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DiabDiabèète et sportte et sport
Rôle de lRôle de l’’exercice physique dans la prexercice physique dans la préévention etvention et
le traitement de la rle traitement de la réésistancesistance àà ll’’insulineinsuline
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T Docteur Didier POLIN
DiabDiabèète et sportte et sport
Sommaire:Sommaire:
Postulats: Glucose, Glucagon, Insuline, DNIDPostulats: Glucose, Glucagon, Insuline, DNID
PrPréévention par lvention par l’’activitactivitéé physiquephysique
RRééversibilitversibilitéé par lpar l’’activitactivitéé physiquephysique
MMéécanismes dcanismes d’’actionaction
GGéénnéétique et prtique et préédispositiondisposition àà ll’’entraentraîînementnement
ConclusionConclusion
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PostulatPostulat --11-- : Glucose au repos: Glucose au repos
Le glucose joue un rôle mineur dans leLe glucose joue un rôle mineur dans le
mméétabolisme musculaire au repostabolisme musculaire au repos
Le glucose est vital pour le mLe glucose est vital pour le méétabolismetabolisme
ccéérréébralbral àà ll’é’état basaltat basal
Portmans J. Oxydation du glucose au cours de lPortmans J. Oxydation du glucose au cours de l’’exercice.exercice.
MMéétabolismes atabolismes aéérobies. Biorobies. Bioéénergnergéétique de ltique de l’’exercice musculaire et deexercice musculaire et de
ll’’entraentraîînement physique. PUF Ed le biologiste chap II ;146nement physique. PUF Ed le biologiste chap II ;146--217217
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PostulatPostulat --22-- : Insuline: Insuline
rrééduit la libduit la libéération hration héépatique dupatique du
glucoseglucose
augmente la consommation des tissusaugmente la consommation des tissus
ppéériphriphéériques sensiblesriques sensibles
–– Muscles = + de 90% de la clairance dMuscles = + de 90% de la clairance d’’uneune
charge orale ou intraveineuse en glucosecharge orale ou intraveineuse en glucose
Baron and coll. Rates and tissue sites of noBaron and coll. Rates and tissue sites of no--insulin and insulininsulin and insulin--
mediated glucose uptake in humans. Am J Physiol 1988;255mediated glucose uptake in humans. Am J Physiol 1988;255
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PostulatPostulat--33--:Insulino:Insulino--RRéésistancesistance
incapacitincapacitéé pour un taux normal depour un taux normal de
produire une rproduire une rééponse biologique adaptponse biologique adaptééee
ddéépend de la sensibilitpend de la sensibilitéé et de la capacitet de la capacitéé
de rde rééponseponse (affinit(affinitéé et nombre des ret nombre des réécepteurs)cepteurs)
Khan CR. Insuline resistance, insuline insensitivity and insulinKhan CR. Insuline resistance, insuline insensitivity and insulin
unresponsiveness: a necessary distinction. Metabolism 1978unresponsiveness: a necessary distinction. Metabolism 1978
Suppl 2:1893Suppl 2:1893--902902
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PostulatPostulat--44--:: Manifestations deManifestations de
la rla réésistancesistance àà ll’’insuline:insuline:
HyperinsulinismeHyperinsulinisme
TolToléérance imparfaite au glucoserance imparfaite au glucose
–– Taux circulant plus haut que la normaleTaux circulant plus haut que la normale
–– Augmentation du risque vasculaire etAugmentation du risque vasculaire et
tensionneltensionnel
–– PrPrééccèède le dde le dééveloppement du diabveloppement du diabèètete
Ivy JL Exercise and Insuline resistance Sports Med 1997 Nov 24(5Ivy JL Exercise and Insuline resistance Sports Med 1997 Nov 24(5): 321): 321--336336
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PostulatPostulat --55--: Autre(s) rôle(s) de l: Autre(s) rôle(s) de l’’insulineinsuline
(m(mééconnus et/ou sousconnus et/ou sous--estimestiméés)s)
A . A .A . A .
Free Fat AcidFree Fat Acid
RRééservesserves
IGF1IGF1
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PostulatPostulat --66-- : Glucose et exercice: Glucose et exercice
Le maintien de la glycLe maintien de la glycéémie artmie artéériellerielle
est observest observéé pendant lpendant l’’exerciceexercice
La mesure de la diffLa mesure de la difféérence artrence artéériorio--
veineuse en glucose montreveineuse en glucose montre
ll’’accroissement de la captation duaccroissement de la captation du
glucose sanguin par le muscleglucose sanguin par le muscle àà ll’’efforteffort
LL’’extraction du glucose dextraction du glucose déépend depend de
ll’’intensitintensitéé de lde l’’efforteffort
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PostulatPostulat --66--: Glucose et exercice: Glucose et exercice
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Evolution du glucose sanguin
0
1
2
3
4
5
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
minutes
mmol.l-1
50 w 100 w
150 w
200 w
300 W
Artère
Veine
PostulatPostulat --66--: Glucose et exercice: Glucose et exercice
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Captation du glucose en fonction de l'effort
0
1
2
3
4
0 10 20 30 40
minutes
mmol.mn-1
repos
65 w
130 w
200 w
200 w
130 w
65 W
glucose
80
60
40
20
VO2
L’exercice constitue un stimulus « insuline like » pour la captation du glucose par le muscle
PostulatPostulat--77--:Insuline, Glucagon et:Insuline, Glucagon et
exerciceexercice
• L’exercice constitue un stimulus « insuline like »
pour la captation du glucose par le muscle.
• La diminution de l’insuline plasmatique sous l’effet
de l’exercice est liée à une diminution de sécrétion.
• Il est nécessaire d’avoir au moins 30’ d’effort pour
qu’une baisse de l’insulinémie soit objective.
• Il faut des efforts prolongés > à 1 heure pour
augmenter de façon significative la concentration
plasmatique du Glucagon.
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PostulatPostulat --88--: Diab: Diabèète Nonte Non
Insulino DInsulino Déépendantpendant DNID (type II)DNID (type II)
Aggravation dans les pays industrialisAggravation dans les pays industrialisééss
Plus important chez le sujet âgPlus important chez le sujet âgéé
80% ont un surpoids ou sont ob80% ont un surpoids ou sont obèèsesses
RRééduction de la qualitduction de la qualitéé et deet de
ll’’espespéérance de vierance de vie
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PrPréévention de lvention de l’’insulinorinsulinoréésistance,sistance,
de lde l’’intolintoléérance au glucose et durance au glucose et du
DNID par lDNID par l’’entraentraîînement physiquenement physique
BedBed--rest studiesrest studies
EtudeEtude éépidpidéémiologiquesmiologiques
Comparaison des classes dComparaison des classes d’’âgesâges
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PrPréévention par lvention par l’’entraentraîînementnement
physique :physique : BedBed--rest studiesrest studies
BedBed--rest studiesrest studies
–– MusculoMusculo--rréésistancesistance àà ll’’insulineinsuline
–– DDèès le 3s le 3èème jourme jour
–– Chez le sujet en bonne santChez le sujet en bonne santéé
–– Aggravation chez le sujet obAggravation chez le sujet obèèsese
–– Diminue significativement avec lDiminue significativement avec l’’exerciceexercice
Myllynen and coll. Glucose intolerance and insulin resistance acMyllynen and coll. Glucose intolerance and insulin resistance accompany immobilizationcompany immobilization
Acta Med Scand 1987 222: 75Acta Med Scand 1987 222: 75--8181
Mikines KJ and coll. Seven days of bed rest decrease insulin actMikines KJ and coll. Seven days of bed rest decrease insulin action on glucose uptake in leg andion on glucose uptake in leg and
whole body J. Applied Physiol 1991 70: 1245whole body J. Applied Physiol 1991 70: 1245--5454
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PrPréévention par lvention par l’’entraentraîînementnement
physique :physique : EtudesEtudes éépidpidéémiologiquesmiologiques
Kiribati (Pacifique)Kiribati (Pacifique)
King and coll. Risk factors for diabetes in three pacific populaKing and coll. Risk factors for diabetes in three pacific populationstions
Am J Epidemiol 1984 119: 396Am J Epidemiol 1984 119: 396--409409
Ile MauriceIle Maurice
DOWSES GK and coll. Abdominal obesity and physical inactivity arDOWSES GK and coll. Abdominal obesity and physical inactivity are risk factor for NIDDM and impaired glucosee risk factor for NIDDM and impaired glucose
tolerance in Indian, Creole and Chinese Mauritians. Diabetes Catolerance in Indian, Creole and Chinese Mauritians. Diabetes Care 1991; 14: 271re 1991; 14: 271--8282
6 000 hommes pendant 14 ans6 000 hommes pendant 14 ans
Helmrich and coll. Physical activity and reduced occurrence of NHelmrich and coll. Physical activity and reduced occurrence of NIDDMIDDM
N Engl. J Med 1991; 395:147N Engl. J Med 1991; 395:147--5252
87 253 femmes pendant 8 ans87 253 femmes pendant 8 ans
Manson and coll. Physical activity and incidence of NIDDM in womManson and coll. Physical activity and incidence of NIDDM in womenen
Lancet 1991; 338:774Lancet 1991; 338:774--88
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PrPréévention par lvention par l’’entraentraîînementnement
physique :physique : EtudesEtudes éépidpidéémiologiquesmiologiques
Kiribati (Pacifique)Kiribati (Pacifique)
–– Le niveau dLe niveau d’’activitactivitéé des urbains/rurauxdes urbains/ruraux
est significativement plus basest significativement plus bas
–– La prLa préévalence du diabvalence du diabèète y est 3 foiste y est 3 fois
plus grandeplus grande
King and coll. Risk factors for diabetes in three pacific populaKing and coll. Risk factors for diabetes in three pacific populationstions
Am J Epidemiol 1984 119: 396Am J Epidemiol 1984 119: 396--409409
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PrPréévention par lvention par l’’entraentraîînementnement
physique :physique : EtudesEtudes éépidpidéémiologiquesmiologiques
Ile MauriceIle Maurice
–– PrPréévalence du DNID et de lvalence du DNID et de l’’intolintoléérancerance
au glucose significativement plusau glucose significativement plus
basse chez les individus actifsbasse chez les individus actifs
–– Quelque soit lQuelque soit l’’origine ethnique et/ou leorigine ethnique et/ou le
sexesexe
DOWSES GK and coll. Abdominal obesity and physical inactivity arDOWSES GK and coll. Abdominal obesity and physical inactivity are risk factor for NIDDM ande risk factor for NIDDM and
impaired glucose tolerance in Indian, Creole and Chinese Mauritimpaired glucose tolerance in Indian, Creole and Chinese Mauritians.ians.
