Regulation of glucagon secretion by glucose transporter type 2 (glut2) and astrocyte-dependent glucose sensors.

Ripglut1;glut2-/- mice have no endogenous glucose transporter type 2 (glut2) gene expression but rescue glucose-regulated insulin secretion. Control of glucagon plasma levels is, however, abnormal, with fed hyperglucagonemia and insensitivity to physiological hypo- or hyperglycemia, indicating that GLUT2-dependent sensors control glucagon secretion. Here, we evaluated whether these sensors were located centrally and whether GLUT2 was expressed in glial cells or in neurons. We showed that ripglut1;glut2-/- mice failed to increase plasma glucagon levels following glucoprivation induced either by i.p. or intracerebroventricular 2-deoxy-D-glucose injections. This was accompanied by failure of 2-deoxy-D-glucose injections to activate c-Fos-like immunoreactivity in the nucleus of the tractus solitarius and the dorsal motor nucleus of the vagus. When glut2 was expressed by transgenesis in glial cells but not in neurons of ripglut1;glut2-/- mice, stimulated glucagon secretion was restored as was c-Fos-like immunoreactive labeling in the brainstem. When ripglut1;glut2-/- mice were backcrossed into the C57BL/6 genetic background, fed plasma glucagon levels were also elevated due to abnormal autonomic input to the alpha cells; glucagon secretion was, however, stimulated by hypoglycemic stimuli to levels similar to those in control mice. These studies identify the existence of central glucose sensors requiring glut2 expression in glial cells and therefore functional coupling between glial cells and neurons. These sensors may be activated at different glycemic levels depending on the genetic background.

Patient versus general practitioner perception of problems with treatment adherence in type 2 diabetes: from adherence to concordance.

OBJECTIVES: To determine the prevalence of problems with treatment adherence among type-2 diabetic patients with regards to medication, dietary advice, and physical activity; to identify the associated clinical and psychosocial factors; and to investigate the degree of agreement between patient-perceived and GP-perceived adherence. METHODS: Consecutive patients were solicited during visits to 39 GPs. In total, 521 patients self-reported on treatment adherence, anxiety and depression, and disease perception. The GPs reported clinical and laboratory data and patients' adherence. A multivariate analysis identified the factors associated with adherence problems. RESULTS: Problems of adherence to medication, dietary advice, and physical activity recommendations were reported by 17%, 62%, and 47% of the patients, respectively. Six independent factors were found associated with adherence problems: young age, body-mass index (BMI) > 30 kg/m(2), glycosylated haemoglobin (HbA(1c)) > 8%, single life, depression, and perception of medication as a constraint. Agreement between patients' and GPs' assessments of treatment problems reached 70%. CONCLUSION: In type 2 diabetes, problems with dietary advice or physical activity are far more frequent than problems with medication, and not all physicians are fully aware of patients' problems. More active listening and shared decision-making should enhance adherence and improve outcomes.

Active smoking and the risk of type 2 diabetes : a systematic review and meta-analysis

