Effet de la consommation de boissons sucrées sur la fonction vasculaire

Récemment, de larges études s’intéressant aux modifications du régime alimentaire ont montré chez l’enfant et l’adulte un lien fort entre la consommation de boissons sucrées, qui engendre des épisodes d’hyperglycémie (HG) aigue, et le risque de développer un diabète de type β (Malik et al., β010 ; O’Connor et al., β015 Fagherazzi et al., β01γ ). De plus, il est également démontré qu’une consommation excessive de ces boissons cause une augmentation de l’incidence des maladies cardiovasculaires (Xi et al., β015 Tominaga et al., 1999). Puisque la dysfonction vasculaire est un marqueur précoce du risque cardiovasculaire, nous avons conduit récemment une méta-analyse qui a démontré qu’une HG provoquée par voie orale causait une dysfonction endothéliale transitoire chez les patients atteints de pathologies cardio métabolique, mais aussi chez des sujets sains (Loader et al., β015). Néanmoins, les mécanismes sous-jacents impliqués restent peu décrits, même si le stress oxydant semble jouer un rôle primordial dans ces dysfonctions. (Skalicky et al., β008 ; Demircan et al., β008). De plus, selon les lits vasculaires considérés, les résultats disponibles à ce jour sont contradictoires ou peu robustes, notamment au niveau des adaptations microcirculatoires, réseau difficilement accessible en condition physiologique. Ainsi, l’objectif de cette étude a été d’évaluer les effets d’une boisson sucrée sur la fonction vasculaire macro- et microcirculatoire chez des sujets sains, par une approche translationnelle allant de la clinique humaine à un modèle expérimental de rongeur. Nous avons également utilisé l’exercice physique comme une stratégie préventive des effets délétères causés par une HG aigue sur la fonction endothéliale. L’évaluation de la fonction vasculaire en condition d’HG aigue a été réalisée sur 1β hommes sains, sans contre-indications cardiovasculaires. L’HG a été induite par la consommation d’une boisson sucrée (600ml) de type soda. L’impact de cette HG a été mesuré sur la fonction endothéliale et sur la fonction du muscle lisse, au niveau de la microcirculation par Laser Speckle Contrast Imaging couplé à l’iontophorèse de drogues vasoactives (acétylcholine et nitroprussiate de sodium), et de la macrocirculation par une stimulation hyperémique (Flow mediated dilation) et un donneur exogène de monoxyde d’azote (Nitrate mediated dilation). Des mesures de pression artérielle, de glycémie et de fréquence cardiaque.

Afin de mieux comprendre les mécanismes sous-jacents des effets délétères de l’hyperglycémie aigue sur la fonction vasculaire, deux groupes de rats ont été conduits : un groupe de rats sédentaires (SED) et un groupe de rats entraînés (EX) (5sem, 5j/sem, 45mn/j, 70%VMA). Sur ces animaux, l’évaluation de la fonction vasculaire microcirculatoire a été effectuée grâce à un Laser Doppler couplé à l’iontophorèse de drogues vasoactives (acétylcholine, et nitroprussiate de sodium). Les animaux des deux groupes ont été testés en normo- et en hyperglycémie (NG et HG) (βg/kg de glucose, i.p.).. Enfin, dans le but de mettre en évidence l’influence du stress oxydant et du découplage de la eNOS, les animaux du groupe SED ont été traité avec un agent antioxydant non spécifique le N-acétylcystéine (NAC, 50mg/kg, i.p.), ou bien avec le co-facteur essentiel de la eNOS le tétrahydrobioptérine (BH4, 10mg/kg, i.p.). Au terme des expérimentations in vivo l’aorte des animaux a été prélevée afin de tester la capacité de relaxation endothéliale en réponses à différentes concentrations de glucose. Ces artères ont également étaient incubées avec du NAC (β0mM) afin d’évaluer le rôle du stress oxydant dans de potentiels dysfonctions liées à l’hyperglycémie. La production totale d’espèces réactives de l’oxygène a été évaluée par méthode de résonnance paramagnétique électronique.

Résultats majeurs

Cette étude est la première a démontré l’effet délétère causée par une HG aigue, induite par la consommation d’une boisson sucrée commerciale, sur la fonction endothéliale de sujets sains. Ce résultat est d’autant plus intéressant, qu’il a été démontré au niveau des territoires macro- et microcirculatoires. Nos explorations sur un modèle animal nous ont permis de confirmer l’altération de la fonction endothéliale en réponse à un stress HG aigue au niveau microcirculatoire, mais également lors de manipulations sur des anneaux d’aortes isolées (Krebs hyperglycémique, [Glc] : 100 et β00 mM). De plus, le stress oxydant et le mécanisme de découplage de la eNOS semblent être fortement impliqués dans la baisse de la fonction endothéliale en situation hyperglycémique. L’exercice physique permet de maintenir une capacité de relaxation endothélium-dépendante comparable à celle observée en normoglycémie.