Diabetes Care 1991; 14: 271Diabetes Care 1991; 14: 271--8282
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PrPréévention par lvention par l’’entraentraîînementnement
physique :physique : EtudesEtudes éépidpidéémiologiquesmiologiques
6 000 hommes pendant 14 ans6 000 hommes pendant 14 ans
–– 202 ont d202 ont dééveloppveloppéé un diabun diabèètete
–– LL’’incidence de diabincidence de diabèète par tranche dte par tranche d’’âge diminueâge diminue
avec lavec l’’augmentation de laugmentation de l’’activitactivitéé par semainepar semaine
–– LL’’effet protecteur de leffet protecteur de l’’activitactivitéé physique semble liphysique semble liéé
en partieen partie àà une prise de poids moindreune prise de poids moindre
–– LL’’effet de leffet de l’’activitactivitéé physique est dphysique est d’’autant plusautant plus
favorable que le risque de DNID estfavorable que le risque de DNID est éélevlevéé
Helmrich and coll. Physical activity and reduced occurrence of NHelmrich and coll. Physical activity and reduced occurrence of NIDDMIDDM
N Engl. J Med 1991; 395:147N Engl. J Med 1991; 395:147--5252
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PrPréévention par lvention par l’’entraentraîînementnement
physique :physique : EtudesEtudes éépidpidéémiologiquesmiologiques
87 253 femmes pendant 8 ans87 253 femmes pendant 8 ans
–– 1303 cas de DNID1303 cas de DNID
–– Risque 35% moindre si exerciceRisque 35% moindre si exercice
««vigoureuxvigoureux»» au moins une fois parau moins une fois par
semainesemaine
Manson and coll. Physical activity and incidence of NIDDM in womManson and coll. Physical activity and incidence of NIDDM in womenen
Lancet 1991; 338:774Lancet 1991; 338:774--88
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PrPréévention par lvention par l’’entraentraîînementnement
physique en fonction de lphysique en fonction de l’’âgeâge
La diminution de lLa diminution de l’’efficacitefficacitéé de lde l’’insuline et leinsuline et le
ddééveloppement dveloppement d’’une insulinoune insulino--rréésistancesistance
augmentent avec laugmentent avec l’’âgeâge
Shikomata and coll. Age as independant determinant of glucose toShikomata and coll. Age as independant determinant of glucose tolerance Diabetes 1991; 40:44lerance Diabetes 1991; 40:44--5151
EstEst--ce causce causéé par le seul effet de lpar le seul effet de l’’âge ou parâge ou par
dd’’autres causes associautres causes associéées au vieillissement ?es au vieillissement ?
–– ObObéésitsitéé ou prise de poids ?ou prise de poids ?
–– SSéédentaritdentaritéé ou diminution de lou diminution de l’’activitactivitéé physique ?physique ?
–– ……
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PrPréévention par lvention par l’’entraentraîînementnement
physique en fonction de lphysique en fonction de l’’âgeâge
LL’’effet de leffet de l’’âge sur la tolâge sur la toléérance durance du
glucose est gommglucose est gomméé en corrigeanten corrigeant
ll’’obobéésitsitéé et let l’’inactivitinactivitéé..
Zavaroni and coll. Effect of age and environmental factors on glZavaroni and coll. Effect of age and environmental factors on glucoseucose
tolerance and insulin secretion in a worker population.tolerance and insulin secretion in a worker population.
J. Am Geriat Soc 1986;34:271J. Am Geriat Soc 1986;34:271--7575
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PrPréévention par lvention par l’’entraentraîînementnement
physique en fonction de lphysique en fonction de l’’âgeâge
Seals DR and coll. Glucose tolerance in young and older athletesSeals DR and coll. Glucose tolerance in young and older athletes andand
sedentary men J. Appl Physiol 1984; 56: 1521sedentary men J. Appl Physiol 1984; 56: 1521--55
Des sportifs de 60+/Des sportifs de 60+/--2 ans de moyenne d2 ans de moyenne d’’âge sont aussiâge sont aussi
maigre que des sujets jeunes non entramaigre que des sujets jeunes non entraîînnéés.s.
Leur rLeur rééponseponse àà une charge orale de glucose est similaireune charge orale de glucose est similaire
aux deux groupes de sujets jeunes (entraaux deux groupes de sujets jeunes (entraîînnéés et nons et non
entraentraîînnéés) et significativement sups) et significativement supéérieur au grouperieur au groupe
dd’’hommes en bonne santhommes en bonne santéé, du même âge, mais non, du même âge, mais non
entraentraîînnéés.s.
La rLa rééponse de lponse de l’’insuline durant linsuline durant l’é’épreuve de charge enpreuve de charge en
glucose est significativement meilleure (+basse) chezglucose est significativement meilleure (+basse) chez
les deux groupes de sportifs (jeunes et âgles deux groupes de sportifs (jeunes et âgéés) que chezs) que chez
les jeunes non entrales jeunes non entraîînnéés.s.
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PrPréévention par lvention par l’’entraentraîînementnement
physique en fonction de lphysique en fonction de l’’âgeâge
Rogers and coll. Effect of 10 days ofRogers and coll. Effect of 10 days of
inactivity on glucose tolinactivity on glucose toléérance in mastersrance in masters
athletes J.Appl Physiol 1991; 68:1833athletes J.Appl Physiol 1991; 68:1833--77
10 sportifs10 sportifs «« vvééttééransrans »» sur 14 testsur 14 testééss
rréépondirentpondirent àà ll’’inactivitinactivitéé par une largepar une large
augmentation de la raugmentation de la rééponseponse àà ll’’insulineinsuline
lors de llors de l’é’épreuve de charge en glucose etpreuve de charge en glucose et
par une tolpar une toléérance inchangrance inchangéée au glucosee au glucose
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PrPréévention par lvention par l’’entraentraîînementnement
physique en fonction de lphysique en fonction de l’’âgeâge
Rogers and coll. Effect of 10 days ofRogers and coll. Effect of 10 days of
inactivity on glucose tolinactivity on glucose toléérance in mastersrance in masters
athletes J.Appl Physiol 1991; 68:1833athletes J.Appl Physiol 1991; 68:1833--77
4 sportifs4 sportifs «« vvééttééransrans »» sur 14 testsur 14 testééss
montrmontrèèrent lors de lrent lors de l’é’épreuve de charge enpreuve de charge en
glucose une diminution significative de laglucose une diminution significative de la
toltoléérance au glucoserance au glucose
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PrPréévention par lvention par l’’entraentraîînementnement
physique en fonction de lphysique en fonction de l’’âgeâge
Rogers and coll. proposent en conclusion:Rogers and coll. proposent en conclusion:
LL’’exercice rexercice réégulier prgulier préévient levient le
ddééveloppement dveloppement d’’une rune réésistance asistance a
ll’’insuline et dinsuline et d’’une intolune intoléérance au glucoserance au glucose
Une prUne préédisposition gdisposition géénnéétique au DNIDtique au DNID
peut être contrpeut être contréée par un exercicee par un exercice
physique rphysique rééguliergulier
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RRééversibilitversibilitéé de lde l’’insulinorinsulinoréésistance,sistance,
de lde l’’intolintoléérance au glucose et du DNIDrance au glucose et du DNID
par lpar l’’entraentraîînement physiquenement physique
Effets de lEffets de l’’exercice chez le sujet jeune et sainexercice chez le sujet jeune et sain
Baisse de la tolBaisse de la toléérance au glucose et exercicerance au glucose et exercice
DNID et exercice physiqueDNID et exercice physique
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RRééversibilitversibilitéé de lde l’’insulinorinsulinoréésistance,sistance,
de lde l’’intolintoléérance au glucose et du DNIDrance au glucose et du DNID
par lpar l’’entraentraîînement physiquenement physique
Effets de lEffets de l’’exercice chez le sujet jeune et sainexercice chez le sujet jeune et sain
–– rrééduit la rduit la rééponse de lponse de l’’insuline lors dinsuline lors d’’une charge enune charge en
glucoseglucose
–– amamééliore lliore l’’action de laction de l’’insuline et maintient uneinsuline et maintient une
toltoléérance normale du glucoserance normale du glucose
–– accaccééllèère la consommation du glucose plasmatiquere la consommation du glucose plasmatique
avec une relation directe entre la consommation duavec une relation directe entre la consommation du
corps entier et des muscles squelettiquescorps entier et des muscles squelettiques
–– prpréévient les hypoglycvient les hypoglycéémies postmies post--prandialesprandiales
Rodnick and coll. Improved insulin action in muscle, liver and aRodnick and coll. Improved insulin action in muscle, liver and adipose tissue in physicallydipose tissue in physically
trained human subjects. Am. J. Physiol 1987;253:E489trained human subjects. Am. J. Physiol 1987;253:E489--E495E495
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RRééversibilitversibilitéé de lde l’’intolintoléérance aurance au
glucose par lglucose par l’’entraentraîînement physique ?nement physique ?
