 Premier et deuxième objectifs spécifiques 70

5.2 Troisième objectif spécifique 75 5.3 Forces et limites de l'étude 76

5.4 Conclusion générale 78 5.5 Perspectives futures 78 Bibliographie des chapitres 1, 2, 3 et 5 81

Liste des tableaux

Table 4.1 Calculated amounts of energy, carbohydrates, protein, fat and fibers in the

BPVEM and CP experimental meals from a 14-d menu 57 Table 4.2 Physical and clinical characteristics of the subjects at baseline 58

Table 4.3 Calculated amounts of energy, carbohydrates, protein, fat, fibers and sodium from 3-day food diaries before (pre) and after (post) intake of BPVEM and CP

experimental diets 59 Table 4.4 Physical characteristics of the subjects before (pre) and after (post) intake of

BPVEM and CP experimental diets 60 Table 4.5 Insulin-stimulated glucose disposal rate {M) and insulin sensitivity index

(M/T) during the hyperinsulinemic-euglycemic clamp before (pre) and after (post)

intake of BPVEM and CP experimental diets 61 Table 4.6 Glucose, insulin and C-peptide incremental area under the curve (IAUC) for

the first 15, 30, 60 and 120 minutes before (pre) and after (post) intake of BPVEM and

CP experimental diets 63 Table 4.7 Serum lipid concentrations before (pre) and after (post) intake of BPVEM

Liste des figures

Figure 2.1 Voies de signalisation de l'insuline 8 Figure 2.2 Facteurs de risque cardiovasculaire 10 Figure 2.3 Manifestations cliniques et conséquences du SOPK, en résumé 13

Chapitre 4

Figure 4.1 Flowchart 56 Figure 4.2 Variations in serum (A) glucose, (B) insulin and (C) C-peptide at 0, 15, 30,

60 and 120 min during the OGTT before (pre) and after (post) intake of BPVEM and CP experimental diets. Values are means ± SEM. *P < 0.05 and +0.05 < P < 0.10 refer to comparisons between changes induced by the CP diet compared with the BPVEM

Liste des abréviations

Acides aminés esssentiesl (essentials amino acids)

Adenosine diphosphatase

Adenosine monophosphate cyclique Adenosine triphosphate

Accident vasculaire cérébral

Acides aminés à chaînes ramifiées (branched-chain amino acids)

Mél.ange de diverses sources de protéines animales (bœuf, porc, veau,

œufs, lait et produits laitiers) (beef pork, veal, eggs, milk and milk products)

Protéine de morue (codprotein)

Acide docosahexaénoïque (docosahexaenoic acid) Déhydroépiandrostérone (dehydroepiandrosterone)

Sulfate de déhydroépiandrostérone (dehydroepiandrosterone sulfate) Dihydrotestostérone

Synthase de l'oxyde nitrique endothéliale (endothelial nitric oxide synthase)

Acide eicosapentaénoïque (eicosapentaenoic acid)

Hormone folliculo-stimulante (follicle-stimulating hormone) Transporteur de glucose (glucose transporter)

Glycogène synthase kinase 3 (glycogen synthase kinase 3) Hémoglobine glyquée (glycated hemoglobin)

Lipoprotéine de haute densité (high density lipoprotein) Sous-fractions de la lipoprotéine de haute densité

Test d'hyperglycémie provoquée par voie orale (oral glucose tolerance test)

Hydroxy-3-méthylglutaryl Co A reductase (3-hydroxy-3 methylglutaryl-coenzyme A)

Homeostatis model assessment of insulin resistance

Aire sous la courbe incrémentale (incremental area under the curve) Lipoprotéine de densité intermédiaire (intermediate density

lipoprotein)

Glycémie à jeun altérée (impaired fasting glucose)

Glycémie 120 minutes altérée (impaired glucose tolerance) Indice de masse corporelle (body mass index)

Substrats du récepteur de l'insuline (insulin receptor substrate) Lécithine: cholestérol acyltransferase

Lipoprotéine de faible densité (low density lipoprotein) Hormone lutéinisante (luteinizing hormone)

Lipoprotéine lipase

Captation du glucose sanguin (glucose disposai rate) Sensibilité à l'insuline (insulin sensivity)

Mammalian target of rapamycin/rïbosomal S6 kinase Oxyde nitrique (nitric oxide)

PAF-AH PDX-1 PI3K PKB/Akt PON PPAR-gamma PUFA S6K1 SHBG SOPK/PCOS VLDL WHR

Acétylhydrolase facteur d'activation des plaquettes (platelet-activating factor acetylhydrolase)

Pancreas duodenum homeobox-1

Phosphatidylinositol 3-kinases (phosphatidylinositol 3-kinase) Protéine kinase B (protein kinase B)

Paraoxanase

Récepteur activé par les proliférateurs de peroxysomes (peroxisome proliferator-activated receptor)

Acide gras polyinsaturé (polyunsaturatedfatty acids)

Protéine kinase ribosomale p70 S6 (p 70 ribosomal protein S6 kinase) Globuline se liant aux hormones sexuelles (sex hormone-binding

globulin)

Syndrome des ovaires polykystiques (polycystic ovary syndrome) Lipoprotéine de très faible densité (very low density lipoprotein) Ratio tour de taille/tour de hanches (waist-to-hip ratio)

Chapitre 1 Introduction générale

Le diabète, une affection caractérisée par une carence ou un défaut d'utilisation de l'insuline, est une maladie insidieuse dont la prévalence ne cesse d'augmenter à l'échelle planétaire. Il a été estimé qu'en 2003, 194 millions d'individus étaient atteints de diabète et que ce chiffre pourrait doubler d'ici l'an 2025 (Wild et al., 2004). Les causes du diabète de type 2 sont nombreuses, et dans bien des cas, de multiples facteurs contribuent à son apparition. Parmi ceux-ci, l'obésité (Bonadonna et al., 1990), tout comme la sédentarité (Helmerhorst et al., 2009), sont maintenant bien connues. Un autre facteur de risque un peu plus oublié, mais pouvant y contribuer, est la présence du syndrome des ovaires polykystiques (SOPK) chez les femmes {American Diabetes Association (ADA), 2010).

Le SOPK, ou communément appelé syndrome de Stein-Leventhal, touche environ 5 à 10% des femmes en âge de procréer (Ehrmann, 2005). Son diagnostic est établi par la présence d'au moins deux des trois critères suivants: 1. Oligoménorrhée (< 8 menstruations/an) ou aménorrhée, 2. Hyperandrogénie (testosterone > 1,5 nmol/L et/ou androstènedione > 10 nmol/L), et 3. Présence de microkystes ovariens (> 12 follicules) (Rotterdam ESHRE/ASRM, 2004). Bien que la cause exacte à l'origine du SOPK ne soit pas encore élucidée, la présence de la résistance à l'insuline semble contribuer grandement à son développement (Dunaif, 1997). Ce défaut de la sensibilisation tissulaire à l'insuline serait associé, d'une part, à un risque supérieur de diabète de type 2 (American Diabetes Association (ADA), 2010), et d'autre part, au développement de dyslipidémies (Pansuria et

al., 2012). Par conséquent, le traitement de la résistance à l'insuline pourrait être une stratégie de choix pour réduire le risque de diabète de type 2, mais aussi de maladies cardiovasculaires chez ces femmes.

