Variations du taux d’HbA1c liées à des pathologies non diabétogènes 

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Le diabète de type 2

Le diabète de type 2 apparaît généralement chez le sujet de plus de 40 ans. Le surpoids, l’obésité et le manque d’activité physique sont la cause révélatrice du diabète de type 2 chez des sujets génétiquement prédisposés. Sournois et indolore, le développement du diabète de type 2 peut passer longtemps inaperçu. On estime qu’il s’écoule en moyenne 5 à 10 ans entre l’apparition des premières hyperglycémies et le diagnostic [9]. Le processus est différent de celui observé dans le diabète de type 1. Deux anomalies sont responsables de l’hyperglycémie :
– Soit le pancréas fabrique toujours de l’insuline mais en quantité insuffisante par rapport à la glycémie: ce processus est caractérisé par le terme d’insulinopénie.
– Soit il est observé une anomalie de l’action de l’insuline, on parle alors d’insulinorésistance. Il n’existe pas une cause précise mais un ensemble de facteurs favorisants :
– une origine génétique : le facteur familial est tout à fait prépondérant. Des antécédents de diabète du même type sont souvent présents dans la famille
– des facteurs environnementaux : alimentation déséquilibrée, un manque d’activité physique …
La majorité des patients diabétiques de type 2 sont en surpoids ou obèses (environ 80 %) [10].

Le diabète associé à la grossesse

Selon la définition de l’OMS : le diabète associé à la grossesse est un trouble de la tolérance glucidique conduisant à une hyperglycémie de sévérité variable, débutant ou diagnostiqué pour la première fois pendant la grossesse [11]. Sous le terme de diabète associé à la grossesse, on regroupe deux populations différentes :
 Les femmes qui ont un diabète méconnu et que la grossesse a révélé
 Les femmes qui développent un diabète uniquement à l’occasion de la grossesse, trouble qui disparaît le plus souvent après la grossesse.

Physiopathologie

La physiopathologie du diabète de type 2 est différente de celle du diabète de type 1 mais le résultat est le même. Dans le type 1 les troubles résultent principalement de l’insuffisance d’insuline alors que le diabète de type 2 c’est l’insuffisance de l’insulinosécrétion et l’insulinorésistance qui se potentialisent [5].
Dans le diabète type 2, l’utilisation du glucose au niveau des muscles squelettiques se trouve réduite au profit des acides gras libérés lors de la lipolyse adipocytaire aggravant ainsi l’hyperglycémie. De même, la glycolyse anaérobie est accrue ainsi que la lipolyse adipocytaire et leurs produits de dégradation vont à leur tour activer la néoglucogenèse hépatique. Il s’en suit donc une augmentation de la production de glucose malgré une sécrétion résiduelle d’insuline [5].
L’insuline secrétée se trouve incapable de contrôler le flux de glucose circulant ainsi que celui de la néoglucogenèse hépatique.
On voit alors s’installer une hyperglycémie chronique dont le rôle délétère sur la cellule « beta » aggrave également le déficit de l’insulinosécrétion [12].
Dans le diabète de type 1 tout comme le type 2, la carence absolue ou relative en insuline et le rôle plus ou moins important de l’insulinorésistance conduisent au maintien d’une hyperglycémie permanente permettant de définir le diabète [12].

L’hémoglobine glyquée

L’HbA1c permet dans la plupart des cas de faire une estimation fiable de la glycémie moyenne au cours des trois à quatre derniers mois. L’HbA1c est un bon indicateur de l’efficacité du traitement et doit être mesurée tous les trois mois quand les objectifs glycémiques ne sont pas atteints et qu’on ajuste le traitement. Quand les objectifs glycémiques sont atteints et maintenus, on peut envisager de mesurer l’HbA1c tous les six mois [13].

La Microalbuminurie

La micro albuminurie est définie comme une excrétion urinaire d’albumine comprise entre 20 et 200 μg/mn (30 à 300 mg/24h). Sa présence est liée à une souffrance de l’endothélium glomérulaire [14].

