Les études épidémiologiques ont bien établi que les complications cardiovasculaires sont la principale cause de mortalité chez les diabétiques. Les lésions des artères de gros et moyen calibre observées chez ces patients se distinguent par un athérome accéléré et une athérosclérose prématurée. La modulation phénotypique et la prolifération des cellules musculaires lisses (CML) dans l'intima artériel est une des étapes clef du développement de l'athérosclérose. Cette transformation pathologique des CML est liée à un processus de dédifférenciation: la cellule contractile évolue vers un état fonctionnel différent avec la perte ou la modification des protéines contractiles et membranaires, et une augmentation et modification de la synthèse et sécrétion de la matrice extra-cellulaire. Ces modifications rendent la cellule apte à répondre au stimulus chimioattractant et prolifératif. Nous sommes intéressés par l'étude des mécanismes qui pourraient favoriser la transformation pathologique des CML au cours du diabète.

En particulier, nous travaillons sur :

- l'effet de certains facteurs (insuline, TGF-ß1) sur la dédifférenciation (par une étude des protéines du cytosquelette) et la prolifération cellulaire, et sur la sécrétion de matrice extra-cellulaire (collagène, glycosaminoglycannes et fibronectine);

- les mécanismes de transduction pouvant être impliqués; nous nous intéressons au rôle de la protéine kinase C et du calcium. En effet, les isoformes de la protéine kinase C semblent participer aussi bien dans les mécanismes mitogènes que dans les mécanismes de différenciation et dédifférenciation des CML.

Les études sont réalisées ex vivo et in vitro sur des CML d'aorte humaine et de rat (modèle de rat témoin et diabétique, induit et génétique), en culture. Elles sont abordées par des techniques de biologie cellulaire (immunotransfert, immunocytochimie, entre autres) et moléculaire (Northern blot).

Un deuxième aspect de nos recherches est orienté vers l'étude d'une pharmacologie à des fins thérapeutiques pour arriver à maîtriser la transformation pathologique, dédifférenciation et/ou prolifération, des CML artérielles (essais in vitro ou ex vivo, sur des CML d'origine animale et/ou humaine).

Équipements divers et installations : Culture de cellules, electrophorèse, Western blot, spectrophotomètre, immunocytochimie.

1)

 2)

 Les études sont essentiellement réalisées sur des CML d'aortes (i) de rats présentant un diabète induit par la streptozotocine (modèle STZ) ou (ii) de rats présentant un diabète spontané (modèle GK), en culture. Elles sont principalement orientées vers l'analyse des effets prolifératifs et des mécanismes de transduction mis en jeu. L'analyse des caractéristiques morphologiques et biochimiques ainsi que l'analyse des potentialités prolifératives ont montré que les CML de rats diabétiques sont plus dédifférenciées (modèle STZ) et plus proliférantes (modèle STZ et GK)que les CML témoins.

Les études sur la régulation de la prolifération des CML de rats diabétiques-STZ ont montré que : (1) elles sont plus sensibles à l'effet inhibiteur de l'adénosine, (2) elles sont plus sensibles à l'effet inhibiteur du monoxyde d'azote (NO) et (3) elles présentent une altération des mécanismes inhibiteurs mis en jeu par l'inteleukine-1ß. Par ailleurs, les CML d'aortes de rats diabétiques STZ et de rats diabétiques-GK semblent être plus sensibles à un effet mitogène de l'insuline.

La sensibilité à l'insuline joue un rôle important en physiologie, en pathologie, en épidémiologie et en pharmacologie. L'insulino-résistance est un état caractérisé par une diminution de la réponse biologique à l'insuline ayant pour conséquence une hyperinsulinémie et de nombreux désordres métaboliques. Elle semble être le lien commun entre différentes anomalies cliniques et métaboliques telles que l'obésité (en particulier androïde), des anomalies du métabolisme glucidique (intolérance au glucose, diabète non insulino-dépendant), des anomalies des lipoprotéines et une hypertension artérielle. Toutes ces perturbations sont responsables d'une athérosclérose accélérée. Il est actuellement bien établi que les états d'insulino-résistance conduisent à un risque cardiovasculaire accru. L'évaluation de la sensibilité à l'insuline intéresse donc le clinicien mais sa mesure précise reste encore le plus souvent confinée au domaine de la recherche.