Dans l'optique d'améliorer le profil de santé de ces femmes, plusieurs moyens, tels que la perte de poids et l'utilisation de traitements pharmacologiques, ont été proposés. Cependant, très peu d'études se sont attardées à l'aspect nutritionnel. Or, il a été démontré

que les habitudes alimentaires ont un impact majeur sur la sensibilité à l'insuline (Liu et al., 2009) ainsi que sur le risque cardiovasculaire (Kerver et al., 2003; Fung et al., 2001). Parmi les aliments faisant partie d'une saine alimentation, on retrouve notamment le poisson, qui est bien connu pour ses effets bénéfiques sur la santé, y compris sur la sensibilité à l'insuline, le métabolisme du glucose (Nkondjock et Receveur, 2003; Patel et al., 2009) et surtout le profil cardiovasculaire (Larsson et al., 2011). Les nombreux effets positifs générés par sa consommation ont d'abord été attribués à sa teneur en acides eicosapentaénoïque (EPA) et docosahexaénoïque (DHA). Toutefois, bien que ces acides gras polyinsaturés n-3 puissent jouer un rôle important sur la santé cardiovasculaire, il a été proposé que la protéine, un autre nutriment présent en grande quantité dans le poisson, ait aussi un impact sur les effets observés. Plusieurs études effectuées dans nos laboratoires ont d'ailleurs démontré les effets bénéfiques de la protéine de morue sur le développement de la résistance à l'insuline chez des rats (Lavigne et al., 2001) ainsi que sur la réponse glycémique et insulinémique (Lavigne et al., 2000). En outre, nous avons récemment constaté que la protéine de morue, comparativement à d'autres protéines animales, provoquait une augmentation de 30% de la sensibilité à l'insuline (Ouellet et al., 2007) et une diminution de 24% de la protéine C-réactive (Ouellet et al., 2008) chez des hommes et des femmes insulino-résistants.

Ainsi, à la lumière des effets positifs observés suite à la consommation de protéine de poisson, plus particulièrement chez l'humain, nous avons énoncé l'objectif de vérifier l'impact de la consommation de protéine de morue comparativement à d'autres protéines animales (bœuf, porc, veau, œufs et produits laitiers) sur la sensibilité à l'insuline, le métabolisme du glucose ainsi que sur le profil lipidique chez des femmes atteintes du SOPK. Pour ce faire, une intervention nutritionnelle semi-contrôlée incluant un repas par jour pendant trois mois a été effectuée selon un dispositif de type chassé-croisé.

Le prochain chapitre exposera donc une revue de la littérature portant à la fois sur le métabolisme du glucose et de l'insuline, les facteurs de risque cardiovasculaire, les manifestations cliniques du SOPK ainsi que les stratégies de prévention et de traitement de ce désordre endocrinien, pour enfin discuter des effets de la consommation des protéines

dans l'alimentation, et plus spécifiquement, du rôle de la protéine de poisson et des acides aminés en lien avec la sensibilité à l'insuline, le métabolisme du glucose et le profil lipidique. Un article qui sera soumis à la revue scientifique European Journal of Clinical Nutrition est ensuite présenté au chapitre 4. Finalement, une conclusion générale ainsi que des perspectives futures émanant de mes résultats de recherche seront présentées.

Chapitre 2

Revue de la littérature

Le glucose est un nutriment essentiel pour plusieurs tissus comme les erythrocytes, la médullaire rénale et le cerveau. Un apport continu en glucose constitue donc une condition indispensable à notre survie. La glycémie doit ainsi être finement régulée afin de maintenir l'homéostasie glycémique au sein de l'organisme, et ce, notamment par l'intermédiaire de l'insuline.

2.1.1 Homéostasie du glucose

L'homéostasie est contrôlée principalement par deux hormones: l'insuline, qui permet de diminuer le taux de glucose dans le sang, et le glucagon, un antagoniste de l'insuline qui tend à ramener la glycémie dans les valeurs normales lorsque celle-ci est abaissée (Gallagher et al., 2010). Immédiatement après un repas, l'insuline est sécrétée par les cellules du pancréas, à savoir les cellules P des îlots de Langerhans, en réponse à l'élévation du taux de glucose sanguin (Gallagher et al., 2010). Celle-ci augmente alors la captation du glucose par les cellules sensibles tout en diminuant la glycogénolyse et la gluconéogenèse (Gallagher et al., 2010), évitant ainsi un apport simultané de glucose au niveau endogène et exogène, et par le fait même, une hyperglycémie. Lorsqu'il est en excès, le glucose est transformé en glycogène principalement dans le foie et les muscles squelettiques ainsi qu'en triglycérides dans le foie et le tissu adipeux. À l'opposé, quand la glycémie baisse, comme c'est le cas entre les repas, les cellules a des îlots de Langerhans du pancréas sécrètent alors le glucagon qui à son tour entraîne l'hydrolyse du glycogène, l'activation de la glycogénolyse et de la gluconéogenèse, permettant ainsi la libération de glucose dans le sang dans le but de fournir un apport suffisant en glucose aux cellules qui en ont besoin rapidement (Gerich, 2000).

Les protéines intrinsèques impliquées dans la captation cellulaire du glucose sont appelées transporteurs de glucose, ou en abrégé GLUT. Il existe plusieurs isoformes des

transporteurs de glucose. Dans l'ensemble, ceux-ci ont tous une structure en commun. Cependant, chacun d'entre eux jouent un rôle spécifique dans le métabolisme du glucose (Gropper et al., 2009). Parmi ceux-ci on retrouve notamment les transporteurs de glucose GLUT2 au niveau du pancréas et le GLUT4, un transporteur majeur présent dans les muscles striés ainsi que dans le tissu adipeux. Ce dernier est le principal responsable du transport de glucose dont l'action passe par l'insuline. Étant donné qu'il est très sensible à l'insuline, une élévation rapide de sa concentration sur la membrane plasmique se produit en réponse à cette hormone. C'est en induisant la translocation de GLUT4 à partir des vésicules à la membrane plasmique qu'il y a une augmentation rapide de la captation du glucose (Gropper et al., 2009; Karlsson et Zierath, 2007; Joost et Thorens, 2001).

2.1.2 Sécrétion et libération de l'insuline

Lorsque la glycémie augmente, le glucose pénètre d'abord dans les cellules p pancréatiques via l'intermédiaire des transporteurs de glucose GLUT2. Ces derniers jouent un rôle primaire en permettant, par transport facilité, l'entrée du glucose dans les cellules P du pancréas, et ce, indépendamment de l'insuline (Thorens et Mueckler, 2010).

Une fois le glucose à l'intérieur des cellules P, celui-ci est métabolisé, provoquant ainsi la production accrue d'intermédiaires phosphorylés à haute énergie (ATP), et par le fait même, l'élévation du rapport adenosine diphosphatase (ADP)/ATP. Ce rapport modifié conduit à la fermeture des canaux K+ ATP-dépendants, augmentant alors sa charge positive, et entraînant en conséquence une dépolarisation cellulaire et l'ouverture des canaux calciques. Cette augmentation, de concert avec des messagers secondaires (comme l'AMPc), aboutit à la stimulation de l'exocytose des grains de sécrétion d'insuline. L'insuline est alors produite par les cellules P des îlots de Langerhans du pancréas sous forme de pro-insuline qui, juste avant d'atteindre la circulation sanguine, est dissociée en insuline et en C-peptide (Magnan et Ktorza, 2005).