Micro-angiopathies

 La rétinopathie diabétique
La rétinopathie diabétique reste encore la première cause des cécités acquises de l’adulte avant l’âge de 50 ans dans les pays industrialisés. Même si de nombreux signaux annoncent que cette complication recule, elle doit rester une préoccupation des médecins prenant en charge des diabétiques. C’est une complication particulièrement sournoise car elle reste longtemps asymptomatique. Il s’agit d’une altération des capillaires de la rétine marquée par des phénomènes d’occlusion vasculaire [16].
 La néphropathie diabétique
La néphropathie diabétique est une complication redoutable car génératrice de handicaps, d’une mortalité cardiovasculaire accrue et d’un coût important pour le système sanitaire. Cette atteinte est le fait de dépôts de substances hyalines et d’une prolifération de cellules musculaires lisses. La lésion finale est une glomérulosclérose nodulaire. Elle entraîne une perte néphronique, conduisant progressivement à l’insuffisance rénale terminale [16].
 La neuropathie diabétique
La neuropathie diabétique est une complication que l’on classe au sein des micro-angiopathies même si les mécanismes ne sont pas exclusivement microvasculaires. Sa fréquence est sous-évaluée, car elle reste souvent asymptomatique avant qu’une complication secondaire ne survienne [16].

Structure et propriétés de l’hémoglobine glyquée

L’hémoglobine glyquée est un produit dérivé de l’hémoglobine normale de l’adulte par fixation d’une molécule de glucose, principalement sur la valine en position N terminale des chaines alpha. Les chaines de globine sont identiques deux à deux de type alpha (α) et béta (β) pour l’HbA1 et alpha (α) et delta (δ) pourl’HbA2. Cependant, il existe d’autres sites de glycation de l’hémoglobine. Il s’agit des résidus de lysine intra caténaires des chaines alpha et béta ce qui sous-entend le caractère hétérogène des hémoglobines glyquées. [19] (voir figure 1)

Etapes de la glycation de l’hémoglobine

La glycation non enzymatique est l’une des modifications post-traductionnelles tardives des protéines. Il s’agit d’une réaction chimique spontanée entre le groupement aldéhyde ou cétonique d’un ose, ou d’un dérivé d’ose, et un groupement α- ou β-aminé d’une protéine [19].
Le processus de glycation comporte plusieurs étapes. Dans un premier temps, une condensation réversible d’une fonction aldéhyde d’un sucre avec un groupement aminé d’une protéine qui conduit à la formation d’une base de Shift instable (Figure 2). Celle-ci subit ensuite un réarrangement moléculaire (d’Amadori), qui aboutit à un composé stable caractérisé par une liaison céto-amine ou fructosamine.

Hétérogénéité de l’hémoglobine glyquée

L’HbA représente 97 à 99 % des hémoglobines. L’HbA0 est le composant majeur de l’HbA. Il comprend de l’hémoglobine glyquée sur les sites ne modifiant pas son pH isoélectrique et de l’hémoglobine non glyquée. L’HbA1 est la fraction glyquée de l’HbA au niveau de l’extrémité N terminale des chaînes (sites modifiant les propriétés physicochimiques). Elle est divisée en 3 fractions mineures dites rapides (migration plus précoce en chromatographie d’échange d’ions ou en électrophorèse), désignées par une lettre minuscule fonction de la molécule greffée sur la chaine polypeptidique et de leur ordre d’élution:
 L’HbA1a : la molécule fixée par l’Hémoglobine est le fructose 1-6 di phosphate (HbA1a1) ou le glucose 6 phosphate (HbA1a2).
 L’HbA1b : la molécule fixée par l’Hémoglobine est le pyruvate.
 L’HbA1c : la molécule de D-glucose qui fixe l’hémoglobine et représente 4 – 6 % de l’hémoglobine totale.
Lorsque d’autres hémoglobines sont présentes, comme l’HbS et l’HbC, elles subissent de la même façon le processus de glycation. Dans les globines rouges, on retrouve des formes glyquées de ces variants (exp : HbS1C) au même titre que des formes glyquées de l’HbA. Il faut tenir compte de ceux-ci pour l’interprétation des résultats, car la présence de ces hémoglobines anormales à un effet variable selon les techniques de dosage utilisées. L’ensemble de ces hémoglobines glyquées par rapport à l’hémoglobine normale présentent des modifications de leurs propriétés à la fois physico-chimique et immunologique [15].