InactivitInactivitéé du sujet âgdu sujet âgéé facilite rfacilite réésistancesistance
àà ll’’insuline et intolinsuline et intoléérance au glucose.rance au glucose.
Zavaroni and coll. Effect of age and environmental factors on glZavaroni and coll. Effect of age and environmental factors on glucose tolerance and insulinucose tolerance and insulin
secretion in a worker population. J. Am Geriat Soc 1986;34:271secretion in a worker population. J. Am Geriat Soc 1986;34:271--7575
Effets de lEffets de l’’exercice sur la tolexercice sur la toléérance aurance au
glucose si suffisamment intense (50glucose si suffisamment intense (50 àà
75% de FC de r75% de FC de rééserve)serve)
Les effets ne sont patents quLes effets ne sont patents qu’’apraprèès 1 ans 1 an
Holloszy and coll. Effects ofexercise on glucose tolerance and iHolloszy and coll. Effects ofexercise on glucose tolerance and insulin resistance. Acta Med Scandnsulin resistance. Acta Med Scand
Suppl 1986; 711:55Suppl 1986; 711:55--6565
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RRééversibilitversibilitéé dd’’un DNID (type II) parun DNID (type II) par
ll’’entraentraîînement physique ?nement physique ?
ComplexitComplexitéé desdes éétudes:tudes:
–– Programmes dProgrammes d’’entraentraîînementnement (dur(duréée, intensite, intensitéé...)...)
–– Inclusion des sujetsInclusion des sujets (diab(diabèète +/te +/-- ancien et +/ancien et +/-- sséévvèère)re)
PourPour ééviter ces biais et problviter ces biais et problèèmes diffmes difféérentsrents
auteurs ont rauteurs ont rééalisaliséés dess des éétudes sur de longuestudes sur de longues
ppéériodes (12 semainesriodes (12 semaines àà 1 an) avec des1 an) avec des
groupes de patients le plus homoggroupes de patients le plus homogèène possiblene possible
Dela F and coll. InsulinDela F and coll. Insulin--stimulated muscle glucose clearance in patients with NIDDM. Diabstimulated muscle glucose clearance in patients with NIDDM. Diabetesetes
1995 44:10101995 44:1010--2020
Holloszy and coll. Effects of exercise on glucose tolerance andHolloszy and coll. Effects of exercise on glucose tolerance and insulin resistance. Acta Med Scandinsulin resistance. Acta Med Scand
Suppl 1986; 711:55Suppl 1986; 711:55--6565
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RRééversibilitversibilitéé dd’’un DNID (type II)un DNID (type II)
par lpar l’’entraentraîînement physique ?nement physique ?
Test de charge
50
100
150
200
250
300
0 30 60 90 120 150 180
Temps (minutes)
glycémie(mg/100ml)
Holloszy and coll. Effects of exercise on glucose tolerance andHolloszy and coll. Effects of exercise on glucose tolerance and insulin resistance.insulin resistance.
Acta Med Scand Suppl 1986; 711:55Acta Med Scand Suppl 1986; 711:55--6565
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avant
après
Test de charge
0
50
100
150
200
250
0 30 60 90 120 150 180
Temps (minutes)
insulinémie(µU/ml)
avant
après
MMéécanismes dcanismes d’’actionaction
Notion dNotion d’’entraentraîînementnement
Contrôle de la masse grasseContrôle de la masse grasse
Contrôle de la masse musculaireContrôle de la masse musculaire
DDéébit sanguin musculaire et insulinebit sanguin musculaire et insuline
DensitDensitéé des rdes réécepteurscepteurs àà ll’’insulineinsuline
ProtProtééines transporteuses de glucoseines transporteuses de glucose
Contrôle enzymatiqueContrôle enzymatique
DensitDensitéé capillaire et type de fibrescapillaire et type de fibres
Contrôle des acides gras libres plasmatiquesContrôle des acides gras libres plasmatiques
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De lDe l’’entraentraîînement par lenement par le
principe de surchargeprincipe de surcharge
–– IntIntèègre la notion de rgre la notion de rééititéération de laration de la
chargecharge
TypeType
FrFrééquencequence
DurDurééee
IntensitIntensitéé
–– IntIntèègre la notion de rgre la notion de réécupcupéérationration
Type (active ou passive)Type (active ou passive)
DurDurééee
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Notions dNotions d’’entraentraîînementnement
LL’’entraentraîînement peut avoir des effets:nement peut avoir des effets:
–– ImmImméédiatsdiats
–– RetardRetardééss
Dans le cadre de lDans le cadre de l’’action de laction de l’’insuline:insuline:
–– EffetEffet «« insulininsulin--likelike »» rrééversibleversible àà ll’’arrêtarrêt
–– Augmentation de la synthAugmentation de la synthèèse du glycogse du glycogèènene
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Adaptation aux stimulationsAdaptation aux stimulations
fatigue
récupération
surcompensation
temps
niveau
progression
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FC max
VO260
100
190
1,2 l/mn
1,9 l/mn
FC en fonction de la puissance chez
2 sujets d’aptitude différente
3,9 l/mn
2,4 l/mn
100%
125
Travail à 50%
50% de FCmax=95
FCR=FCmax-FC=130
50% de FCR=65
Zone cible= 125/mn
CrossCross--trainingtraining
VO2 max peut-être indifféremment étudiée sur
tapis roulant ou sur ergocycle
Le seuil est l’outil précieux de l’entraînement
L’entraînement retarde l’apparition du seuil
Le vélo n’améliore le seuil que du vélo
La course à pied améliore le seuil des 2
Le seuil semble plus précoce sur vélo
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Contrôle de la masse grasseContrôle de la masse grasse
LL’’accumulation de graisse autour de laaccumulation de graisse autour de la
ceinture abdominale aggrave laceinture abdominale aggrave la
rréésistancesistance àà ll’’insulineinsuline
DiffDifféérentesrentes éétudes dtudes déémontrent les effetsmontrent les effets
de lde l’’entraentraîînement:nement:
–– Holloszy: perte en moyenne de 4,1 kgHolloszy: perte en moyenne de 4,1 kg
–– Dengel: amDengel: améélioration suplioration supéérieure si contrôle du poids en plus de lrieure si contrôle du poids en plus de l’’exerciceexercice
–– Pour certains: lPour certains: l’’exercice seul amexercice seul amééliore lliore l’’action de laction de l’’insulineinsuline
–– Pour dPour d’’autres: la perte de poids amautres: la perte de poids amééliore la tolliore la toléérance au glucoserance au glucose
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Contrôle de la masse musculaireContrôle de la masse musculaire
LL’’augmentation de la masse musculaire:augmentation de la masse musculaire:
–– augmente le volume de stockage du glucoseaugmente le volume de stockage du glucose
–– facilite la clairance du glucosefacilite la clairance du glucose
–– rrééduit les besoins en insuline pour maintenirduit les besoins en insuline pour maintenir
une tolune toléérance en glucose normalerance en glucose normale
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Stimulation du dStimulation du déébit musculaire parbit musculaire par
ll’’insulineinsuline
LL’’insuline:insuline:
–– accaccééllèère la consommation du glucose du musclere la consommation du glucose du muscle
–– augmente aussi le daugmente aussi le déébit sanguin localbit sanguin local
–– participeparticipe àà un certain degrun certain degréé de vasodilatationde vasodilatation
LL’’activitactivitéé physique et lphysique et l’’entraentraîînement :nement :
–– augmentent le daugmentent le déébit sanguin musculairebit sanguin musculaire
–– augmentent la consommation de glucoseaugmentent la consommation de glucose
–– facilitent la capillarisation et la diminution desfacilitent la capillarisation et la diminution des
rréésistances psistances péériphriphéériquesriques
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DensitDensitéé des rdes réécepteurscepteurs àà ll’’InsulineInsuline
Dohm et coll.: AM J Physiol 1987Dohm et coll.: AM J Physiol 1987
AprAprèès 4 sem ds 4 sem d’’entraentraîînement (chez le rat)nement (chez le rat)
–– montrent une augmentation du nombre de rmontrent une augmentation du nombre de réécepteurcepteur
–– ne montrent pas de modification dne montrent pas de modification d’’affinitaffinitéé
Bonen et coll. : AM J Physiol 1986Bonen et coll. : AM J Physiol 1986
–– augmentent le lien de laugmentent le lien de l’’insuline sur les rinsuline sur les réécepteurscepteurs
–– sauf pour le foie et les portions blanches des musclessauf pour le foie et les portions blanches des muscles
Ces notions ne sont pas documentCes notions ne sont pas documentéées chezes chez
ll’’hommehomme
I
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ProtProtééines de transport du Glucoseines de transport du Glucose
Deux isoformes de transporteurs existentDeux isoformes de transporteurs existent
–– GLUT 4GLUT 4
intracellulaireintracellulaire àà ll’é’état basaltat basal
au niveau de la membrane sous lau niveau de la membrane sous l’’effet de leffet de l’’insulineinsuline
–– GLUT 1GLUT 1