Plusieurs techniques sont utilisées pour la mesure de la sensibilité à l'insuline. Le choix de la technique utilisée dépend de la pathologie et du but poursuivi; c'est pourquoi, nous utilisons selon le cas la technique du clamp glycémique, le test de suppression insulinique ou le test de tolérance au glucose intraveineux modifié et interprété par le modèle minimum. Les deux premières techniques sont facilitées par un enregistrement glycémique continu qui est l'apanage de l'Unité d'Exploration Fonctionnelle Métabolique depuis de nombreuses années.

Nous étudions la sensibilité des tissus périphériques à l'insuline dans différents états qui s'accompagnent d'une résistance des tissus à l'insuline : obésité, intolérance au glucose, gravidité, diabète. Ces travaux sont réalisés dans l'Unité d'Exploration Fonctionnelle Métabolique dépendant du Service des Maladies Métaboliques à l'Hôpital Lapeyronie.

Dans le diabète, de type 2, le profil glycémique quotidien varie en fonction du degré d'altération de l'insulino-résistance et de l'insulino-sécrétion. Certains diabétiques hyperinsuliniques ont une glycémie qui s'améliore au cours de la journée alors que d'autres hypoinsuliniques ont une glycémie qui se dégrade au cours de la journée. Par ailleurs, l'insulino-résistance doit être intégrée dans l'évolution du profil glycémique. Le choix des médicaments antidiabétiques oraux dépend du caractère hyper ou hypoinsulinique et du degré de l'insulino-résistance. Pour cette raison, nous avons engagé un travail dans lequel nous avons prévu d'étudier l'évolution circadienne de l'insulinsécrétion et de l'insulino-résistance en parallèle avec le profil glycémique. Cette étude permettra à terme de mieux choisir le type de médicaments à prescrire et de mieux définir la posologie, la fréquence et l'heure de la prescription au cours de la journée.

2- Les études nutritionnelles

Notre groupe fait partie du Centre de Recherche en Nutrition Humaine (CRNH) Méditérranée. Ce centre permet de regrouper des compétences complémentaires grâce à la collaboration d'équipes cliniques du CHU et d'équipes de recherches de l'Université et de l'INSERM.

Les outils

Pour ces études nutritionnelles, nous disposons de moyens d'exploration chez l'homme :
- Le self diététique du Service des Maladies métaboliques
- L'Unité d'Exploration Fonctionnelle Métabolique du Service des Maladies Métaboliques (calorimétrie indirecte, impédancemétrie)
et du logiciel du groupe dont les caractéristiques sont données ci-dessous (2.2).

La diététique est la pierre d'angle du traitement de l'obésité, du diabète, et d'autres perturbations métaboliques fréquemment explorées dans le Service des Maladies Métaboliques. Pour cette raison, nous avons étudié l'effet de certains nutriments (supplémentation, substitution) sur le métabolisme :
- influence d'une supplémentation en vitamine E sur la fonction plaquettaire du diabétique insulino-dépendant
- influence d'une restriction modérée en protides sur la la fonction rénale du diabétique de type I.
- influence du type de petit déjeuner sur les glycémies et les insulinémies post prandiales chez l'obèse intolérant au glucose.
- influence des protéines laitières sur la synthèse du cholestérol (collaboration avec le Laboratoire de Biochimie des Lipides du CRNH).
- influence de supplémentations en acides gras sur les lipides plasmatiques et la fonction plaquettaire dans le diabète de type I (collaborations avec le Laboratoire de Biochimie des Lipides du CRNH).
En 1998, nous allons engager une étude chez l'obèse visant à définir dans quelles proportions les glucides et les acides gras monoinsaturées devraient être apportés selon la répartition des graisses (obésité androïde ou gynoïde) et les perturbations métaboliques associées.
Lieu de la recherche : Service des Maladies Métaboliques et IURC.