Rapport de synthèse : Introduction : plusieurs études observationnelles suggèrent qu'il existe une association entre le tabagisme actif et l'incidence du diabète de type 2. Toutefois de telles études n'ont jamais été synthétisées de façon systématique. Objectif : conduire une revue systématique avec meta-analyse des études évaluant l'association entre le tabagisme actif et l'incidence du diabète de type 2. Méthode : nous avons effectué une recherche dans les bases de donnée électroniques MEDLINE et EMBASE de 1966 à mai 2007, et l'avons complétée par une recherche manuelle des bibliographies des articles clés retenus ainsi que par la recherche d'abstracts de congrès scientifiques et le contact d'experts. Pour être inclues dans notre revue, les études devaient avoir un design de type cohorte, reporter un risque de glycémies jeun élevée, d'intolérance au glucose ou de diabète de type 2 en relation avec le statut tabagique des participants lors du recrutement et devaient exclure les sujets avec un diabète au début de l'étude. Deux auteurs ont sélectionné de façon indépendante les études et ont extrait les données. Les risques relatifs de diabète étaient ensuite compilés, utilisant un modèle de type « random effect ». Résultats : la recherche a aboutit à 25 études de cohorte prospectives (N=1'165'374 participants) et a reporté en tout 45'844 cas de diabète de type 2 pendant une durée de suivi s'étendant sur 5 à 30 années. Sur les 25 études, 24 reportaient un risque augmenté de diabète chez les fumeurs par comparaison aux non fumeurs. Le risque relatif (RR) commun de toutes les études était de 1.44 (intervalle de confiance (IC) à 95% : 1.31-1.58). Le risque de diabète était plus élevé chez les fumeurs de plus de 20 cigarettes par jour (RR : 1.61, IC 95% : 1.43-1.80) en comparaison aux fumeurs ayant une consommation inférieure (RR : 1.29, IC 95% : 1.13-1.48) et le risque était moindre pour les anciens fumeurs (RR :1.23; IC 95% : 1.14-1.33) comparé aux fumeurs actifs. Ces éléments parlent en faveur d'un effet dose-réponse et donc d'une relation de causalité, sans pour autant la prouver. Conclusion : notre étude révèle que le tabagisme actif est associé avec un risque augmenté de 44% de diabète de type 2. Des recherches futures sont nécessaires pour évaluer si cette association est causale et pour clarifier les mécanismes d'action. Dans l'intervalle, les professionnels de santé devraient mentionner l'éviction du diabète comme une raison supplémentaire d'arrêter de fumer ou de ne pas commencer à fumer.

Glomerular hyperfiltration and increased proximal sodium reabsorption in subjects with type 2 diabetes or impaired fasting glucose in a population of the African region.

BACKGROUND. Glomerular hyperfiltration (GHF) is a well-recognized early renal alteration in diabetic patients. As the prevalence of GHF is largely unknown in populations in the African region with respect to normal fasting glucose (NFG), impaired fasting glucose (IFG) and type 2 diabetes [diabetes mellitus (DM)], we conducted a cross-sectional study in the Seychelles islands among families including at least one member with hypertension. METHODS. The glomerular filtration rate (GFR), effective renal plasma flow (ERPF) and proximal tubular sodium reabsorption were measured using inulin, p-aminohippurate (PAH) and endogenous lithium clearance, respectively. Twenty-four-hour urine was collected on the preceding day. RESULTS. Of the 363 participants (mean age 44.7 years), 6.6% had IFG, 9.9% had DM and 63.3% had hypertension. The prevalence of GHF, defined as a GFR >140 ml/min, was 17.2%, 29.2% and 52.8% in NFG, IFG and DM, respectively (P trend <0.001). Compared to NFG, the adjusted odds ratio for GHF was 1.99 [95% confidence interval (CI) 0.73-5.44] for IFG and 5.88 (2.39-14.45) for DM. Lithium clearance and fractional excretion of lithium were lower in DM and IFG than NFG (P < 0.001). CONCLUSION. In this population of African descent, subjects with impaired fasting glucose or type 2 diabetes had a high prevalence of GHF and enhanced proximal sodium reabsorption. These findings provide further insight on the elevated incidence of nephropathy reported among African diabetic individuals.

Polymorphisms in TLR2 are associated with increased viral shedding and lesional rate in patients with genital herpes simplex virus Type 2 infection.

Clinical and virologic manifestations of genital herpes simplex virus type 2 (HSV-2) infection vary widely. We examined frequencies of single-nucleotide polymorphisms (SNPs) in Toll-like receptors (TLRs) 2, 3, 4, and 9 in a prospective cohort of 128 HSV-2-infected persons whose viral shedding and lesion frequency was measured by daily sampling from genital secretions. Two TLR2 haplotypes (2 and 4) were associated with increased lesional (P=.008 and P=.03) and shedding (P=.02 and P=.001) rates. An SNP in haplotype 2 (-15607A/G) was also associated with shedding (P=.01) and lesional (P=.008) rates. Polymorphisms in TLR2 may be in part responsible for differences in the severity of HSV-2 infection.