2.1.3 Signalisation normale de l'insuline

Une fois sécrétée, l'insuline favorise l'entrée de glucose dans les tissus musculaires, adipeux et hépatiques. Afin de provoquer ses effets sur le métabolisme, une cascade moléculaire permettant la transmission des signaux de l'insuline à l'intérieur de la cellule est nécessaire (voir Figure 2.1). Pour ce faire, l'insuline doit d'abord se lier à un récepteur spécifique. Ce dernier est composé de deux dimères reliés entre eux par des ponts disulfures ainsi que d'une sous-unité a et P (Pessin et Saltiel, 2000; Diamanti-Kandarakis et Papavassiliou, 2006; Dunaif, 1997). Lorsque l'insuline se lie à son récepteur, cela provoque, probablement par l'intermédiaire d'un changement au niveau de la conformation, l'activation de la tyrosine kinase, conduisant à l'autophosphorylation des résidus tyrosine de la sous-unité P (Gallagher et al., 2010; Dunaif, 1997). Il en résulte une phosphorylation des substrats du récepteur de l'insuline 1 et 2 (1RS 1/2) (Gallagher et al., 2010; Dunaif, 1997). Ces derniers sont composés d'une unité régulatrice p85 ainsi que d'une sous-unité catalytique pi 10. Lorsque les 1RS 1/2 sont phosphorylés, ceux-ci interfèrent avec la sous-unité p85, ce qui active à son tour la sous-unité catalytique pi 10 et la phosphatidylinositol 3-kinase (PI3K). L'activation de la PI3K conduit alors à la phosphorylation de la protéine kinase B (PKB), aussi connue sous le nom de Akt, qui à son tour phosphorylé la glycogène synthase kinase-3 (GSK-3), qui entraîne ensuite une inhibition de l'activité de la GSK-3 et une augmentation de la synthèse de glycogène. L'activation de PI3K conduit finalement à la translocation du GLUT4 à la surface cellulaire, ce qui entraîne l'entrée du glucose dans la cellule (Diamanti-Kandarakis et Papavassiliou, 2006; Pessin et Saltiel, 2000; Rains et Jain, 2011).

Récepteur de l'insuline _Insuline Glucose

Synthèse de

ghcogène ( f A k t P K B ^ )

Figure 2.1 Voies de signalisation de l'insuline. Adaptée de Diamanti-Kandarakis et Papavassiliou (2006) ainsi que de Dunaif (1997).

2.1.4 Résistance à l'insuline

La résistance à l'insuline, caractérisée par un défaut d'action de l'insuline principalement dans le foie (résistance à l'insuline hépatique) ou dans le muscle squelettique et le tissu adipeux (résistance à l'insuline périphérique), joue un rôle majeur dans le développement du diabète de type 2 (Matthaei et al., 2000; Abdul-Ghani et DeFronzo, 2010). En présence d'insulino-résistance, le pancréas continue à sécréter de l'insuline. Cependant, les tissus ne répondent plus adéquatement à cette hormone. Ce faisant, bien que la sécrétion d'insuline ait toujours lieu, l'entrée du glucose dans les cellules diminue, provoquant ainsi une accumulation dans la circulation sanguine. Afin de maintenir la glycémie à un taux normal, le pancréas compense donc en sécrétant des quantités accrues d'insuline. Après quelques années, le pancréas finit par « s'épuiser », les cellules P du pancréas deviennent inefficaces et un diabète de type 2 se développe alors (Petersen et Shulman, 2002).

Au niveau moléculaire, un des mécanismes le plus étudié qui jouerait un rôle important dans la pathogénése de l'insulino-résistance a trait à l'accumulation de lipides dans le muscle squelettique et le foie (Savage et al., 2005), résultant par exemple d'un relâchement d'acides gras libres par le tissu adipeux, d'une synthèse augmentée de ces acides gras dans ces tissus ou d'un dysfonctionnement au niveau mitochondrial. En fait, il a été rapporté que cela provoquerait un défaut de la cascade de signalisation de l'insuline au niveau de

l'IRS-1, et également au niveau de la phosphorylation de l'IRS-2 dans le foie. Cette inhibition de la phosphorylation de 1TRS-1 conduirait à son tour à l'inhibition de la PI3K, provoquant ainsi une diminution de la synthèse de glycogène, du transport du glucose et par le fait même de la captation du glucose (Abdul-Ghani et DeFronzo, 2010; Savage et al., 2005).

2.2 Maladies cardiovasculaires et facteurs de risque

L'athérosclérose, pathologie caractérisée par une accumulation de dépôts graisseux dans la paroi interne des grosses et moyennes artères, est bien souvent à l'origine des maladies cardiovasculaires, d'où l'importance de connaître ses facteurs de risque.

Plusieurs facteurs ont été identifiés comme ayant un impact négatif majeur sur le risque cardiaque. Parmi ceux-ci, il y a notamment la sédentarité, pouvant se manifester par un surplus pondéral, mais aussi la résistance à l'insuline, l'hypertension, l'âge et le tabagisme (voir Figure 2.2) (Ferrières, 2010). De plus, non seulement les lipoprotéines auraient un rôle à jouer dans la pathogenèse des maladies cardiovasculaires, mais l'inflammation contribuerait également en favorisant l'initiation ainsi que le développement de l'athérosclérose (Libby, 2006; Libby, 2002). Toutefois, dans le cas présent, nous nous attarderons seulement aux marqueurs lipidiques.

Résistance à l'insuline Surplus de poids/obésité Tabac, sédentarité Risque cardiovasculaire Hypertension 71 LDL /■Triglycérides Nj HDL Age, sexe Histoire familiale

Figure 2.2 Facteurs de risque cardiovasculaire. Adaptée de Ferrières (2010).

2.2.1 Marqueurs lipidiques

Des études épidémiologiques ont rapporté une association positive entre la présence de dyslipidémies et le risque d'événements cardiovasculaires futurs (Arsenault et al., 2009; Ferrières, 2010). Des concentrations élevées en cholestérol des lipoprotéines de faible densité (LDL) et en triglycérides ainsi que de faibles niveaux de cholestérol des lipoprotéines de haute densité (HDL) sont fréquemment associés à un risque accru.

2.2.1.1 Le cholestérol total et le cholestérol des LDL

Le cholestérol total et le cholestérol des LDL ne sont pas associés au risque de mortalité de manière identique. Certaines études ont démontré une relation positive entre le taux de cholestérol et le risque de mortalité par maladies cardiovasculaires (Wong et al., 1991; Law et al., 1994), mais le cholestérol des LDL augmenterait davantage le risque. Ce serait l'oxydation de ces particules qui jouerait un rôle important dans le développement et la progression de l'athérosclérose en promouvant l'accumulation d'esters de cholestérol, la formation de cellules spumeuses et la rétention des monocytes dans l'intima (Jialal et

Devaraj, 1996). Par ailleurs, plus la concentration sanguine des LDL serait élevée, plus le risque d'athérosclérose augmenterait, et ce, en particulier lorsque ces particules seraient petites et denses (National Cholesterol Education Program (NCEP), 2002). Il y aurait effectivement une association entre l'apparition de la plaque, la taille et le diamètre des particules de LDL (Hulthe et al., 2000). Fait intéressant, il a été rapporté que l'abaissement du taux de cholestérol des LDL de seulement 1 mmol/L chez des hommes et des femmes étant à risque élevé d'événements vasculaires permettait de réduire le risque d'événements majeurs de 23% (Heart Protection Study Collaborative Group, 2011).

2.2.1.2 Les triglycérides

Plusieurs études ont également trouvé une association positive entre le niveau de triglycérides et le risque cardiovasculaire, en particulier dans un contexte où le taux de HDL était faible (Cesari et al., 2003; Criqui et al., 1993), car les voies métaboliques de ces deux particules seraient inter-reliées. Une augmentation de l'un entraînerait ainsi généralement une diminution de l'autre (Antonios et al., 2008). Il a été rapporté qu'une élévation des triglycérides de l'ordre de 1 mmol/L accroissait d'environ 30% et 70% le risque de maladies cardiovasculaires chez les hommes et les femmes, respectivement. Même après ajustement pour le cholestérol des HDL, une augmentation significative du risque de maladies cardiovasculaires était observée à la fois pour les hommes et les femmes (Abdel-Maksoud et Hokanson, 2002; Austin et al., 1998). Par ailleurs, une concentration élevée en triglycérides serait également associée à des LDL plus petites, plus denses et davantage athérogènes (Abdel-Maksoud et Hokanson, 2002). Les triglycérides auraient aussi un effet sur le risque de thrombose en altérant le système de coagulation ainsi qu'en augmentant la viscosité du plasma (Antonios et al., 2008). Il faut cependant préciser que certains n'ont pas observé d'association entre les triglycérides et le risque cardiovasculaire (Briel et al., 2009). Pour d'autres, un lien était observé seulement lorsque la concentration en triglycérides excédait 1,7 mmol/L (Pelkonen et al., 1977).