2.2- Consommation alimentaire et évaluation nutritionnelle ( Monnier L., Colette C., Percheron C., Pham TC)

Ce thème récent s'appuie sur la mesure des consommations et des prises alimentaires à l'aide d'un logiciel original conçu par un membre de l'équipe (Dr Pham TC), nutritionniste et informaticien. Il constitue à la fois un outil performant pour l'enquête alimentaire et une aide précieuse à la prescription pour le médecin ou pour les études d'interventions nutritionnelles.
Lieu de la recherche : IURC.

Le logiciel d'enquête alimentaire

- L'enquête alimentaire

Les logiciels d'enquête diététique sont généralement concus pour fournir une analyse chiffrée des différents nutriments consommés. Cette analyse peut être détaillée, ventilée en fonction des différents repas de la journée, mais elle reste quantitative et ne renseigne pas sur le choix ni la qualité des aliments consommés. Nous avons développé un système d'information diététique original fonctionnant sur microordinateurs APPLE ou PC sous Windows. Ce système permet de calculer les compositions nutritionnelles d'un repas, d'un menu de 24 heures ou d'une enquête diététique. Outre le bilan classique (nutriments par repas et/ou par jour), le profil des aliments peut être analysé selon une répartition en 6 groupes principaux : groupe riche en protides (viandes, poissons...), groupe lipidique (matières grasses), groupe glucidique (céréales, sucreries...), groupe des produits laitiers, groupe fruits et légumes et groupe des boissons (dont boissons alcoolisées). Les aliments non classés par le programme sont réunis dans un septième groupe. L'analyse de la répartition des groupes peut être entièrement paramétrable : l'utilisateur peut redéfinir ces 7 groupes en fonction des objectifs visés. En dehors des calculs essentiels de base (calorie, protide, lipide et glucide), le système permet de choisir 5 autres nutriments parmi les 33 disponibles dans la table des composition des aliments. Les résultats peuvent être exportés sous forme de fichiers textes pour être repris dans tout programme de bureautique ou de calcul statistique. Le résultat final de cette analyse des groupes d'aliments permet une meilleure synthèse du bilan nutritionnel et une meilleure perception de l'image de la pyramide des aliments pour et par le patient. Cette manière de ventiler les aliments présente un intérêt pratique certain dans l'éducation diététique et conduit à une exploitation plus satisfaisante des enquêtes alimentaires.

- L'aide à la prescription et aux interventions nutritionnelles

Les logiciels diététiques excellent pour calculer les valeurs nutritionnelles d'un repas ou d'un menu de composition connue. Par contre, l'aspect "aide à la construction d'un menu" y est souvent traité comme une simple gestion de fichiers contenant des menus "type" figés dans leur niveau calorique et dans leur teneur relative en nutriments. Pour pallier cet aspect réducteur, nous proposons une méthode originale permettant d'adapter quantitativement un menu donné en vue d'objectifs bien précis (caloriques et/ou concernant la répartition des nutriments). A partir de ce menu initial (X calories, P% de protides, L% de lipides et G% de glucides), on peut obtenir un autre menu (X' calories, P'%, L'% et G'%). Les aliments de départ sont répartis en 3 groupes selon leur teneur relative en protides, lipides ou glucides. Un 4ème groupe rassemble les aliments à préserver des calculs afin d'éviter des aberrations (kg de crudités...). Le programme détermine les écarts en protides, lipides et glucides du menu initial par rapport à l'objectif final, chaque groupe étant traité séparément. Pour le groupe protidique l'ajustement quantitatif d'un aliment se fait à partir de sa teneur protidique et de la quantité de protide désirée. Le même système de calcul est appliqué aux groupes lipides et glucides. Plusieurs itérations peuvent être nécessaires. Le calcul est terminé lorsque 2 objectifs sur 3 sont approchés dans les limites de ± 10% . Il est à noter que les calculs actifs ne sont effectués que sur les PLG et ignorent les calories, la ration énergétique ne servant que pour le calcul des % en PLG.

Les travaux en cours

Profil alimentaire des agents de la SNCF à Montpellier (Etude en collaboration avec le Service de Santé de la SNCF de Montpellier).

Apports alimentaires et risques cardiovasculaires dans une population du sud de la Fance (Etude en collaboration avec le service de santé de la SNCF de Montpellier).

Apports alimentaires et risques cardio-vasculaires à Santiago du Chili (projet bénéficiant d'un accord INSERM-CONICYT).