non stimulnon stimuléé par lpar l’’insulineinsuline
GLUT 4 est augmentGLUT 4 est augmentéé par lpar l’’entraentraîînementnement
–– des rats sains et rdes rats sains et réésistantssistants àà ll’’insulineinsuline
–– des sujets jeunes en bonne santdes sujets jeunes en bonne santéé
–– des sdes séédentaires ddentaires d’’âge moyen et des DNIDâge moyen et des DNID
NB: lNB: l’’augmentation ne correspond pasaugmentation ne correspond pas àà la correction dla correction d’’unun
ddééficit, maisficit, mais àà une compensation dune compensation d’’un dun dééfaut de transportfaut de transport
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Enzymes de la glycolyseEnzymes de la glycolyse
La Glycolyse dLa Glycolyse déébute par la phosphorylationbute par la phosphorylation
–– GlucoseGlucose GlucoseGlucose --66-- PhosphatePhosphate
En prEn préésence dsence d’’hexokinasehexokinase
LL’’hexokinase pouvant être inhibhexokinase pouvant être inhibéée par lae par la
production de G6Pproduction de G6P
Les enzymes augmententLes enzymes augmentent éégalementgalement
–– La suite de la glycolyse est plus facileLa suite de la glycolyse est plus facile
–– G6P ne peutG6P ne peut «« ss’’accumuleraccumuler »»
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Types de fibres musculaires et densitTypes de fibres musculaires et densitéé
capillairecapillaire
Les sujets obLes sujets obèèses et/ou DNID prses et/ou DNID préésententsentent
–– Moins de fibres de type IMoins de fibres de type I
Lente (slow twitch)Lente (slow twitch)
Oxydative (forte densitOxydative (forte densitéé capillaire)capillaire)
Peu glycolytiquePeu glycolytique
–– Un plus grand % de fibres de type II bUn plus grand % de fibres de type II b
Haut pouvoir glycolytiqueHaut pouvoir glycolytique
Peu oxydative (faible densitPeu oxydative (faible densitéé capillaire)capillaire)
LL’’entraentraîînement anement aéérobie:robie:
–– augmente plus les fibres II a (intermaugmente plus les fibres II a (interméédiaires)diaires)
–– diminue les II bdiminue les II b
–– augmente la densitaugmente la densitéé capillairecapillaire
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Contrôle des acides gras libresContrôle des acides gras libres
plasmatiquesplasmatiques
Les sujets obLes sujets obèèses et/ou DNID semblentses et/ou DNID semblent
–– incapables de rincapables de rééguler le taux circulant dguler le taux circulant d’’AGLAGL
Par rPar réésistancesistance àà ll’’insulineinsuline
AboutissantAboutissant àà une nune nééoglucogoglucogéénnèèse et une production hse et une production héépatique depatique de
glucoseglucose
La taille des adipocytes est inversement proportionnelleLa taille des adipocytes est inversement proportionnelle àà::
–– La densitLa densitéé des rdes réécepteurscepteurs àà ll’’insulineinsuline
–– La stimulation du transport du glucose par lLa stimulation du transport du glucose par l’’insulineinsuline
–– LL’’oxydationoxydation
LL’’incapacitincapacitéé de lde l’’insulineinsuline àà rrééguler les AGL semble donc liguler les AGL semble donc liéée:e:
–– au manque de contrôle de leur libau manque de contrôle de leur libéérationration àà partir des adipocytespartir des adipocytes
–– àà la diminution de lla diminution de l’’inhibition de linhibition de l’’hormonehormone«« sensitive lipasesensitive lipase »»
(lypolytique)(lypolytique)
–– àà la perte du contrôle de la rela perte du contrôle de la re--estestéérification des AGLrification des AGL
–– àà la taille de ces adipocytesla taille de ces adipocytes
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SusceptibilitSusceptibilitéé ggééniquenique
dans la rdans la rééponseponse àà
ll’’entraentraîînementnement
Rôle de lRôle de l’’hhéérrééditditéé et duet du
patrimoine gpatrimoine géénnéétiquetique
I
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Rôle du patrimoineRôle du patrimoine
ggéénnéétiquetique
ou susceptibilitou susceptibilitéé ggéénique dans la rnique dans la rééponseponse àà ll’’entraentraîînementnement
Rappels et dRappels et dééfinitions:finitions:
–– GGéénotype: combinaison originale des gnotype: combinaison originale des gèènesnes
exprimexprimééss
–– PhPhéénotype:notype: éétat physiologique ou pathologiquetat physiologique ou pathologique
dd’’un individu (propriun individu (propriééttéés fonctionnelles dess fonctionnelles des
organes)organes)
–– Il existe une influence du gIl existe une influence du géénotype sur lenotype sur le
phphéénotypenotype
–– LL’é’état dtat d’’entraentraîînement se caractnement se caractéérise par unrise par un
phphéénotype particuliernotype particulier
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Influence du gInfluence du géénotype surnotype sur
ll’’entraentraîînementnement
susceptibilitsusceptibilitéé ggéénique dans la rnique dans la rééponseponse àà ll’’entraentraîînementnement
PrPréédisposition initiale gestuelle etdisposition initiale gestuelle et
coordinationcoordination
PrPréécocitcocitéé des rdes rééponsesponses àà ll’’entraentraîînementnement
Importance des rImportance des rééponsesponses àà ll’’entraentraîînementnement
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Etude HERITAGEEtude HERITAGE
((HEalth RIsk and GEneticsHEalth RIsk and GEnetics))
susceptibilitsusceptibilitéé ggéénique dans la rnique dans la rééponseponse àà ll’’entraentraîînementnement
EntraEntraîînement standard:nement standard:
–– %VO2 pendant 20 semaines%VO2 pendant 20 semaines
Plus de 700 sujets,Plus de 700 sujets,
–– tous âges, toutes races, des deux sexestous âges, toutes races, des deux sexes
Influence des rInfluence des rééponsesponses àà
ll’’entraentraîînementnement
I
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RRéésultats de lsultats de l’é’étudetude
HERITAGEHERITAGE
susceptibilitsusceptibilitéé ggéénique dans la rnique dans la rééponseponse àà ll’’entraentraîînementnement
RRééponses de VO2 max:ponses de VO2 max:
–– Faibles rFaibles réépondeurs prpondeurs préécocescoces
–– Faibles rFaibles réépondeurs tardifspondeurs tardifs
–– Forts rForts réépondeurs prpondeurs préécocescoces
–– Forts rForts réépondeurs tardifspondeurs tardifs
Aucune influenceAucune influence
–– de lde l’’âge, de la race, ou du sexeâge, de la race, ou du sexe
Aucune influence du niveau initialAucune influence du niveau initial
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RRééponse individuelleponse individuelle àà
ll’’entraentraîînementnement
susceptibilitsusceptibilitéé ggéénique dans la rnique dans la rééponseponse àà ll’’entraentraîînementnement
DifficileDifficile àà prpréédire, multifactorielledire, multifactorielle
Influence de lInfluence de l’’interaction de nombreuxinteraction de nombreux
ggèènes entre eux et avecnes entre eux et avec
ll’’environnementenvironnement
Influence dInfluence d’’un programmeun programme
dd’’entraentraîînement cohnement cohéérent et adaptrent et adaptéé
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RRéésumsuméé::
InactivitInactivitéé physique etphysique et
prpréédisposition gdisposition géénnéétiquetique
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Sédentarité
Prédisposition génétique
Augmentation du stockage TGL
Hypertrophie adipocyte
Résistance adipocytes à l’insuline
Diminution de la clairance plasmatique des AGL
Résistance musculaire à l’insuline
Hyperinsulinisme
Augmentation de la néoglucogenèse
Augmente la consommation de glucose hépatique
Hyperglycémie et DNID
Toxicité du
glucose
Diminution de la stimulation de la
clairance du glucose par l’insuline
Perturbation pancréatique
Déficit en insuline
Réduit la clairance du glucose
ConclusionConclusion
Effets bEffets béénnééfiques de lfiques de l’’entraentraîînementnement
–– PrPrééventionvention
–– TraitementTraitement
sont progressivementsont progressivement
identifiidentifiééss
admisadmis
utilisutilisééss……
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ConclusionConclusion
Effets bEffets béénnééfiques de lfiques de l’’entraentraîînementnement
–– sont fragilessont fragiles
–– sont dsont déégradgradéés rapidement ds rapidement dèès ls l’’arrêtarrêt
–– ddéépendent de la motivation, du renouvellementpendent de la motivation, du renouvellement
des effortsdes efforts……
–– ddéépendent du type, de la durpendent du type, de la duréée, de la fre, de la frééquencequence
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ConclusionConclusion
I
N
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Les exercices doivent être variés…
…et mobiliser la plus grande masse
musculaire possible

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  • 1. DiabDiabèète et sportte et sport Rôle de lRôle de l’’exercice physique dans la prexercice physique dans la préévention etvention et le traitement de la rle traitement de la réésistancesistance àà ll’’insulineinsuline I N S T I T U T Docteur Didier POLIN