Contrôle glycémique du diabète de type 2: intensif ou classique ?: revue Cochrane pour le praticien

Cet article présente les résultats de la revue systématique: Hemmingsen B, Lund SS, Gluud C, Vaag A, Almdal T, Hemmingsen C, Wetterslev J. Targeting intensive glycaemic control versus targeting conventional glycaemic control for type 2 diabetes mellitus. Cochrane Database of Systematic Reviews 2011 Jun 15;(6):CD008143. DOI: 10.1002/14651858.CD008143.pub2. PMID: 21678374.

Regulation of 11β-hydroxysteroid dehydrogenase type 2 by microRNA.

The enzyme 11β-hydroxysteroid dehydrogenase type 2 (11β-HSD2) is selectively expressed in aldosterone target tissues, conferring aldosterone selectivity for the mineralocorticoid receptor. A diminished activity causes salt-sensitive hypertension. The mechanism of the variable and distinct 11β-hydroxysteroid dehydrogenase type 2 gene (HSD11B2) expression in the cortical collecting duct is poorly understood. Here, we analyzed for the first time whether the 11β-HSD2 expression is modulated by microRNAs (miRNAs). In silico analysis revealed 53 and 27 miRNAs with potential binding sites on human or rat HSD11B2 3'-untranslated region. A reporter assay demonstrated 3'-untranslated region-dependent regulation of human and rodent HSD11B2. miRNAs were profiled from cortical collecting ducts and proximal convoluted tubules. Bioinformatic analyses showed a distinct clustering for cortical collecting ducts and proximal convoluted tubules with 53 of 375 miRNAs, where 13 were predicted to bind to the rat HSD11B2 3'-untranslated region. To gain insight into potentially relevant miRNAs in vivo, we investigated 2 models with differential 11β-HSD2 activity linked with salt-sensitive hypertension. (1) Comparing Sprague-Dawley with low and Wistar rats with high 11β-HSD2 activity revealed rno-miR-20a-5p, rno-miR-19b-3p, and rno-miR-190a-5p to be differentially expressed. (2) Uninephrectomy lowered 11β-HSD2 activity in the residual kidney with differentially expressed rno-miR-19b-3p, rno-miR-29b-3p, and rno-miR-26-5p. In conclusion, miRNA-dependent mechanisms seem to modulate 11β-HSD2 dosage in health and disease states.

Molecular basis of selective PPARgamma modulation for the treatment of Type 2 diabetes.

Peroxisome proliferator-activated receptors (PPARs) (alpha, beta/delta and gamma) are lipid sensors capable of adapting gene expression to integrate various lipid signals. As such, PPARs are also very important pharmaceutical targets, and specific synthetic ligands exist for the different isotypes and are either currently used or hold promises in the treatment of major metabolic disorders. In particular, compounds of the class of the thiazolinediones (TZDs) are PPARgamma agonists and potent insulin-sensitizers. The specific but still broad expression patterns of PPARgamma, as well as its implication in numerous pathways, constitutes also a disadvantage regarding drug administration, since this potentially increases the chance to generate side-effects through the activation of the receptor in tissues or cells not affected by the disease. Actually, numerous side effects associated with the administration of TZDs have been reported. Today, a new generation of PPARgamma modulators is being actively developed to activate the receptor more specifically, in a cell and time-dependent manner, in order to induce a specific subset of target genes only and modulate a restricted number of metabolic pathways. We will discuss here why and how the development of such selective PPARgamma modulators is possible, and summarize the results obtained with the published molecules.

