MINISTERE DE L'EDUCATION NATIONALE DE LA RECHERCHE ET DE LA TECHNOLOGIE

MINISTERE DE L’EDUCATION NATIONALE,
DE LA RECHERCHE ET DE LA TECHNOLOGIE

ECOLE PRATIQUE DES HAUTES ETUDES

Sciences de la vie et de la terre




MEMOIRE

Présenté par

Pierre MISERY

Pour l’obtention du diplôme de l’Ecole Pratique des Hautes Etudes



INDUCTION DE LA PRODUCTION INTESTINALE DE GLUCOSE PAR UNE ALIMENTATION
RICHE EN PROTEINES CHEZ LE RAT : CONSEQUENCES METABOLIQUES ET
ANOREXIGENES


Soutenu le 22 février 2005 devant le jury suivant :





Monsieur le Dr J.M Exbrayat Président le Pr C. Magnan Rapporteur
Madame le Dr G. Cordier Examinateur
Monsieur le Dr G. Mithieux







Laboratoire EPHE : Laboratoire d’accueil :
UMR 754/UCBL/INRA Ecole vétérinaire INSERM U449/INRA 1235/UCB Lyon1
Interactions cellulaires, rétrovirus Mécanismes moléculaires du diabète
et cancer Faculté de médecine R.T.H Laennec
50, avenue Tony Garnier 8, rue Guillaume Paradin
69366 LYON Cedex 07 69008 LYON
Directeur d’étude : Dr G. Cordier Directeur : Pr J.P Riou
Directeur d’étude : Dr G. Mithieux
e-mail : Gilles.Mithieux@santé.univ-lyon1.fr
RESUME

EPHE Banque de Monographies SVT 1L’augmentation de la glycémie portale à la suite d’un repas génère un « signal glucose
portal » détecté et transmis au cerveau par le système nerveux autonome. Ce signal est capable de
modifier l’homéostasie glucidique et d’induire un effet anorexigène.
La glucose-6-phosphatase, dernière enzyme commune à la néoglucogenèse et à la
glycogénolyse, catalyse l’hydrolyse du glucose-6-phosphate en glucose et phosphate inorganique.
Cette enzyme est uniquement exprimée dans le foie, le rein et l’intestin grêle, et confère à ces trois
organes la capacité de libérer du glucose dans le sang. La production intestinale de glucose, qui
est uniquement d’origine néoglucogénique, prend place lors des situations d’insulinopénies
(jeûne, diabète) chez le rat. L’administration d’un régime riche en protéines déclenche également
une production intestinale de glucose. En étudiant l’expression, la quantité de protéines et
l’activité des enzymes clés de la néoglucogenèse, nous avons mis en évidence que la
consommation d’une telle diète induisait la néoglucogenèse intestinale chez le rat.
Afin d’observer les effets de la production intestinale de glucose sur l’homéostasie
glucidique et sur la prise alimentaire, nous avons réalisé des perfusions de glucose directement en
veine porte chez le rat anesthésié ou chez le rat vigile porteur d’un cathéter portal. Nous avons
observé qu’une infusion de glucose dans la veine porte, à un débit identique à la production
intestinale de glucose, pouvait 1) réduire la contribution hépatique de la production endogène de
glucose 2) induire une synthèse de glycogène cardiaque non indépendante de l’insuline 3)
modifier le comportement alimentaire en induisant un effet anorexigène. L’ensemble de ces
processus est dépendant de l’intégrité du système nerveux périportal. Ces études ont ainsi permis
d’intégrer le système nerveux central et périphérique comme le médiateur principal de ces
évènements physiologiques.
L’ensemble de ces résultats suggère que l’intestin pourrait jouer un rôle crucial dans la
régulation de l’homéostasie glucidique et dans le comportement alimentaire.

Mots clés : glucose-6-phosphatase, néoglucogenèse, intestin grêle, régime riche en protéines,
comportement alimentaire, homéostasie glucidique et système nerveux.





LISTE DES ABREVIATIONS................................................................................. 5
INTRODUCTION BIBLOGRAPHIQUE....................................................... 1
I/ HOMEOSTASIE GLUCIDIQUE..................................................................................... 7
1/ Métabolisme du glucose............................................................................................ 8
1.1/ Consommation du glucose................................................................................ 8
1.2/ Synthèse du glucose9
2/ Les organes producteurs de glucose..................................................................... 10
2.1/ Le foie.................................................................................................................. 10
2.2/ Le rein................................................................................................................. 11
2.3/ L’intestin............................................................................................................. 12
EPHE Banque de Monographies SVT 23/ Les précurseurs de la néoglucogenèse.................................................................. 12
4/ Régulation de la production endogène de glucose............................................. 13
4.1/ Régulation hormonale...................................................................................... 14
4.2/ Le système nerveux autonome....................................................................... 17
4.3/ Les médiateurs paracrines............................................................................... 19
4.4/ Les facteurs métaboliques................................................................................ 19
II/ LA REGULATION DE LA PRISE ALIMENTAIRE.................................................. 21
1/ Régions du cerveau impliquées dans l’homéostasie énergétique.................... 22
1.1/ Les noyaux hypothalamiques......................................................................... 22
1.2/ Région extra-hypothalamique........................................................................ 23
2/ Les neurotransmetteurs impliqués dans la régulation de la prise alimentaire 23
2.1/ Les activant la voie anabolique................................... 23
2.2/ Les la voie catabolique.................................. 24
2.3/ Transduction du signal..................................................................................... 25
3/ Signaux à long terme............................................................................................... 25
3.1/ L’insuline et la leptine....................................................................................... 25
4/ Signaux à court terme.............................................................................................. 26
4.1/ La ghréline.......................................................................................................... 26
4.2/ La cholécystokinine........................................................................................... 27
4.3/ Le PYY................................................................................................................. 28
4.4/ Le Glucagon like peptide 1 (GLP-1)................................................................ 29
4.5/ Les autres signaux intestinaux......................................................................... 29
5/ Rôle des protéines dans la régulation de la prise alimentaire........................... 30
5.1/ Effet anorexigène des protéines...................................................................... 30
5.2/ Effets des régimes enrichis en protéines........................................................ 31
III/ LA DETECTION OU « SENSING » DU GLUCOSE............................................... 32
1/ Mécanismes cellulaires et moléculaires impliqués dans la détection de la glycémie
33
2/ La détection portale de glucose.............................................................................. 34
3/ Rôle de la détection portale de glucose................................................................. 35
DEMARCHES EXPERIMENTALES.....................
MATERIELS ET METHODES...................................
I/ MECANISMES MOLECULAIRES DE LA PRODUCTION INTESTINALE DE
GLUCOSE INDUITE PAR UN REGIME RICHE EN PROTEINES
1/ Animaux et protocole.....................................................
1.1/ Rat et alimentation...................................................
1.2/ Protocole....................................................................
2/ Quantification des ARNm par RT-PCR en temps réel
2.1/ Extraction des ARN..................................................
2.2/ Dosage et vérification des ARN.............................
2.3/ Transcription invers