Intégration métabolique et états nourri-à jeun

L'intégration métabolique est la coordination du métabolisme des glucides, des lipides et des protéines à travers les différents états nutritionnels de l'organisme — l'état nourri après un repas, la période post-absorptive et le jeûne de durée progressivement croissante. Les mêmes voies métaboliques sont basculées entre le stockage et la mobilisation par des signaux hormonaux afin que les tissus ayant des préférences différentes en matière de carburant soient continuellement approvisionnés.

Definition

L'intégration métabolique entre les états nourri et à jeun est la régulation coordonnée des voies métaboliques des glucides, des lipides et des protéines entre les organes au cours du cycle alimentation-jeûne, orientant les carburants vers le stockage lorsque les nutriments sont abondants et vers la mobilisation et la conservation lorsqu'ils sont rares.

Scope

Cette entrée décrit la répartition des principaux carburants entre le foie, les muscles, le tissu adipeux et le cerveau ; le contrôle hormonal exercé par l'insuline, le glucagon et les hormones de contre-régulation ; ainsi que la progression ordonnée de l'utilisation des carburants de l'état nourri au jeûne précoce et prolongé. Il s'agit d'un sujet de référence et non d'une orientation clinique.

Key concepts

• État nourri (absorptif)
• États post-absorptif et de jeûne
• Rapport insuline/glucagon
• Échange de carburants inter-organes
• Épargne du glucose et utilisation des corps cétoniques
• Lipolyse du tissu adipeux
• Néoglucogenèse hépatique et tamponnage du glycogène

Mechanisms

Après un repas, un rapport insuline/glucagon élevé stimule l'absorption du glucose, la synthèse du glycogène et des triacylglycérols, et le dépôt de protéines, le foie stockant le glucose et l'intestin délivrant les graisses alimentaires sous forme de chylomicrons. À la fin de l'absorption, le glucagon et la diminution de l'insuline inversent ce processus : le glycogène hépatique est mobilisé et la néoglucogenèse augmente pour maintenir la glycémie pour le cerveau et les globules rouges. Avec un jeûne prolongé, la lipolyse adipeuse fournit des acides gras que la plupart des tissus oxydent, épargnant ainsi le glucose, et le foie convertit l'excès d'acétyl-CoA en corps cétoniques que le cerveau adopte progressivement. Les protéines musculaires fournissent des acides aminés glucogéniques au début du jeûne, mais cette contribution est réduite à mesure que l'utilisation des corps cétoniques augmente, conservant ainsi la masse maigre. L'effet net est une chorégraphie inter-organes ordonnée qui maintient chaque tissu approvisionné en un carburant approprié à mesure que la disponibilité des nutriments change.

Clinical relevance

L'intégration métabolique explique comment l'organisme maintient l'approvisionnement en carburant du cerveau pendant le jeûne et comment les mécanismes de contrôle peuvent échouer dans des conditions telles que l'acidocétose diabétique ou la famine prolongée. Cette entrée décrit ces mécanismes comme des connaissances de base et ne constitue pas une base pour des décisions individuelles en matière de régime alimentaire ou de traitement.

History

Les études de George Cahill sur les humains à jeun dans les années 1960 et 1970 ont cartographié l'utilisation séquentielle du glycogène, de la néoglucogenèse et des corps cétoniques et ont montré comment le cerveau passe à l'utilisation des corps cétoniques comme carburant, définissant ainsi la compréhension moderne de l'intégration des carburants au fil du temps. Des travaux moléculaires ultérieurs sur la signalisation de l'insuline ont clarifié les interrupteurs hormonaux qui régissent ces transitions.

Key figures

• George Cahill
• Philip Felig
• C. Ronald Kahn
• Alan Saltiel

Seminal works

• cahill-2006

Frequently asked questions

Qu'est-ce qui change entre les états nourri et à jeun ?

À l'état nourri, l'insuline favorise le stockage du glucose, des graisses et des protéines, tandis qu'en période de jeûne, le glucagon et d'autres hormones inversent le flux, mobilisant le glycogène, les graisses et les acides aminés et orientant les tissus vers les acides gras et les corps cétoniques.

Comment le cerveau reste-t-il alimenté pendant un jeûne prolongé ?

Au début, le foie fournit du glucose par néoglucogenèse, et à mesure que le jeûne se prolonge, le cerveau utilise de plus en plus les corps cétoniques produits à partir des graisses, ce qui épargne le glucose et conserve les protéines musculaires.