Modification de la charge électrique des hémoglobines glyquées

A pH neutre la charge des hémoglobines glyquées est plus électronégative que celle de l’hémoglobine normale de l’adulte. Cette modification est mise au profit pour isoler l’HbA1c. Ainsi au cours de la chromatographie sur résine échangeuse d’ions cationiques, les hémoglobines glyquées sont précocement éluées. Elles correspondent aux fractions rapides désignées, en fonction de leur ordre d’élution, pour un indice : HbA1a, HbA1b et HbA1c [22].

Modulation de la glycation

Le catabolisme de l’hémoglobine glyquée est liée à la destruction des globules rouges ; il existe cependant des enzymes telles que les amadoriases, capable de reconnaître et détruire les produits d’Amadori. Parallèlement à la dégradation des composés glyqués d’autres enzymes comme la fructose lysine phosphokinase ou fructosamine 3 kinase (FN3K) et la fructosamine 3 kinase Related proteins (FN3K RP) catalysent des réactions de déglycation et génèrent des groupements aminés libres ; ce phénomène est connu sous le nom de transglycation. Cependant, la déglycation associée à la dégradation de l’HbA1c reste négligeable et la glycation de l’hémoglobine suit de façon proportionnelle l’imprégnation en glucose dans le sang. Et l’HAb1c générée aura alors divers effets délétères [19].

Méthodes de dosage de l’HbA1c

La mesure de la valeur de l’HbA1c est particulièrement utile chez le patient diabétique. Les taux de glycémie variant largement, le test instantané de la glycémie ne reflète pas la situation moyenne. L’HbA1c se forme lentement (environ 0,05 %/jour) et de manière continue tout au long des 120 jours de la durée de vie d’un globule rouge, de ce fait plusieurs méthodes permettent de déterminer cette fraction d’hémoglobine glyquée.

Méthode immunoturbidimétrique

Le principe de cette méthode est basé sur la mesure photométrique du trouble amené par la réaction antigène-anticorps (Ag-Ac) en méthode point final à 600 nm de longueur d’onde pour déterminer directement la concentration d’HbA1c dans le sang total [5].

Méthode chromatographique d’échange d’ions

La présence de glucose fixé sur l’extrémité N terminale de la chaine β modifie la charge électrique de la molécule permettant une séparation par chromatographie d’échange cationique.
Cette méthode présente des aléas méthodologiques très importants, d’où des difficultés de standardisation [15].

Chromatographie liquide haute pression (HPLC)

Permet la séparation ou la purification d’un ou de plusieurs composés d’un mélange en vue de leur identification et de leur quantification. Les composés à séparer (solutés) sont mis en solution dans un solvant. Ce mélange est introduit dans la phase mobile liquide (éluant). Suivant la nature des molécules, elles interagissent plus ou moins avec la phase stationnaire dans un tube appelé colonne chromatographique. La phase mobile poussée par une pompe sous haute pression, parcourt le système chromatographique. Le mélange à analyser est injecté puis transporté au travers du système chromatographique. Les composés en solution se répartissent alors suivant leur affinité entre la phase mobile et la phase stationnaire. En sortie de colonne grâce à un détecteur approprié les différents solutés sont caractérisés par un pic. L’ensemble des pics enregistrés est appelé chromatogramme [23].

La chromatographie d’affinité

Le glucose (sous sa forme cyclique) fixé sur la protéine (dans sa forme cétoamine) est caractérisé par un groupement cis-diol qui présente une affinité pour le boronate. Ce principe est utilisé pour la séparation de l’hémoglobine glyquée par chromatographie d’affinité [5].

Chromatographie liquide basse pression (CLBP)

Cette méthode est plus facile à utiliser et moins coûteuse que les systèmes HPLC. L’HbA1c est évaluée de façon spécifique par rapport aux autres Hb rapides et à L’HbA0 : un calcul de l’aire des pics d’élution permet d’effectuer un rapport. Les techniques automatisées par HPLC ou CLBP fournissent un diagramme d’élution contrairement à la chromatographie sur micro colonnes. Cela permet la mise en évidence d’une mauvaise séparation éventuelle ou de détecter la présence d’une hémoglobine anormale [5].