2.2.1.3 Le cholestérol des HDL

Le cholestérol des HDL est connu pour ses effets bénéfiques sur le système cardiovasculaire. Il a été démontré qu'une augmentation d'aussi peu que 0,026 mmol/L par

rapport à la valeur de base était associée à une diminution significative de 1,9% du risque d'événements cardiovasculaires majeurs (Laitinen et Manthena, 2010). Son action favorable serait due notamment à une de ses fonctions qui est de transporter le cholestérol vers le foie afin de le recycler ou pour l'excréter dans la bile, un processus appelé transport inverse du cholestérol (Murphy et al., 2008). Par ailleurs, les HDL auraient également des propriétés antioxydantes et auraient la capacité d'augmenter la biodisponibilité de l'oxyde nitrique (NO) via la synthetase de l'oxyde nitrique endothéliale (eNOS), ayant ainsi pour effet d'accroître la vasodilatation des vaisseaux sanguins (Tvfofer et al., 2004). De plus, l'effet protecteur des HDL pourrait aussi être relié non pas à la concentration sanguine de ces particules, mais plutôt à l'abondance des particules de HDL contenant certaines enzymes protectrices, notamment le PAF-acétylhydrolase (PAF-AH) et le paraoxanase (PON) (Watson et al., 1995). Les HDL ainsi que l'apolipoprotéine Al préviendraient et renverseraient même l'activation des monocytes, un événement clé dans l'inflammation vasculaire et l'athérosclérose (Murphy et al., 2008). Cependant, bien que plusieurs effets bénéfiques aient été associés aux HDL, certains ont observé qu'une augmentation de la concentration des HDL circulants ne permettait pas de réduire le risque d'événements coronariens, de décès par maladies cardiovasculaires et de mortalité totale (Briel et al., 2009).

2.3 Manifestations cliniques du syndrome des ovaires polykystiques

Le SOPK peut affecter plusieurs systèmes de l'organisme et provoquer ainsi des conséquences à long terme sur la santé des femmes atteintes (voir Figure 2.3). Il faut préciser toutefois que bien que les femmes atteintes soient considérées comme étant à risque élevé de plusieurs pathologies, les problèmes rencontrés ne se manifestent pas chez la totalité d'entre elles. La présence et la gravité des symptômes diffèrent considérablement d'une femme à l'autre (Dunaif, 1997). Les principaux troubles cliniques ainsi que leurs conséquences seront abordés dans la section suivante.

Résistance à l'insuline (hyperinsulinémie)

SOPK

i

i

i

Figure 2.3 Manifestations cliniques et conséquences du SOPK, en résumé. Inspirée de Baranova et al. (2011).

2.3.1 Perturbations hormonales

La grande majorité des manifestations perçues chez les femmes atteintes de ce syndrome serait principalement due, selon certains, à un déséquilibre hormonal. Des taux élevés d'androgènes, soit d'androstènedione, de déhydroépiandrostérone (DHEA), de sulfate de déhydroépiandrostérone (DHEAS), de testosterone et de dihydrotestostérone (DHT), seraient considérés comme étant une des composantes les plus importantes du diagnostic du SOPK (Norman et al., 2007). Environ 50 à 90% des femmes atteintes auraient un taux élevé de testosterone circulante (Chang et al., 2005) et 20 à 30% auraient également un taux élevé de DHEAS (Kumar et al., 2005).

Un niveau élevé d'hormones mâles aurait plusieurs conséquences négatives sur la santé de ces femmes. Effectivement, il y aurait existence d'une forte association entre l'hyperandrogénie et l'adiposité abdominale (Diamanti-Kandarakis et al., 2007). Plus spécifiquement, une élévation du taux d'androgènes conduirait à une augmentation de la graisse au niveau de l'abdomen qui elle à son tour accentuerait l'hyperandrogénie, et ainsi de suite (Escobar-Morreale et San Millân, 2007). Ceci est particulièrement inquiétant, car il est maintenant bien connu que l'accumulation au niveau de l'abdomen est fortement corrélée à une augmentation du risque cardiovasculaire (National Cholesterol Education Program (NCEP), 2002). En outre, l'excès d'adiposité, essentiellement abdominale relié à une élévation du taux d'androgènes prédisposerait aussi à l'insulino-résistance. Par ailleurs, l'excès d'androgènes serait également fortement associé à la présence d'anovulation en influençant négativement la maturation du follicule (Webber et al., 2003; Franks et al., 2000). L'hyperandrogénisme et le métabolisme des lipides seraient aussi intimement reliés (Diamanti-Kandarakis et al., 2007). Il a été effectivement observé que les femmes SOPK présentant de l'hyperandrogénisme avaient des taux plus élevés de triglycérides et de LDL ainsi que de plus faibles taux de HDL (Castelo-Branco et al., 2010). Ceci s'expliquerait possiblement par une augmentation de la lipolyse et du relâchement des acides gras dans la circulation par les androgènes (Diamanti-Kandarakis et al., 2007). Chez les femmes SOPK, il y aurait même une relation inverse entre la concentration de testosterone dans le plasma et l'activité de la lipoprotéine lipase (LPL) dans le tissu adipeux, une enzyme hydrolysant les triglycérides (Lithell et al., 1987). Bien qu'il soit documenté que les hormones stéroïdiennes puissent réguler l'activité de la LPL, le processus impliqué ne serait pas encore précis, à savoir s'il est direct ou indirect, et si celui-ci est génomique ou non (Diamanti-Kandarakis et al., 2007). Les mécanismes pathogéniques impliqués n'ont donc pas encore été clairement définis.

Un débalancement au niveau des hormones féminines serait également présent chez les femmes atteintes du SOPK. Une anomalie dans la sécrétion des gonadotrophines serait effectivement observée, se manifestant le plus souvent par une augmentation des concentrations sériques de l'hormone lutéinisante (LH) (Adams et al., 1986; Tosi et al., 2009; Alexander et al., 2009; Rebar et al., 1976; Samy et al., 2009; Gonzalez et al., 2009).

Cette hausse du niveau de LH serait directement liée à un excès d'insuline. Elle aurait également un effet direct sur les troubles ovulatoires éprouvés par ces femmes (Tosi et al., 2009). De plus amples détails en lien avec les taux de LH et l'infertilité sont présents dans la section suivante. En outre, une déficience fonctionnelle de l'action de l'hormone folliculo-stimulante (FSH) semblerait également être présente (Homburg, 2003), bien que la sécrétion de FSH puisse être normale chez certaines d'entre elles (Rebar et al., 1976). Selon Gonzalez et al. (2009), le ratio LH/FSH serait un prédicteur indépendant de l'inflammation, créant ainsi une augmentation du risque d'athérogénèse, et par le fait même, de maladies cardiovasculaires. Lorsque la sécrétion de LH augmente par rapport à la FSH, les ovaires synthétiseraient préférentiellement des androgènes (Torre et Fernandez, 2007).