  • 2. DiabDiabèète et sportte et sport Sommaire:Sommaire: Postulats: Glucose, Glucagon, Insuline, DNIDPostulats: Glucose, Glucagon, Insuline, DNID PrPréévention par lvention par l’’activitactivitéé physiquephysique RRééversibilitversibilitéé par lpar l’’activitactivitéé physiquephysique MMéécanismes dcanismes d’’actionaction GGéénnéétique et prtique et préédispositiondisposition àà ll’’entraentraîînementnement ConclusionConclusion I N S T I T U T
  • 3. PostulatPostulat --11-- : Glucose au repos: Glucose au repos Le glucose joue un rôle mineur dans leLe glucose joue un rôle mineur dans le mméétabolisme musculaire au repostabolisme musculaire au repos Le glucose est vital pour le mLe glucose est vital pour le méétabolismetabolisme ccéérréébralbral àà ll’é’état basaltat basal Portmans J. Oxydation du glucose au cours de lPortmans J. Oxydation du glucose au cours de l’’exercice.exercice. MMéétabolismes atabolismes aéérobies. Biorobies. Bioéénergnergéétique de ltique de l’’exercice musculaire et deexercice musculaire et de ll’’entraentraîînement physique. PUF Ed le biologiste chap II ;146nement physique. PUF Ed le biologiste chap II ;146--217217 I N S T I T U T
  • 4. PostulatPostulat --22-- : Insuline: Insuline rrééduit la libduit la libéération hration héépatique dupatique du glucoseglucose augmente la consommation des tissusaugmente la consommation des tissus ppéériphriphéériques sensiblesriques sensibles –– Muscles = + de 90% de la clairance dMuscles = + de 90% de la clairance d’’uneune charge orale ou intraveineuse en glucosecharge orale ou intraveineuse en glucose Baron and coll. Rates and tissue sites of noBaron and coll. Rates and tissue sites of no--insulin and insulininsulin and insulin-- mediated glucose uptake in humans. Am J Physiol 1988;255mediated glucose uptake in humans. Am J Physiol 1988;255 I N S T I T U T
  • 5. PostulatPostulat--33--:Insulino:Insulino--RRéésistancesistance incapacitincapacitéé pour un taux normal depour un taux normal de produire une rproduire une rééponse biologique adaptponse biologique adaptééee ddéépend de la sensibilitpend de la sensibilitéé et de la capacitet de la capacitéé de rde rééponseponse (affinit(affinitéé et nombre des ret nombre des réécepteurs)cepteurs) Khan CR. Insuline resistance, insuline insensitivity and insulinKhan CR. Insuline resistance, insuline insensitivity and insulin unresponsiveness: a necessary distinction. Metabolism 1978unresponsiveness: a necessary distinction. Metabolism 1978 Suppl 2:1893Suppl 2:1893--902902 I N S T I T U T
  • 6. PostulatPostulat--44--:: Manifestations deManifestations de la rla réésistancesistance àà ll’’insuline:insuline: HyperinsulinismeHyperinsulinisme TolToléérance imparfaite au glucoserance imparfaite au glucose –– Taux circulant plus haut que la normaleTaux circulant plus haut que la normale –– Augmentation du risque vasculaire etAugmentation du risque vasculaire et tensionneltensionnel –– PrPrééccèède le dde le dééveloppement du diabveloppement du diabèètete Ivy JL Exercise and Insuline resistance Sports Med 1997 Nov 24(5Ivy JL Exercise and Insuline resistance Sports Med 1997 Nov 24(5): 321): 321--336336 I N S T I T U T
  • 7. PostulatPostulat --55--: Autre(s) rôle(s) de l: Autre(s) rôle(s) de l’’insulineinsuline (m(mééconnus et/ou sousconnus et/ou sous--estimestiméés)s) A . A .A . A . Free Fat AcidFree Fat Acid RRééservesserves IGF1IGF1 I N S T I T U T
  • 8. PostulatPostulat --66-- : Glucose et exercice: Glucose et exercice Le maintien de la glycLe maintien de la glycéémie artmie artéériellerielle est observest observéé pendant lpendant l’’exerciceexercice La mesure de la diffLa mesure de la difféérence artrence artéériorio-- veineuse en glucose montreveineuse en glucose montre ll’’accroissement de la captation duaccroissement de la captation du glucose sanguin par le muscleglucose sanguin par le muscle àà ll’’efforteffort LL’’extraction du glucose dextraction du glucose déépend depend de ll’’intensitintensitéé de lde l’’efforteffort I N S T I T U T
  • 9. PostulatPostulat --66--: Glucose et exercice: Glucose et exercice I N S T I T U T Evolution du glucose sanguin 0 1 2 3 4 5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 minutes mmol.l-1 50 w 100 w 150 w 200 w 300 W Artère Veine
  • 10. PostulatPostulat --66--: Glucose et exercice: Glucose et exercice I N S T I T U T Captation du glucose en fonction de l'effort 0 1 2 3 4 0 10 20 30 40 minutes mmol.mn-1 repos 65 w 130 w 200 w 200 w 130 w 65 W glucose 80 60 40 20 VO2 L’exercice constitue un stimulus « insuline like » pour la captation du glucose par le muscle
  • 11. PostulatPostulat--77--:Insuline, Glucagon et:Insuline, Glucagon et exerciceexercice • L’exercice constitue un stimulus « insuline like » pour la captation du glucose par le muscle. • La diminution de l’insuline plasmatique sous l’effet de l’exercice est liée à une diminution de sécrétion. • Il est nécessaire d’avoir au moins 30’ d’effort pour qu’une baisse de l’insulinémie soit objective. • Il faut des efforts prolongés > à 1 heure pour augmenter de façon significative la concentration plasmatique du Glucagon. I N S T I T U T
  • 12. PostulatPostulat --88--: Diab: Diabèète Nonte Non Insulino DInsulino Déépendantpendant DNID (type II)DNID (type II) Aggravation dans les pays industrialisAggravation dans les pays industrialisééss Plus important chez le sujet âgPlus important chez le sujet âgéé 80% ont un surpoids ou sont ob80% ont un surpoids ou sont obèèsesses RRééduction de la qualitduction de la qualitéé et deet de ll’’espespéérance de vierance de vie I N S T I T U T
  • 13. PrPréévention de lvention de l’’insulinorinsulinoréésistance,sistance, de lde l’’intolintoléérance au glucose et durance au glucose et du DNID par lDNID par l’’entraentraîînement physiquenement physique BedBed--rest studiesrest studies EtudeEtude éépidpidéémiologiquesmiologiques Comparaison des classes dComparaison des classes d’’âgesâges I N S T I T U T
  • 14. PrPréévention par lvention par l’’entraentraîînementnement physique :physique : BedBed--rest studiesrest studies BedBed--rest studiesrest studies –– MusculoMusculo--rréésistancesistance àà ll’’insulineinsuline –– DDèès le 3s le 3èème jourme jour –– Chez le sujet en bonne santChez le sujet en bonne santéé –– Aggravation chez le sujet obAggravation chez le sujet obèèsese –– Diminue significativement avec lDiminue significativement avec l’’exerciceexercice Myllynen and coll. Glucose intolerance and insulin resistance acMyllynen and coll. Glucose intolerance and insulin resistance accompany immobilizationcompany immobilization Acta Med Scand 1987 222: 75Acta Med Scand 1987 222: 75--8181 Mikines KJ and coll. Seven days of bed rest decrease insulin actMikines KJ and coll. Seven days of bed rest decrease insulin action on glucose uptake in leg andion on glucose uptake in leg and whole body J. Applied Physiol 1991 70: 1245whole body J. Applied Physiol 1991 70: 1245--5454 I N S T I T U T
  • 15. PrPréévention par lvention par l’’entraentraîînementnement physique :physique : EtudesEtudes éépidpidéémiologiquesmiologiques Kiribati (Pacifique)Kiribati (Pacifique) King and coll. Risk factors for diabetes in three pacific populaKing and coll. Risk factors for diabetes in three pacific populationstions Am J Epidemiol 1984 119: 396Am J Epidemiol 1984 119: 396--409409 Ile MauriceIle Maurice DOWSES GK and coll. Abdominal obesity and physical inactivity arDOWSES GK and coll. Abdominal obesity and physical inactivity are risk factor for NIDDM and impaired glucosee risk factor for NIDDM and impaired glucose tolerance in Indian, Creole and Chinese Mauritians. Diabetes Catolerance in Indian, Creole and Chinese Mauritians. Diabetes Care 1991; 14: 271re 1991; 14: 271--8282 6 000 hommes pendant 14 ans6 000 hommes pendant 14 ans Helmrich and coll. Physical activity and reduced occurrence of NHelmrich and coll. Physical activity and reduced occurrence of NIDDMIDDM N Engl. J Med 1991; 395:147N Engl. J Med 1991; 395:147--5252 87 253 femmes pendant 8 ans87 253 femmes pendant 8 ans Manson and coll. Physical activity and incidence of NIDDM in womManson and coll. Physical activity and incidence of NIDDM in womenen Lancet 1991; 338:774Lancet 1991; 338:774--88 I N S T I T U T