Méthodes électrophorétiques

Electrophorèse sur gel

Elle est réalisée le plus souvent en gel d’agarose et la quantification des fractions est densitométrique. C’est une technique simple qui permet de doser plusieurs échantillons à la fois. Le principal problème de cette technique est la reproductibilité.
La présence de glucose fixé sur l’extrémité N terminale de la chaine β modifie la charge électrique de la molécule permettant une séparation par chromatographie d’échange cationique ou par électrophorèse.
En effet, les résultats obtenus dépendent de la rigueur de la réalisation et de la qualité des équipements utilisés. La principale interférence provient du fait que cette technique ne permet pas de détecter les hémoglobines modifiées (comme l’hémoglobine carbamylée) [15].

Electrophorèse capillaire

Elle se définit comme une technique de séparation électrocinétique effectuée dans un tube de diamètre interne inférieur à 100 μm rempli d’un tampon composé d’électrolytes. Par de nombreux aspects, elle se présente comme un intermédiaire entre l’électrophorèse classique de zone sur support et la chromatographie liquide [24].

Standardisations des dosages de l’HbA1c

Deux groupes ont travaillé à cette standardisation :
– le National Glycohemoglobin Standardization Program (NGSP) a utilisé comme méthode de référence la chromatographie liquide haute performance (high performance liquid chromatography/HPLC) (mais cette technique manque de spécificité), comme unité le pourcentage d’HbA1c et s’est fondé sur les valeurs de référence et les seuils établis par le DCCT ;
– l’International Federation of Clinical Chemistry (IFCC) a utilisé comme méthode de référence la HPLC en phase inverse couplée à la spectrométriede masse, ou l’électrophorèse capillaire (très spécifique). La structure dosée était le N-1-désoxyfructose-1-yl chaîne bêta de l’Hb ou désoxyfructosyl Hb (DOF-hémoglobine). L’unité utilisée était : mmol (DOF)/mol d’Hb ; les valeurs d’HbA1c retrouvées étaient plus faibles d’environ 2 % que celles du NGSP. Une corrélation a été établie entre les valeurs du NGSP et celles de l’IFCC telle que : NGSP = 0,915 x IFCC + 2,15 % HbA1c.
Les premières recommandations, datant de 2000, préconisaient d’utiliser des techniques certifiées NGSP ou IFCC, de rendre les résultats en pourcentage d’HbA1c et d’interpréter avec les seuils établis dans l’étude DCCT. Après de nouvelles recommandations émises en 2004 et 2007, celles de 2010 préconisent l’utilisation de techniques certifiées IFCC (plus sensibles), de rendre en doubles unités (mmol/mol Hb et % d’HbA1c) et d’interpréter avec les seuils DCCT.
Les valeurs de référence sont : 20 à 42 mmol/mol Hb (IFCC) ou 4-6 % de l’Hb totale (NGSP). Un bon équilibre glycémique est obtenu si l’HbA1c est inférieure à 53 mmol/mol Hb (7 %).
La standardisation a permis une amélioration de la qualité analytique et une sélection des techniques, qui sont devenues fiables et sensibles [25].

Facteurs de variation du taux d’HbA1c

Variations physiologiques

Les facteurs altérant la glycation de l’hémoglobine

Les taux plasmatiques de glucose les plus récents influencent plus fortement le taux d’HbA1c. Ainsi, les glycémies des 30 derniers jours avant son dosage sont responsables de 50 % de sa valeur, alors que les taux de glucose datant des 90 à 120 jours précédents ne sont responsables que de 10 % de sa valeur. Il existe cependant des situations où les valeurs d’HbA1c et de fructosamine diffèrent, révélant des processus de glycation distincts. La glycation, initialement décrite comme un processus lent et irréversible, peut-être plus labile. L’exposition de globules rouges à des concentrations très élevées de glucose pendant 6 à 12 heures peut en augmenter la valeur de façon transitoire mais très significative : c’est le concept d’hémoglobine glyquée labile, nouvelle source d’erreurs dans les dosages d’HbA1c. L’incubation des globules rouges en solution saline (pour “laver” cette fraction labile) est donc recommandée avant le dosage de l’HbA1c. Le processus de déglycation, encore peu décrit, peut également intervenir [26].