2.3.2 Infertilité

Beaucoup de femmes ignorent qu'elles sont atteintes du SOPK jusqu'à ce qu'elles tentent d'avoir un enfant. Environ 60% des femmes souffrant de ce syndrome auraient des problèmes de fertilité (Adams et al., 1986), la principale cause étant l'anovulation (Gorry et al., 2006; Homburg, 2003; Norman et al., 2007; Adams et al., 1986). Bien que le mécanisme de l'anovulation soit encore imprécis actuellement, il semblerait toutefois qu'un arrêt prématuré de la croissance du follicule soit typique chez ces femmes. En fait, chez la femme normale, il se retrouve entre 5 à 10 follicules dans chaque ovaire au début du cycle menstruel. Suite à l'augmentation de la sécrétion de FSH, ces follicules se mettent à grossir. Un seul follicule réussit habituellement à dépasser la taille de 10 mm. Alors que les autres follicules dégénèrent, ce follicule, appelé follicule dominant, continue sa croissance. Un pic de LH est subséquemment déclenché entraînant la rupture du follicule et libérant l'ovule. L'ovulation a alors lieu (Franks et al., 2000). Or, chez les femmes atteintes du SOPK, la réponse à la LH se produirait, à tort, dans des petits follicules (8 mm de diamètre), provoquant ainsi l'arrêt du développement d'un follicule mature et causant par le fait même l'infertilité (Franks et al., 2000).

Un autre mécanisme ayant été proposé afin d'expliquer les problèmes de fertilité éprouvés par ces femmes a trait à l'hyperinsulinémie causée par la résistance à l'insuline. On estime qu'environ 30 à 80% des femmes atteintes du SOPK aurait une hypersécrétion

d'insuline (Homburg, 2003) et que cette dernière serait intimement liée à une stimulation excessive de la production d'androgènes par les cellules thécales ovariennes (Ehrmann et al., 1999; Chang et al., 2005). L'hypersécrétion d'insuline serait aussi associée aux anomalies rencontrées au niveau des taux de gonadotrophines (Norman et al., 2007). En fait, il a été suggéré que l'hyperinsulinémie réduirait le taux de globuline se liant aux hormones sexuelles (SHBG) provoquant ainsi une augmentation de la biodisponibilité de la testosterone et contribuant, par le fait même, aux taux anormaux de gonadotrophines. L'insuline activerait également le clivage du complexe 17-hydroxylase, une enzyme clé impliquée dans la production des androgènes (Erhmann, 2005). Cet excès d'androgènes concourrait à son tour à l'anovulation. Par ailleurs, le surplus pondéral contribuerait également à l'hyperinsulinénie.

2.3.3 Surplus de poids

Un excès pondéral est souvent observé chez ces femmes, favorisant ainsi une augmentation des anomalies cliniques et métaboliques (Norman et al., 2007; Diamanti-Kandarakis, 2007 ). L'obésité serait présente chez plus de 30 à 70% d'entre elles (Vrbikova et Hainer, 2009; Azziz et al., 2001) et pour une grande majorité, comme il a été mentionné précédemment, la surcharge pondérale se situerait autour de l'abdomen (Alexander et al., 2009; Vrbikova et al., 2002), ce qui constitue un déterminant majeur de l'hypertension, de la résistance à l'insuline, et par conséquent, d'avoir une hyperinsulinémie, une hyperandrogénie et de développer ultérieurement un diabète de type 2 (Diamanti-Kandarakis, 2007). De plus, puisque les femmes atteintes de ce syndrome auraient tendance à avoir un ratio taille-hanche plus élevé que la normale, elles seraient également plus à risque de souffrir de dyslipidémies, car les adipocytes situés au niveau central sembleraient exercer un effet négatif sur les lipides sanguins (Yildirim et al., 2003).

La prévalence élevée d'obésité chez ces femmes serait également associée avec le syndrome métabolique. Selon certaines études, le syndrome métabolique serait présent chez environ 45% d'entre elles (Apridonidze et al., 2005; Glueck et al., 2003), accentuant ainsi leur risque d'être atteinte de maladies cardiovasculaires puisqu'il est maintenant bien connu

que le syndrome métabolique contribue à l'augmentation de ce risque (National Cholesterol Education Program (NCEP), 2002).

Les femmes en surplus de poids auraient par ailleurs un risque supérieur de souffrir d'infertilité (Grodstein et al., 1994). Bien que le mécanisme par lequel l'obésité soit liée à une anovulation reste vague, certains changements hormonaux sembleraient être impliqués (Diamanti-Kandarakis et Bergiele, 2001). L'hyperinsulinémie étant associée au surplus pondéral jouerait aussi un rôle clé dans la modification du processus de l'ovulation chez les femmes. Comme mentionné précédemment, la sécrétion excessive d'insuline contribuerait à augmenter la production d'androgènes via son effet sur la 17-hydroxylase et favoriserait des niveaux plus élevés d'androgènes libres par un effet négatif sur la SHBG. Cela aurait pour effet d'augmenter le taux de testotérone libre et la disponibilité des androgènes dans les tissus cibles, contribuant ainsi à l'hyperandrogénie et nuisant à la fertilité de ces femmes. (Diamanti-Kandarakis et Bergiele, 2001).

2.3.4 Dyslipidémies et risque cardiovasculaire

Le risque de développer des problèmes au niveau cardiovasculaire serait élevé chez les femmes atteintes de ce syndrome (Kousta et Franks, 2006). Un problème de dyslipidémies, caractéristique du syndrome métabolique, a notamment été observé. Plus précisément, 65% auraient un taux anormal de lipides sanguins, la prévalence augmentant jusqu'à environ 80% chez celles présentant aussi une résistance à l'insuline (Legro et al., 2001). En fait, une diminution du taux de cholestérol des HDL, une augmentation des triglycérides (Yilmaz et al., 2005; Moradi et al., 2011; Talbott et al., 1995) et la présence de LDL petites et denses seraient retrouvées chez les femmes atteintes du SOPK (Diamanti-Kandarakis et al., 2007; Macut et al., 2008; Dejager et al., 2001). L'athérogénicité du cholestérol des LDL augmenterait continuellement avec la diminution de la taille des particules en augmentant la susceptibilité oxydative des LDL et ce processus serait impliqué dans le développement précoce de l'athérosclérose (Macut et al., 2008). Cependant, plusieurs femmes atteintes, particulièrement celles ne présentant pas de surplus de poids, auraient un profil lipidique normal (Castelo-Branco et al., 2010).

2.3.5 Résistance à l'insuline et risque de diabète

Selon un autre courant de pensées, de plus en plus de chercheurs s'entendent pour dire que le principal problème dans la pathogenèse du SOPK est la résistance à l'insuline. Dans l'ensemble, environ 30 à 40% des femmes atteintes de ce désordre endocrinien développerait une résistance à l'insuline (Ehrmann, 2005; Rotterdam ESHRE/ASRM, 2004; Vrbikova et al., 2007). Il a également été constaté que les femmes obèses atteintes du SOPK avaient des niveaux de glucose significativement plus élevés au cours d'un test d'hyperglycémie provoquée par voie orale (HGPO) par rapport à des femmes contrôles (Vrbikova et al., 2002) de même âge et de même poids (Dunaif, 1997). Environ 20 à 35% seraient intolérantes au glucose (Ehrmann et al., 1999; Dunaif, 1997). Bien qu'il semble y avoir une synergie entre la présence d'obésité et l'intolérance au glucose (Dunaif, 1997), la résistance à l'insuline ne serait pas due uniquement à l'obésité puisqu'elle se retrouverait également chez les femmes ayant un poids normal (Diamanti-Kandarakis et Papavassiliou, 2006). Par ailleurs, selon une étude effectuée sur une période de 31 ans, les femmes atteintes du SOPK seraient plus à risque de diabète de type 2 en comparaison avec la population générale (Wild et al., 2000). Approximativement 10% des femmes développeraient un diabète après avoir atteint l'âge de 40 ans (Ehrmann et al., 1999) et elles seraient davantage à risque de diabète gestationnel (Kousta et Franks, 2006).