  • 16. PrPréévention par lvention par l’’entraentraîînementnement physique :physique : EtudesEtudes éépidpidéémiologiquesmiologiques Kiribati (Pacifique)Kiribati (Pacifique) –– Le niveau dLe niveau d’’activitactivitéé des urbains/rurauxdes urbains/ruraux est significativement plus basest significativement plus bas –– La prLa préévalence du diabvalence du diabèète y est 3 foiste y est 3 fois plus grandeplus grande King and coll. Risk factors for diabetes in three pacific populaKing and coll. Risk factors for diabetes in three pacific populationstions Am J Epidemiol 1984 119: 396Am J Epidemiol 1984 119: 396--409409 I N S T I T U T
  • 17. PrPréévention par lvention par l’’entraentraîînementnement physique :physique : EtudesEtudes éépidpidéémiologiquesmiologiques Ile MauriceIle Maurice –– PrPréévalence du DNID et de lvalence du DNID et de l’’intolintoléérancerance au glucose significativement plusau glucose significativement plus basse chez les individus actifsbasse chez les individus actifs –– Quelque soit lQuelque soit l’’origine ethnique et/ou leorigine ethnique et/ou le sexesexe DOWSES GK and coll. Abdominal obesity and physical inactivity arDOWSES GK and coll. Abdominal obesity and physical inactivity are risk factor for NIDDM ande risk factor for NIDDM and impaired glucose tolerance in Indian, Creole and Chinese Mauritimpaired glucose tolerance in Indian, Creole and Chinese Mauritians.ians. Diabetes Care 1991; 14: 271Diabetes Care 1991; 14: 271--8282 I N S T I T U T
  • 18. PrPréévention par lvention par l’’entraentraîînementnement physique :physique : EtudesEtudes éépidpidéémiologiquesmiologiques 6 000 hommes pendant 14 ans6 000 hommes pendant 14 ans –– 202 ont d202 ont dééveloppveloppéé un diabun diabèètete –– LL’’incidence de diabincidence de diabèète par tranche dte par tranche d’’âge diminueâge diminue avec lavec l’’augmentation de laugmentation de l’’activitactivitéé par semainepar semaine –– LL’’effet protecteur de leffet protecteur de l’’activitactivitéé physique semble liphysique semble liéé en partieen partie àà une prise de poids moindreune prise de poids moindre –– LL’’effet de leffet de l’’activitactivitéé physique est dphysique est d’’autant plusautant plus favorable que le risque de DNID estfavorable que le risque de DNID est éélevlevéé Helmrich and coll. Physical activity and reduced occurrence of NHelmrich and coll. Physical activity and reduced occurrence of NIDDMIDDM N Engl. J Med 1991; 395:147N Engl. J Med 1991; 395:147--5252 I N S T I T U T
  • 19. PrPréévention par lvention par l’’entraentraîînementnement physique :physique : EtudesEtudes éépidpidéémiologiquesmiologiques 87 253 femmes pendant 8 ans87 253 femmes pendant 8 ans –– 1303 cas de DNID1303 cas de DNID –– Risque 35% moindre si exerciceRisque 35% moindre si exercice ««vigoureuxvigoureux»» au moins une fois parau moins une fois par semainesemaine Manson and coll. Physical activity and incidence of NIDDM in womManson and coll. Physical activity and incidence of NIDDM in womenen Lancet 1991; 338:774Lancet 1991; 338:774--88 I N S T I T U T
  • 20. PrPréévention par lvention par l’’entraentraîînementnement physique en fonction de lphysique en fonction de l’’âgeâge La diminution de lLa diminution de l’’efficacitefficacitéé de lde l’’insuline et leinsuline et le ddééveloppement dveloppement d’’une insulinoune insulino--rréésistancesistance augmentent avec laugmentent avec l’’âgeâge Shikomata and coll. Age as independant determinant of glucose toShikomata and coll. Age as independant determinant of glucose tolerance Diabetes 1991; 40:44lerance Diabetes 1991; 40:44--5151 EstEst--ce causce causéé par le seul effet de lpar le seul effet de l’’âge ou parâge ou par dd’’autres causes associautres causes associéées au vieillissement ?es au vieillissement ? –– ObObéésitsitéé ou prise de poids ?ou prise de poids ? –– SSéédentaritdentaritéé ou diminution de lou diminution de l’’activitactivitéé physique ?physique ? –– …… I N S T I T U T
  • 21. PrPréévention par lvention par l’’entraentraîînementnement physique en fonction de lphysique en fonction de l’’âgeâge LL’’effet de leffet de l’’âge sur la tolâge sur la toléérance durance du glucose est gommglucose est gomméé en corrigeanten corrigeant ll’’obobéésitsitéé et let l’’inactivitinactivitéé.. Zavaroni and coll. Effect of age and environmental factors on glZavaroni and coll. Effect of age and environmental factors on glucoseucose tolerance and insulin secretion in a worker population.tolerance and insulin secretion in a worker population. J. Am Geriat Soc 1986;34:271J. Am Geriat Soc 1986;34:271--7575 I N S T I T U T
  • 22. PrPréévention par lvention par l’’entraentraîînementnement physique en fonction de lphysique en fonction de l’’âgeâge Seals DR and coll. Glucose tolerance in young and older athletesSeals DR and coll. Glucose tolerance in young and older athletes andand sedentary men J. Appl Physiol 1984; 56: 1521sedentary men J. Appl Physiol 1984; 56: 1521--55 Des sportifs de 60+/Des sportifs de 60+/--2 ans de moyenne d2 ans de moyenne d’’âge sont aussiâge sont aussi maigre que des sujets jeunes non entramaigre que des sujets jeunes non entraîînnéés.s. Leur rLeur rééponseponse àà une charge orale de glucose est similaireune charge orale de glucose est similaire aux deux groupes de sujets jeunes (entraaux deux groupes de sujets jeunes (entraîînnéés et nons et non entraentraîînnéés) et significativement sups) et significativement supéérieur au grouperieur au groupe dd’’hommes en bonne santhommes en bonne santéé, du même âge, mais non, du même âge, mais non entraentraîînnéés.s. La rLa rééponse de lponse de l’’insuline durant linsuline durant l’é’épreuve de charge enpreuve de charge en glucose est significativement meilleure (+basse) chezglucose est significativement meilleure (+basse) chez les deux groupes de sportifs (jeunes et âgles deux groupes de sportifs (jeunes et âgéés) que chezs) que chez les jeunes non entrales jeunes non entraîînnéés.s. I N S T I T U T
  • 23. PrPréévention par lvention par l’’entraentraîînementnement physique en fonction de lphysique en fonction de l’’âgeâge Rogers and coll. Effect of 10 days ofRogers and coll. Effect of 10 days of inactivity on glucose tolinactivity on glucose toléérance in mastersrance in masters athletes J.Appl Physiol 1991; 68:1833athletes J.Appl Physiol 1991; 68:1833--77 10 sportifs10 sportifs «« vvééttééransrans »» sur 14 testsur 14 testééss rréépondirentpondirent àà ll’’inactivitinactivitéé par une largepar une large augmentation de la raugmentation de la rééponseponse àà ll’’insulineinsuline lors de llors de l’é’épreuve de charge en glucose etpreuve de charge en glucose et par une tolpar une toléérance inchangrance inchangéée au glucosee au glucose I N S T I T U T
  • 24. PrPréévention par lvention par l’’entraentraîînementnement physique en fonction de lphysique en fonction de l’’âgeâge Rogers and coll. Effect of 10 days ofRogers and coll. Effect of 10 days of inactivity on glucose tolinactivity on glucose toléérance in mastersrance in masters athletes J.Appl Physiol 1991; 68:1833athletes J.Appl Physiol 1991; 68:1833--77 4 sportifs4 sportifs «« vvééttééransrans »» sur 14 testsur 14 testééss montrmontrèèrent lors de lrent lors de l’é’épreuve de charge enpreuve de charge en glucose une diminution significative de laglucose une diminution significative de la toltoléérance au glucoserance au glucose I N S T I T U T
  • 25. PrPréévention par lvention par l’’entraentraîînementnement physique en fonction de lphysique en fonction de l’’âgeâge Rogers and coll. proposent en conclusion:Rogers and coll. proposent en conclusion: LL’’exercice rexercice réégulier prgulier préévient levient le ddééveloppement dveloppement d’’une rune réésistance asistance a ll’’insuline et dinsuline et d’’une intolune intoléérance au glucoserance au glucose Une prUne préédisposition gdisposition géénnéétique au DNIDtique au DNID peut être contrpeut être contréée par un exercicee par un exercice physique rphysique rééguliergulier I N S T I T U T
  • 26. RRééversibilitversibilitéé de lde l’’insulinorinsulinoréésistance,sistance, de lde l’’intolintoléérance au glucose et du DNIDrance au glucose et du DNID par lpar l’’entraentraîînement physiquenement physique Effets de lEffets de l’’exercice chez le sujet jeune et sainexercice chez le sujet jeune et sain Baisse de la tolBaisse de la toléérance au glucose et exercicerance au glucose et exercice DNID et exercice physiqueDNID et exercice physique I N S T I T U T