Les limites dues au turn over de l’hémoglobine

En dehors de toute situation pathologique, la durée de vie et l’âge moyen des globules rouges peuvent être des facteurs confondants dans la mesure de l’HbA1c. Les “jeunes” érythrocytes sont moins chargés en hémoglobine glyquée que les “vieux”, car moins longuement exposés au glucose circulant [26].
L’ethnie est un facteur de variabilité important des valeurs d’HbA1c. La grossesse est un autre exemple physiologique de perturbation du dosage de l’HbA1c : son niveau baisse lors du second trimestre pour ré-augmenter lors du troisième trimestre. Ces variations sont dues à l’hémodilution, aux perturbations hormonales entraînant des fluctuations glycémiques plus rapides, et à une modification de la durée de vie des érythrocytes.

Variations pathologiques

Pathologies liées aux globules rouges

Les conditions pathologiques qui influencent la durée de vie des érythrocytes peuvent fausser les mesures d’hémoglobine glyquée : une anémie hémolytique. Une hémorragie aiguë, par exemple, peuvent être la cause de dosages anormalement bas.

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Table des matières

PREMIERE PARTIE
I. Généralités sur le diabète
I.1. Définition
I.2. Classification
I.2.1. Le diabète de type 1
I-2-2 Le diabète de type 2
I.2.3. Le diabète associé à la grossesse
I.2.4. Autres types de diabètes
I.3. Épidémiologie
I.4. Physiopathologie
I.5. Marqueurs de diagnostic et de suivi
I.5.1. La glycémie
I.5.2. L’hémoglobine glyquée
I.5.3. La Microalbuminurie
I.6.Les complications
I.6.1. Macroangiopathies
I.6.2 Micro-angiopathies
I.7. Traitement
I.7.1. Diabète type 1
I.7.2. Diabète type 2
II. Hémoglobine glyquée
II.1. Définition
II.2. Structure et propriétés de l’hémoglobine glyquée
II.3. Etapes de la glycation de l’hémoglobine
II.4. Hétérogénéité de l’hémoglobine glyquée
II.5. Modification de la charge électrique des hémoglobines glyquées
II.6. Modulation de la glycation
II.7. Pathogénie liée à l’HbA1c
II.8. Méthodes de dosage de l’HbA1c
II.8.1. Méthode immunoturbidimétrique
II.8.2. Méthode chromatographique d’échange d’ions
II.8.3. Chromatographie liquide haute pression (HPLC)
II.8.4. La chromatographie d’affinité
II.8.5. Chromatographie liquide basse pression (CLBP)
II.8.6. Méthodes électrophorétiques
II.8.6.1. Electrophorèse sur gel
II.9. Standardisations des dosages de l’HbA1c
II.10. Facteurs de variation du taux d’HbA1c
II.10.1. Variations physiologiques
II.10.1.1. Les facteurs altérant la glycation de l’hémoglobine
II.10.1.2 Les limites dues au turn over de l’hémoglobine
II.10.2. Variations pathologiques
II.10.2.1.Pathologies liées aux globules rouges
II.10.2.2. La présence d’hémoglobine anormale
II.10.2.3.Variations du taux d’HbA1c liées à des pathologies non diabétogènes
II.10.2.4. Les pathologies augmentant les valeurs du dosage de l’HbA1c
II.10.2.5 Les pathologies sous-évaluant les valeurs de dosage de l’HbA1c
DEUXIEME PARTIE : TRAVAIL PERSONNEL
Méthodologie
I.1. Objectifs
I.2. Cadre et type d’étude
I.3. Population d’étude
I.3.1. Critères d’inclusion
I.3.2. Critères de non inclusion
I.5. Echantillonnage
I.6. Méthodes de dosage
I.7. Statistiques
II. Résultats
II.1. Répartition de notre population d’étude suivant l’âge et le sexe
II.3. Valeurs moyennes de l’hémoglobine glyquée (HbA1c)
II.3 Comparaison des résultats des deux méthodes
II.4. Comparaison des valeurs d’HbA1c suivant les deux techniques
DISCUSSION
CONCLUSION
REFERENCES

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