La présence d'insulino-résistance serait au cœur des manifestations rencontrées chez ces femmes. Tout comme l'hyperandrogénie, la résistance à l'insuline mènerait aux dyslipidémies en augmentant la lipolyse et en provoquant le relâchement des acides gras en circulation (Diamanti-Kandarakis, 2007). La présence d'une résistance à l'insuline chez ces femmes conduirait aussi à une hyperinsulinémie compensatoire (Ovalle et Azziz, 2002), contribuant alors, comme mentionné précédemment, aux problèmes de fertilité par une augmentation des taux de LH et d'androgènes.

2.3.5.1 Mécanismes reliés à la résistance à l'insuline chez ces femmes

La masse grasse en soi, l'emplacement de la graisse corporelle (Dunaif, 1997) ainsi que le taux de LH (Tosi et al., 2009) ont tous des effets indépendants sur la sensibilité à l'insuline. Une modification de l'un de ces paramètres pourrait contribuer à la résistance à

l'insuline chez les femmes atteintes du SOPK. Les mécanismes pathogéniques sous-jacents semblent toutefois être complexes, multifactoriels et différents d'un tissu à l'autre (Diamanti-Kandarakis et Papavassiliou, 2006). Il faut aussi mentionner que les défauts métaboliques reliés à la résistance à l'insuline dans les différents tissus (foie, musle, tissu adipeux) ne sont pas encore clairement établis.

Dans les adipocytes de ces femmes, le nombre de récepteur de l'insuline serait normal (Ciaraldi et al., 1992). Cependant, la stimulation du récepteur de l'insuline semblerait être diminuée (Diamanti-Kandarakis et Papavassiliou, 2006). La captation du glucose ainsi que l'expression des GLUT4 seraient également affectées à la baisse, et ce, indépendamment de la présence d'obésité (Rosenbaum et al., 1993).

Par ailleurs, bien que les fibroblastes ne constituent pas un type cellulaire cible classique de l'insuline, quelques chercheurs s'y sont tout de même intéressés. Il a été rapporté que l'autophosphorylation des résidus serine ainsi que des résidus tyrosine de la sous-unité p du récepteur de l'insuline serait respectivement augmentée et réduite chez environ 50% des femmes atteintes du SOPK (Dunaif et al., 1995). Ce défaut mènerait à une diminution de l'activité de la PI3K, l'enzyme clé permettant le recrutement des GLUT4. La réduction de son activité résulterait alors en une diminution de la captation du glucose, et par conséquent, en une augmentation du risque d'intolérance au glucose et de diabète de type 2 (Diamanti-Kandarakis, 2007). En outre, la phosphorylation du GSK-3 et la synthèse de glycogène seraient diminuées (Venkatesan et al., 2001).

Certaines études auraient également démontré un défaut moléculaire au niveau de l'activité de l'insuline dans le muscle squelettique in vivo et in vitro en présence du SOPK. Corbould et al. (2005) ont découvert que les cellules musculaires squelettiques in vitro des femmes SOPK montraient une augmentation de l'abondance des IRS-1. Après ajustement pour l'augmentation de leur expression, l'activité des IRS-1 associée à la PI3K était diminuée. (Corbould et al., 2005). Les taux basaux des IRS-2 associés à l'activité de la PI3K seraient aussi diminués chez ces femmes (Corbould et al., 2005). Une tendance à

réduire l'activité de la PI3K stimulée par l'insuline et associée aux IRS-2 a aussi été observée (Corbould et al., 2005). Dans les cellules musculaires squelettiques in vivo, une diminution des IRS-1 associés à l'activité de la PI3K ainsi qu'une réduction de la captation du glucose a été notée (Dunaif et al., 2001).

Il est donc évident, selon ce qui a été mentionné précédemment, que le SOPK doit être considéré comme étant bien plus qu'un simple problème de fertilité. C'est également un désordre métabolique majeur, hétérogène, comportant plusieurs facettes et pouvant mener à une augmentation de la morbidité, d'où l'importance de trouver des stratégies pour améliorer le profil de santé de ces femmes.

2.4 Prévention et traitement

Les approches proposées actuellement pour améliorer la sensibilité à l'insuline, réduire le risque cardiovasculaire, et du même coup, favoriser la fertilité, peuvent prendre diverses formes, passant de la perte pondérale par la modification des habitudes de vie, à l'utilisation d'agents pharmacologiques.

2.4.1 Perte de poids et activité physique

Tel que mentionné précédemment, l'obésité est présente chez de nombreuses femmes atteintes du SOPK et peut engendrer des conséquences néfastes sur la santé. La réduction de la masse corporelle est donc couramment préconisée, constituant souvent l'approche de première ligne pour améliorer le profil métabolique et endocrinien de ces femmes. Plusieurs études effectuées chez des femmes obèses de la population générale ont démontré les effets bénéfiques de la perte de poids sur la sensibilité à l'insuline, mais aussi sur l'état inflammatoire (Esposito et al., 2003; Sheu et al., 2008). Quelques auteurs ont également observé des effets bénéfiques chez les femmes atteintes de SOPK (Huber-Buchholz et al., 1999; Olszanecka-Glinianowicz et al., 2008). Peu d'études ont cependant étudié l'effet de l'activité physique seule chez ces femmes sur le profil métabolique, hormonal et reproductif. De plus, il n'y a pas de ligne directrice spécifique en ce qui a trait à la durée ou

le type d'activité physique recommandé chez les femmes atteintes de ce syndrome (Lamb et al., 2011).

Chez 45 jeunes femmes ayant un surplus pondéral, un programme structuré d'exercice (30 minutes, 3 fois par semaine) pendant trois mois a permis d'améliorer la capacité fonctionnelle cardiorespiratoire et d'augmenter la sensibilité à l'insuline (Vigorito et al., 2007). Par ailleurs, il a été démontré qu'une perte d'aussi peu que 5% de la masse adipeuse initiale pouvait entraîner une augmentation de la sensibilité à l'insuline et une diminution de l'adiposité abdominale tout en rétablissant la fonction ovulatoire chez les femmes infertiles en surpoids atteintes du SOPK (Huber-Buchholz et al., 1999). D'autre part, une intervention consistant à administrer un régime alimentaire hypocalorique (1000-1200 kcal) avec un apport limité en glucides simples et en graisses animales, et combinant à la fois une pratique régulière d'activité physique (30 min, 3 fois par semaine) chez des femmes atteintes du SOPK n'a entraîné aucune différence au niveau des concentrations sanguines d'insuline, de glucose et des lipides ainsi qu'au niveau du profil hormonal et inflammatoire avant et après une perte de poids de 10% (Olszanecka-Glinianowicz et al., 2008).

Bien que la perte de poids puisse avoir de nombreux effets positifs, il faut garder en tête que cette démarche peut s'avérer particulièrement difficile. Marsh et al. (2010) ont d'ailleurs observé que plusieurs femmes atteintes du SOPK n'ont pas réussi à atteindre une perte de poids prévue de 7%. De plus, la masse corporelle perdue peut être difficile à maintenir à long terme, causant parfois des regains de poids (Kraschnewski et al., 2010; Pasquali et Gambineri, 2006). Par ailleurs, on doit aussi prendre en considération que le traitement du SOPK par la perte de poids ne s'applique principalement qu'aux femmes faisant de l'embonpoint ou étant obèses. Or, environ 50% d'entre elles auraient un poids santé (Vrbikova et Hainer, 2009; Azziz et al., 2001).

2.4.2 Traitements pharmacologiques 2.4.2.1 Metformine et thiazolidinediones

Puisque la résistance à l'insuline est couramment perçue comme étant au cœur de la pathogénése du SOPK, l'utilisation d'agents insulino-sensibilisants a été proposée pour traiter ce désordre endocrinien (Azziz et al., 2001; Pasquali et Gambineri, 2006). Parmi ceux les plus employés, on retrouve la metformine qui est connue pour réduire à la fois la concentration plasmatique de glucose ainsi que le poids corporel, qu'elle soit associée ou non à un régime alimentaire hypocalorique (Massin et al., 2003), ainsi que les thiazolidinediones.