  • 27. RRééversibilitversibilitéé de lde l’’insulinorinsulinoréésistance,sistance, de lde l’’intolintoléérance au glucose et du DNIDrance au glucose et du DNID par lpar l’’entraentraîînement physiquenement physique Effets de lEffets de l’’exercice chez le sujet jeune et sainexercice chez le sujet jeune et sain –– rrééduit la rduit la rééponse de lponse de l’’insuline lors dinsuline lors d’’une charge enune charge en glucoseglucose –– amamééliore lliore l’’action de laction de l’’insuline et maintient uneinsuline et maintient une toltoléérance normale du glucoserance normale du glucose –– accaccééllèère la consommation du glucose plasmatiquere la consommation du glucose plasmatique avec une relation directe entre la consommation duavec une relation directe entre la consommation du corps entier et des muscles squelettiquescorps entier et des muscles squelettiques –– prpréévient les hypoglycvient les hypoglycéémies postmies post--prandialesprandiales Rodnick and coll. Improved insulin action in muscle, liver and aRodnick and coll. Improved insulin action in muscle, liver and adipose tissue in physicallydipose tissue in physically trained human subjects. Am. J. Physiol 1987;253:E489trained human subjects. Am. J. Physiol 1987;253:E489--E495E495 I N S T I T U T
  • 28. RRééversibilitversibilitéé de lde l’’intolintoléérance aurance au glucose par lglucose par l’’entraentraîînement physique ?nement physique ? InactivitInactivitéé du sujet âgdu sujet âgéé facilite rfacilite réésistancesistance àà ll’’insuline et intolinsuline et intoléérance au glucose.rance au glucose. Zavaroni and coll. Effect of age and environmental factors on glZavaroni and coll. Effect of age and environmental factors on glucose tolerance and insulinucose tolerance and insulin secretion in a worker population. J. Am Geriat Soc 1986;34:271secretion in a worker population. J. Am Geriat Soc 1986;34:271--7575 Effets de lEffets de l’’exercice sur la tolexercice sur la toléérance aurance au glucose si suffisamment intense (50glucose si suffisamment intense (50 àà 75% de FC de r75% de FC de rééserve)serve) Les effets ne sont patents quLes effets ne sont patents qu’’apraprèès 1 ans 1 an Holloszy and coll. Effects ofexercise on glucose tolerance and iHolloszy and coll. Effects ofexercise on glucose tolerance and insulin resistance. Acta Med Scandnsulin resistance. Acta Med Scand Suppl 1986; 711:55Suppl 1986; 711:55--6565 I N S T I T U T
  • 29. RRééversibilitversibilitéé dd’’un DNID (type II) parun DNID (type II) par ll’’entraentraîînement physique ?nement physique ? ComplexitComplexitéé desdes éétudes:tudes: –– Programmes dProgrammes d’’entraentraîînementnement (dur(duréée, intensite, intensitéé...)...) –– Inclusion des sujetsInclusion des sujets (diab(diabèète +/te +/-- ancien et +/ancien et +/-- sséévvèère)re) PourPour ééviter ces biais et problviter ces biais et problèèmes diffmes difféérentsrents auteurs ont rauteurs ont rééalisaliséés dess des éétudes sur de longuestudes sur de longues ppéériodes (12 semainesriodes (12 semaines àà 1 an) avec des1 an) avec des groupes de patients le plus homoggroupes de patients le plus homogèène possiblene possible Dela F and coll. InsulinDela F and coll. Insulin--stimulated muscle glucose clearance in patients with NIDDM. Diabstimulated muscle glucose clearance in patients with NIDDM. Diabetesetes 1995 44:10101995 44:1010--2020 Holloszy and coll. Effects of exercise on glucose tolerance andHolloszy and coll. Effects of exercise on glucose tolerance and insulin resistance. Acta Med Scandinsulin resistance. Acta Med Scand Suppl 1986; 711:55Suppl 1986; 711:55--6565 I N S T I T U T
  • 30. RRééversibilitversibilitéé dd’’un DNID (type II)un DNID (type II) par lpar l’’entraentraîînement physique ?nement physique ? Test de charge 50 100 150 200 250 300 0 30 60 90 120 150 180 Temps (minutes) glycémie(mg/100ml) Holloszy and coll. Effects of exercise on glucose tolerance andHolloszy and coll. Effects of exercise on glucose tolerance and insulin resistance.insulin resistance. Acta Med Scand Suppl 1986; 711:55Acta Med Scand Suppl 1986; 711:55--6565 I N S T I T U T avant après Test de charge 0 50 100 150 200 250 0 30 60 90 120 150 180 Temps (minutes) insulinémie(µU/ml) avant après
  • 31. MMéécanismes dcanismes d’’actionaction Notion dNotion d’’entraentraîînementnement Contrôle de la masse grasseContrôle de la masse grasse Contrôle de la masse musculaireContrôle de la masse musculaire DDéébit sanguin musculaire et insulinebit sanguin musculaire et insuline DensitDensitéé des rdes réécepteurscepteurs àà ll’’insulineinsuline ProtProtééines transporteuses de glucoseines transporteuses de glucose Contrôle enzymatiqueContrôle enzymatique DensitDensitéé capillaire et type de fibrescapillaire et type de fibres Contrôle des acides gras libres plasmatiquesContrôle des acides gras libres plasmatiques I N S T I T U T
  • 32. De lDe l’’entraentraîînement par lenement par le principe de surchargeprincipe de surcharge –– IntIntèègre la notion de rgre la notion de rééititéération de laration de la chargecharge TypeType FrFrééquencequence DurDurééee IntensitIntensitéé –– IntIntèègre la notion de rgre la notion de réécupcupéérationration Type (active ou passive)Type (active ou passive) DurDurééee I N S T I T U T
  • 33. Notions dNotions d’’entraentraîînementnement LL’’entraentraîînement peut avoir des effets:nement peut avoir des effets: –– ImmImméédiatsdiats –– RetardRetardééss Dans le cadre de lDans le cadre de l’’action de laction de l’’insuline:insuline: –– EffetEffet «« insulininsulin--likelike »» rrééversibleversible àà ll’’arrêtarrêt –– Augmentation de la synthAugmentation de la synthèèse du glycogse du glycogèènene I N S T I T U T
  • 34. I N S T I T U T Adaptation aux stimulationsAdaptation aux stimulations fatigue récupération surcompensation temps niveau progression
  • 35. I N S T I T U T FC max VO260 100 190 1,2 l/mn 1,9 l/mn FC en fonction de la puissance chez 2 sujets d’aptitude différente 3,9 l/mn 2,4 l/mn 100% 125 Travail à 50% 50% de FCmax=95 FCR=FCmax-FC=130 50% de FCR=65 Zone cible= 125/mn
  • 36. CrossCross--trainingtraining VO2 max peut-être indifféremment étudiée sur tapis roulant ou sur ergocycle Le seuil est l’outil précieux de l’entraînement L’entraînement retarde l’apparition du seuil Le vélo n’améliore le seuil que du vélo La course à pied améliore le seuil des 2 Le seuil semble plus précoce sur vélo I N S T I T U T
  • 37. Contrôle de la masse grasseContrôle de la masse grasse LL’’accumulation de graisse autour de laaccumulation de graisse autour de la ceinture abdominale aggrave laceinture abdominale aggrave la rréésistancesistance àà ll’’insulineinsuline DiffDifféérentesrentes éétudes dtudes déémontrent les effetsmontrent les effets de lde l’’entraentraîînement:nement: –– Holloszy: perte en moyenne de 4,1 kgHolloszy: perte en moyenne de 4,1 kg –– Dengel: amDengel: améélioration suplioration supéérieure si contrôle du poids en plus de lrieure si contrôle du poids en plus de l’’exerciceexercice –– Pour certains: lPour certains: l’’exercice seul amexercice seul amééliore lliore l’’action de laction de l’’insulineinsuline –– Pour dPour d’’autres: la perte de poids amautres: la perte de poids amééliore la tolliore la toléérance au glucoserance au glucose I N S T I T U T
  • 38. Contrôle de la masse musculaireContrôle de la masse musculaire LL’’augmentation de la masse musculaire:augmentation de la masse musculaire: –– augmente le volume de stockage du glucoseaugmente le volume de stockage du glucose –– facilite la clairance du glucosefacilite la clairance du glucose –– rrééduit les besoins en insuline pour maintenirduit les besoins en insuline pour maintenir une tolune toléérance en glucose normalerance en glucose normale I N S T I T U T
  • 39. Stimulation du dStimulation du déébit musculaire parbit musculaire par ll’’insulineinsuline LL’’insuline:insuline: –– accaccééllèère la consommation du glucose du musclere la consommation du glucose du muscle –– augmente aussi le daugmente aussi le déébit sanguin localbit sanguin local –– participeparticipe àà un certain degrun certain degréé de vasodilatationde vasodilatation LL’’activitactivitéé physique et lphysique et l’’entraentraîînement :nement : –– augmentent le daugmentent le déébit sanguin musculairebit sanguin musculaire –– augmentent la consommation de glucoseaugmentent la consommation de glucose –– facilitent la capillarisation et la diminution desfacilitent la capillarisation et la diminution des rréésistances psistances péériphriphéériquesriques I N S T I T U T
  • 40. DensitDensitéé des rdes réécepteurscepteurs àà ll’’InsulineInsuline Dohm et coll.: AM J Physiol 1987Dohm et coll.: AM J Physiol 1987 AprAprèès 4 sem ds 4 sem d’’entraentraîînement (chez le rat)nement (chez le rat) –– montrent une augmentation du nombre de rmontrent une augmentation du nombre de réécepteurcepteur –– ne montrent pas de modification dne montrent pas de modification d’’affinitaffinitéé Bonen et coll. : AM J Physiol 1986Bonen et coll. : AM J Physiol 1986 –– augmentent le lien de laugmentent le lien de l’’insuline sur les rinsuline sur les réécepteurscepteurs –– sauf pour le foie et les portions blanches des musclessauf pour le foie et les portions blanches des muscles Ces notions ne sont pas documentCes notions ne sont pas documentéées chezes chez ll’’hommehomme I N S T I T U T
  • 41. ProtProtééines de transport du Glucoseines de transport du Glucose Deux isoformes de transporteurs existentDeux isoformes de transporteurs existent –– GLUT 4GLUT 4 intracellulaireintracellulaire àà ll’é’état basaltat basal au niveau de la membrane sous lau niveau de la membrane sous l’’effet de leffet de l’’insulineinsuline –– GLUT 1GLUT 1 non stimulnon stimuléé par lpar l’’insulineinsuline GLUT 4 est augmentGLUT 4 est augmentéé par lpar l’’entraentraîînementnement –– des rats sains et rdes rats sains et réésistantssistants àà ll’’insulineinsuline –– des sujets jeunes en bonne santdes sujets jeunes en bonne santéé –– des sdes séédentaires ddentaires d’’âge moyen et des DNIDâge moyen et des DNID NB: lNB: l’’augmentation ne correspond pasaugmentation ne correspond pas àà la correction dla correction d’’unun ddééficit, maisficit, mais àà une compensation dune compensation d’’un dun dééfaut de transportfaut de transport I N S T I T U T
  • 42. Enzymes de la glycolyseEnzymes de la glycolyse La Glycolyse dLa Glycolyse déébute par la phosphorylationbute par la phosphorylation –– GlucoseGlucose GlucoseGlucose --66-- PhosphatePhosphate En prEn préésence dsence d’’hexokinasehexokinase LL’’hexokinase pouvant être inhibhexokinase pouvant être inhibéée par lae par la production de G6Pproduction de G6P Les enzymes augmententLes enzymes augmentent éégalementgalement –– La suite de la glycolyse est plus facileLa suite de la glycolyse est plus facile –– G6P ne peutG6P ne peut «« ss’’accumuleraccumuler »» I N S T I T U T
  • 43. Types de fibres musculaires et densitTypes de fibres musculaires et densitéé capillairecapillaire Les sujets obLes sujets obèèses et/ou DNID prses et/ou DNID préésententsentent –– Moins de fibres de type IMoins de fibres de type I Lente (slow twitch)Lente (slow twitch) Oxydative (forte densitOxydative (forte densitéé capillaire)capillaire) Peu glycolytiquePeu glycolytique –– Un plus grand % de fibres de type II bUn plus grand % de fibres de type II b Haut pouvoir glycolytiqueHaut pouvoir glycolytique Peu oxydative (faible densitPeu oxydative (faible densitéé capillaire)capillaire) LL’’entraentraîînement anement aéérobie:robie: –– augmente plus les fibres II a (intermaugmente plus les fibres II a (interméédiaires)diaires) –– diminue les II bdiminue les II b –– augmente la densitaugmente la densitéé capillairecapillaire I N S T I T U T
  • 44. Contrôle des acides gras libresContrôle des acides gras libres plasmatiquesplasmatiques Les sujets obLes sujets obèèses et/ou DNID semblentses et/ou DNID semblent –– incapables de rincapables de rééguler le taux circulant dguler le taux circulant d’’AGLAGL Par rPar réésistancesistance àà ll’’insulineinsuline AboutissantAboutissant àà une nune nééoglucogoglucogéénnèèse et une production hse et une production héépatique depatique de glucoseglucose La taille des adipocytes est inversement proportionnelleLa taille des adipocytes est inversement proportionnelle àà:: –– La densitLa densitéé des rdes réécepteurscepteurs àà ll’’insulineinsuline –– La stimulation du transport du glucose par lLa stimulation du transport du glucose par l’’insulineinsuline –– LL’’oxydationoxydation LL’’incapacitincapacitéé de lde l’’insulineinsuline àà rrééguler les AGL semble donc liguler les AGL semble donc liéée:e: –– au manque de contrôle de leur libau manque de contrôle de leur libéérationration àà partir des adipocytespartir des adipocytes –– àà la diminution de lla diminution de l’’inhibition de linhibition de l’’hormonehormone«« sensitive lipasesensitive lipase »» (lypolytique)(lypolytique) –– àà la perte du contrôle de la rela perte du contrôle de la re--estestéérification des AGLrification des AGL –– àà la taille de ces adipocytesla taille de ces adipocytes I N S T I T U T
  • 45. SusceptibilitSusceptibilitéé ggééniquenique dans la rdans la rééponseponse àà ll’’entraentraîînementnement Rôle de lRôle de l’’hhéérrééditditéé et duet du patrimoine gpatrimoine géénnéétiquetique I N S T I T U T
  • 46. Rôle du patrimoineRôle du patrimoine ggéénnéétiquetique ou susceptibilitou susceptibilitéé ggéénique dans la rnique dans la rééponseponse àà ll’’entraentraîînementnement Rappels et dRappels et dééfinitions:finitions: –– GGéénotype: combinaison originale des gnotype: combinaison originale des gèènesnes exprimexprimééss –– PhPhéénotype:notype: éétat physiologique ou pathologiquetat physiologique ou pathologique dd’’un individu (propriun individu (propriééttéés fonctionnelles dess fonctionnelles des organes)organes) –– Il existe une influence du gIl existe une influence du géénotype sur lenotype sur le phphéénotypenotype –– LL’é’état dtat d’’entraentraîînement se caractnement se caractéérise par unrise par un phphéénotype particuliernotype particulier I N S T I T U T
  • 47. Influence du gInfluence du géénotype surnotype sur ll’’entraentraîînementnement susceptibilitsusceptibilitéé ggéénique dans la rnique dans la rééponseponse àà ll’’entraentraîînementnement PrPréédisposition initiale gestuelle etdisposition initiale gestuelle et coordinationcoordination PrPréécocitcocitéé des rdes rééponsesponses àà ll’’entraentraîînementnement Importance des rImportance des rééponsesponses àà ll’’entraentraîînementnement I N S T I T U T
  • 48. Etude HERITAGEEtude HERITAGE ((HEalth RIsk and GEneticsHEalth RIsk and GEnetics)) susceptibilitsusceptibilitéé ggéénique dans la rnique dans la rééponseponse àà ll’’entraentraîînementnement EntraEntraîînement standard:nement standard: –– %VO2 pendant 20 semaines%VO2 pendant 20 semaines Plus de 700 sujets,Plus de 700 sujets, –– tous âges, toutes races, des deux sexestous âges, toutes races, des deux sexes Influence des rInfluence des rééponsesponses àà ll’’entraentraîînementnement I N S T I T U T
  • 49. RRéésultats de lsultats de l’é’étudetude HERITAGEHERITAGE susceptibilitsusceptibilitéé ggéénique dans la rnique dans la rééponseponse àà ll’’entraentraîînementnement RRééponses de VO2 max:ponses de VO2 max: –– Faibles rFaibles réépondeurs prpondeurs préécocescoces –– Faibles rFaibles réépondeurs tardifspondeurs tardifs –– Forts rForts réépondeurs prpondeurs préécocescoces –– Forts rForts réépondeurs tardifspondeurs tardifs Aucune influenceAucune influence –– de lde l’’âge, de la race, ou du sexeâge, de la race, ou du sexe Aucune influence du niveau initialAucune influence du niveau initial I N S T I T U T
  • 50. RRééponse individuelleponse individuelle àà ll’’entraentraîînementnement susceptibilitsusceptibilitéé ggéénique dans la rnique dans la rééponseponse àà ll’’entraentraîînementnement DifficileDifficile àà prpréédire, multifactorielledire, multifactorielle Influence de lInfluence de l’’interaction de nombreuxinteraction de nombreux ggèènes entre eux et avecnes entre eux et avec ll’’environnementenvironnement Influence dInfluence d’’un programmeun programme dd’’entraentraîînement cohnement cohéérent et adaptrent et adaptéé I N S T I T U T
  • 51. RRéésumsuméé:: InactivitInactivitéé physique etphysique et prpréédisposition gdisposition géénnéétiquetique I N S T I T U T Sédentarité Prédisposition génétique Augmentation du stockage TGL Hypertrophie adipocyte Résistance adipocytes à l’insuline Diminution de la clairance plasmatique des AGL Résistance musculaire à l’insuline Hyperinsulinisme Augmentation de la néoglucogenèse Augmente la consommation de glucose hépatique Hyperglycémie et DNID Toxicité du glucose Diminution de la stimulation de la clairance du glucose par l’insuline Perturbation pancréatique Déficit en insuline Réduit la clairance du glucose
  • 52. ConclusionConclusion Effets bEffets béénnééfiques de lfiques de l’’entraentraîînementnement –– PrPrééventionvention –– TraitementTraitement sont progressivementsont progressivement identifiidentifiééss admisadmis utilisutilisééss…… I N S T I T U T
  • 53. ConclusionConclusion Effets bEffets béénnééfiques de lfiques de l’’entraentraîînementnement –– sont fragilessont fragiles –– sont dsont déégradgradéés rapidement ds rapidement dèès ls l’’arrêtarrêt –– ddéépendent de la motivation, du renouvellementpendent de la motivation, du renouvellement des effortsdes efforts…… –– ddéépendent du type, de la durpendent du type, de la duréée, de la fre, de la frééquencequence I N S T I T U T
  • 54. ConclusionConclusion I N S T I T U T Les exercices doivent être variés… …et mobiliser la plus grande masse musculaire possible