Plusieurs études ont démontré une amélioration de la cyclicité menstruelle (Massin et al., 2003; Radosh, 2009) et du profil métabolique avec l'utilisation de la metformine chez les femmes atteintes du SOPK. Plus précisément, une augmentation du taux de HDL (Trolle et al., 2007) a notamment été observée. Cependant, son utilisation est quelquefois limitée en raison d'effets secondaires au niveau digestif, tels que de la diarrhée et des vomissements chez plus de 40% des personnes (Trolle et al., 2007; Massin et al., 2003). Par ailleurs, l'innocuité de ce médicament n'a pas encore été prouvée. De possibles effets tératogènes sur le fœtus ne sont pas écartés, bien que jusqu'à présent aucun effet n'ait été rapporté à la suite de la prise de metformine (Massin et al., 2003).

Les thiazolidinediones, une autre classe d'agents insulino-sensibilisants, seraient impliqués dans la transcription de plusieurs facteurs participant à la régulation du métabolisme du glucose et des lipides, en se liant sélectivement au peroxysome proliferator-activated receptor (PPAR-gamma). Ce type de médicament améliorerait la sensibilité à l'insuline (Mitkov et al., 2006) ainsi que la régularité du cycle menstruel et réduirait l'hyperandrogénie (Rautio et al., 2006) chez les femmes atteintes du SOPK, contribuant ainsi à restaurer la fertilité. Cependant, certains effets secondaires ont également été rapportés suite à leur utilisation. Parmi ceux-ci, on retrouve notamment une augmentation du poids corporel et pour certaines personnes, des problèmes hépatiques conduisant à une insuffisance hépatique (Azziz et al., 2001). Ce traitement pharmacologique favoriserait également l'absorption et le stockage d'acides gras dans le

tissu adipeux (Pasquali et Gambineri, 2006). Il faut aussi mentionner que certains thiazolidinediones seraient contre-indiqués pendant la grossesse (Food and drug administration (FDA)) et que ces derniers augmenteraient le risque de fracture (Loke et al., 2009). Il y aurait également une controverse sur le risque cardiovasculaire en lien avec la prise de rosiglitazone (Diamond et al., 2007).

Ainsi, puisque ces femmes sont tout de même à risque de devenir enceintes, surtout s'il y a une amélioration de leur condition métabolique, on doit rester prudent quant à l'utilisation de ces médicaments puisque les effets de ces derniers, notamment sur le risque de fausse-couche, ne sont pas encore tout à fait bien établis. Une autre avenue thérapeutique pouvant être envisagée, qui est davantage sécuritaire, est l'approche alimentaire.

2.4.3 Alimentation

Une étude réalisée par Douglas et al. (2006) a comparé deux diètes isocaloriques : une enrichie en gras monoinsaturés et une autre faible en glucides. Ils ont observé que le régime faible en glucides améliorait le profil métabolique des femmes atteintes du SOPK. Plus spécifiquement, cette diète diminuait l'insuline à jeun et postprandiale. Une intervention visant cette fois-ci à remplacer les glucides par des protéines (40% de l'apport énergétique en protéines) chez des femmes SOPK a observé une diminution plus importante du poids corporel et du glucose plasmatique lorsque l'apport en protéines était plus élevé, et ce, même après ajustement pour la variation pondérale (Sorensen et al., 2012). Une autre étude a évalué les changements sur le profil hormonal et métabolique suite à l'ingestion, soit d'un repas riche en matières grasses (62% de matières grasses, 24% de glucides, et 1 g de fibres), soit d'un repas isocalorique faible en matières grasses et riche en fibres (6% de matières grasses, 81% de glucides, 27 g de fibres). Ils ont observé une diminution de 27% de la testosterone et de 8 à 10% de la DHEAS après l'ingestion des deux repas. L'insuline et le glucose étaient plus élevés après le repas faible en matières grasses et riche en fibres comparativement à celui riche en matières grasses (Katcher et al., 2009). Ce dernier résultat peut s'expliquer par la plus forte teneur en glucides dans le repas faible en matières grasses et riche en fibres (81% de glucides) comparativement au repas riche en matières grasses (24% de glucides). Marsh et al. (2010) ont quant à eux comparé les variations au niveau de

la sensibilité à l'insuline à la suite d'une perte de poids similaire après la consommation d'un régime alimentaire à faible indice glycémique comparativement à un régime conventionnel pendant 12 mois ou jusqu'à ce qu'ils obtiennent une perte de poids de 7%. Il y avait une différence seulement au niveau de la qualité des glucides entre les deux diètes. Une amélioration de la sensibilité à l'insuline a été observée dans le régime alimentaire à faible indice glycémique comparativement au régime conventionnel. Plus de femmes ayant consommé le régime à faible indice glycémique ont également montré une amélioration au niveau de la régularité du cycle menstruel. Parmi les mesures biochimiques, seules les concentrations sériques de fibrinogène ont montré des différences significatives entre les régimes (Marsh et al., 2010). Plus précisément, les concentrations de fibrinogène se sont abaissées suite au régime alimentaire à faible indice glycémique, alors qu'une augmentation a été notée dans le groupe conventionnel.

En travaillant plus particulièrement sur la résistance à l'insuline, que ce soit par la perte de poids, par la médication ou par un changement au niveau de l'alimentation, plusieurs troubles associés au SOPK sont améliorés. Le traitement de la résistance à l'insuline semble donc une méthode appropriée pour améliorer le profil de santé de ces femmes. Il va de soi que pour certaines études, les effets observés peuvent être confondus avec ceux d'une perte de poids. Un changement au niveau de l'alimentation semblerait néanmoins jouer un rôle important dans l'amélioration de la santé des femmes atteintes du SOPK, et ce, sans provoquer d'effets secondaires.

2.5 Les protéines dans l'alimentation

Les protéines alimentaires ont démontré plusieurs effets positifs, notamment sur le maintien du poids via une augmentation du niveau de satiété (Westerterp-Plantenga et al., 2009). Par ailleurs, non seulement la teneur, mais aussi la source aurait un impact sur l'homéostasie de l'insuline et du glucose ainsi que sur le risque cardiovasculaire.

2.5.1 Teneur en protéines

Chez l'humain, il a été démontré que la prise d'un repas riche en protéines stimulait la sécrétion d'insuline à la fois chez des sujets en santé (Kabadi, 1991) ainsi que chez des personnes atteintes de diabète (Seino et al., 1983). Il a également été rapporté chez des patients diabétiques ayant maintenu un poids stable, qu'un régime riche en protéines (40%) améliorait le contrôle global du glucose en diminuant le glucose postprandial et les concentrations d'hémoglobine glyquée (HbAlc) par rapport à un régime conventionnel composé de 15% de protéines (Gannon et al., 2003). De plus, chez des rats obèses, un apport élevé en protéines animales (37% de l'énergie) à long terme, soit 24 semaines, réduisait la réponse insulinémique aiguë comparativement à un apport normal (19% de l'énergie) en protéines. Selon les auteurs, cette amélioration du contrôle glycémique serait associée à la fois à un gain de poids moins important et à l'inhibition de l'expression du pancreas duodenum homeobox-1 (PDX-1), un facteur de transcription jouant un rôle dans la sécrétion d'insuline (Chen et al., 2012). D'autres ont noté que plus la quantité de protéines augmentait (allant jusqu'à 50 g), plus il y avait une diminution de l'aire sous la courbe de la glycémie (Spiller et al., 1987). Au niveau cardiovasculaire, une diminution du cholestérol des LDL a aussi été notée chez des sujets atteints de diabète de type 2 suite à la consommation d'un régime composé de 30% de protéines. Il a également été rapporté qu'une augmentation de l'apport en protéines diminuait les lipides intrahépatiques de plus de 22% (Bortolotti et al., 2009).

D'autre part, il a été démontré qu'un apport protéique élevé (1,87 g/kg) était associé à l'insulino-résistance et à une intolérance au glucose (Linn et al., 2000). De plus, une alimentation riche en protéines et faible en fibres serait associée à une prévalence élevée de diabète de novo, et ce, indépendamment de l'âge, du sexe et de l'indice de masse corporelle (Wolever et al., 1997). Il a également été découvert que l'addition de protéines à un repas standard (51% de l'énergie totale provenant des glucides, 27% provenant des lipides et 22% provenant des protéines) chez des patients atteints de diabète insulino-dépendant augmentait la réponse glycémique postprandiale ainsi que les besoins en insuline, comparativement au repas standard ou riche en matières grasses. Cette amélioration serait principalement due à une augmentation perçue au cours des dernières minutes du test (150

à 300 minutes après l'ingestion du repas) et pourrait possiblement s'expliquer par la stimulation de la gluconéogenèse à ce moment (Peters et Davidson, 1993). Par ailleurs, certains n'ont tout simplement pas observé de différence au niveau de la sensibilité à l'insuline (Sargrad et al., 2005; Linn et al., 1996) et du glucose plasmatique à jeun chez des sujets atteints de diabète de type 2 (Sargrad et al., 2005) suite à la consommation d'une diète riche en protéines.

D'autres études ont également évalué l'effet des protéines avec une plus petite dose. Une d'entre elles a noté que la substitution des glucides par des protéines (22% de l'énergie) provoquait entre autres une diminution du niveau de cholestérol total, de cholestérol des LDL et de triglycérides chez des sujets normolipidémiques (Wolfe et Piché,

1999). Des conclusions similaires ont également été obtenues dans une étude réalisée cette fois-ci chez des personnes souffrant d'hypercholestérolémie familiale (Wolfe et Giovannetti, 1992). Par ailleurs, un régime alimentaire riche en glucides (55% glucides, 15% protéines, 30% matières grasses) et similaire à la diète recommandée par le National Cholesterol Education Program abaissait la glycémie à jeun et l'HbAlc (Sargrad et al., 2005).

À la lumière de ces études, on peut dire que l'impact bénéfique d'une consommation élevée (> 30%) en protéines semble être mitigé. Ce faisant, le respect des lignes directrices du National Cholesterol Education Program quant à l'apport en protéines semble être une meilleure option. De plus, la variation de la source plutôt que l'augmentation de la quantité pourrait représenter une approche prometteuse.

2.5.2 Source de protéines

Certaines études ont démontré l'existence d'une réponse métabolique différente selon la source de protéines ingérées. Par exemple, il a été observé, chez des hommes avec un diabète de type 2 non traité, que la réponse à l'insuline ainsi qu'au C-peptide était 3,6 fois et 3 fois meilleure suite à l'ingestion de fromage cottage comparativement à des blancs d'œufs, respectivement (Gannon et al., 1992). Une autre étude réalisée chez des femmes

suivies pendant plus de 26 ans a identifié une relation entre la consommation de viande rouge, de volaille, de thon en conserve, de poisson à chair claire et à chair foncée, de noix et de haricots et le développement de la maladie coronarienne. Ils ont observé qu'une consommation élevée de viande rouge était associée à des taux élevés d'hypertension, d'angine, d'hypercholestérolémie et de diabète sucré alors qu'un apport élevé en poisson, en noix et en volaille était associé à un risque inférieur de maladies coronariennes (Bemstein et al., 2010), montrant ainsi que la source de protéines peut avoir un impact important sur la santé, et ce, via entre autres la consommation de protéines dérivées du poisson.

2.6 Poisson, diabète et maladies cardiovasculaires

Ces dernières années, on a accordé beaucoup d'importance aux effets bénéfiques de la consommation de poisson. Il a entre autres été constaté que les populations en consommant une grande quantité avaient une incidence inférieure de diabète de type 2. Une étude englobant plus de 41 pays sur les cinq continents a effectivement observé qu'un apport élevé en poisson et en fruits de mer pouvait réduire le risque de diabète de type 2 chez les populations à forte prévalence d'obésité (Nkondjock et Receveur, 2003). Une consommation plus élevée en poisson serait associée à une diminution de 25% du risque de diabète, les poissons gras et maigres étant inclus (Patel et al., 2009).

D'autres études ont également observé des impacts positifs sur la santé cardiovasculaire par la consommation de poisson. Une d'entre elles a examiné comment l'apport en poisson gras (saumon, truite arc-en-ciel, hareng de la Baltique, corégone) ou en poisson maigre (brochet, brochet-perche, perche, goberge, morue) affectait le profil lipidique chez des sujets présentant une maladie coronarienne. Après huit semaines, ils ont observé que plusieurs types de lipides bioactifs, incluant les céramides, les lysophosphatidylcholines et les diacylglycérols plasmatiques, étaient réduits suite à l'ingestion du régime à base de poisson gras, alors qu'aucun changement pour le régime constitué de poisson maigre ou pour la diète contrôle n'a été constaté. La diminution de ces lipides plasmatiques, médiateurs potentiels de la résistance à l'insuline induite par les lipides et l'inflammation, pourrait être reliée aux effets protecteurs du poisson gras sur la progression de la maladie coronarienne ou de la résistance à l'insuline (Lankinen et al.,

2009). Une autre étude a examiné l'association entre la consommation de poisson et l'incidence d'accident vasculaire cérébral (AVC) pendant une période s'étalant jusqu'à environ 10 ans chez des femmes. Il a été observé que la consommation de poisson était significativement et inversement associée au risque d'AVC total. Plus spécifiquement, la consommation de poisson maigre, c'est-à-dire de morue, de goberge et de doigt de poisson, était inversement associée au risque d'AVC. Les femmes consommant > 3 portions de poisson maigre par semaine avaient en fait 33% moins de risque de souffrir d'AVC en comparaison avec celles n'en consommant pas. Aucune association n'a cependant été observée pour les autres types de poisson (saumon, corégone, omble, hareng et maquereau) (Larsson et al., 2011).

2.6.1 Acides gras polyinsaturés oméga-3

Le poisson étant reconnu pour son apport élevé en acides gras polyinsaturés oméga-3 (n-3), les nombreux effets positifs engendrés suite à leur consommation ont été entre autres attribués à ce type d'acides gras puisque plusieurs études ont démontré un impact bénéfique sur la santé, plus particulièrement sur le profil cardiovasculaire.

2.6.1.1 Effets sur la sensibilité à l'insuline et le métabolisme du glucose

Il a déjà été rapporté que l'administration d'acides gras polyinsaturés n-3 avait un impact significatif sur la prévention (Martin de Santa Olalla et al., 2009) ainsi que sur la réduction de la résistance à l'insuline à la fois chez des sujets humains et chez des animaux (Fedor et Kelley, 2009). Une étude effectuée chez le rat pendant huit semaines, visant à examiner l'efficacité de l'huile de poisson, a entre autres remarqué une amélioration de la fonction des cellules P du pancréas (Lombardo et al., 2007). D'autre part, certains auteurs n'ont pas observé d'impact sur la sensibilité et la sécrétion de l'insuline, la fonction des cellules P ou la tolérance au glucose suite à l'administration d'huile de poisson à raison de trois capsules deux fois par jour (3,6 g d'acides gras n-3 par jour dont 2,1 g d'EPA et 1,5 g de DHA) chez des sujets humains en santé (Giacco et al., 2007). Dans le même ordre d'idées, une récente méta-analyse effectuée avec 23 études d'intervention chez des adultes atteints de diabète de type 2 n'a démontré aucun changement au niveau de la glycémie ou de l'insulinémie à jeun suite à une consommation moyenne approximative de 3,5 g d'EPA