Le diabète de type 2 est-il uniquement une affaire d'hyperglycémie? Entre science, humanisme et economie [Type 2 diabetes, is it just a case of hyperglycemia? Confusion between the interests of science, humanity and the economy]

The recommendations for the treatment of type 2 diabetic patients are often centered on the glycemia. These clinical trials based on this approach show only a beneficial effects on the prevention of microangiopathy. The coronary artery disease which is the main cause of mortality among these patients, is not reduced. These data should be interpreted with a systemic prospect. The diabetes vascular complications have multifactorial causes and these clinical trials are motivated for the promotion of hypoglycemic agents. Fortunately, the STENO study offers another glance on the treatment of the diabetes, associating multirisk approach and patients' accompaniment. It obliges to have a critical glance on the research often moved by economic issues and gives to the center a humanistic approach based on the therapeutic relation.

The role of microRNAs in the development of type 2 diabets

Pancreatic ß cells are highly specialized endocrine cells located within the islets of Langerhans in the pancreas. Their main role is to produce and secrete insulin, the hormone essential for the regulation of glucose homeostasis and body's metabolism. Diabetes mellitus develops when the amount of insulin released by ß cells is not sufficient to cover the metabolic demand. In type 1 diabetes (5-10% of diagnoses) insulin deficiency is caused by the autoimmune destruction of pancreatic ß cells. Type 2 diabetes (90% of diagnoses) results from a genetic predisposition and from the presence of adverse environmental conditions. The combination of these factors reduces insulin sensitivity of peripheral target tissues, causes impairment in ß-cell function and can lead to partial loss of ß cells. The development of novel therapeutic strategies for the treatment of diabetes necessitates the comprehension of the cellular processes involved in dysfunction and loss of ß cells. My thesis was focused on the involvement in the physiopathological processes leading to the development of diabetes of a class of small regulatory RNA molecules, called microRNAs (miRNAs) that post- transcriptionally regulate gene expression. Global miRNA profiling in pancreatic islets of two animal models of diabetes, the db/db mice and mice that were fed a high fat diet (HFD), characterized by obesity and insulin resistance, led us to identify two groups of miRNAs displaying expression changes under pre-diabetic and diabetic conditions. Among the miRNAs already upregulated in pre-diabetic db/db mice and HFD mice, miR- 132 was found to have beneficial effects on pancreatic ß cell function and survival. Indeed, mimicking the upregulation of miR-132 in primary pancreatic islet cells and ß-cell lines improved glucose- induced insulin secretion and favored survival of the cells upon exposure to pro-apoptotic stimuli such as palmitate and cytokines. MiR-132 was found to exert its action by enhancing the expression of MafA, a transcription factor essential for ß-cell function, survival and identity. On the other hand, up-regulation of miR-199a-5p and miR-199a-3p was detectable only in the islets of diabetic db/db mice and resulted in impaired insulin secretion and sensitization of the cells to apoptosis. MiR-199a- 5p was found to decrease insulin secretion by inducing the expression of granuphilin, a potent inhibitor of ß cell exocytosis. In contrast, miR-199a-3p was demonstrated to directly target and reduce the expression of two key ß-cell genes, mTOR and cMET, resulting in impaired ß-cell adaptation to metabolic demands and loss by apoptosis. Our findings suggest that miRNAs are important players in the onset of type 2 diabetes. MiRNA expression is adjusted in pancreatic ß cells exposed to a diabetogenic environment. These changes initially concern miRNAs responsible for adaptive processes aimed at compensating the onset of insulin resistance, but later such changes can be overlapped by modifications in the level of several additional miRNAs that favor ß-cell failure and the onset of type 2 diabetes.

Étude du mécanisme de transport des cations par la Na, K-ATPase et de son implication dans la migraine familiale hémiplégique de type 2

Résumé La Na,K-ATPase est une protéine transmembranaire, présente dans toutes les cellules de mammifères et indispensable à la viabilité cellulaire. Elle permet le maintien des gradients sodiques et potassiques à l'origine du potentiel membranaire en transportant 3 Na+ en dehors de la cellule contre 2 K+, grâce à l'énergie fournie par l'hydrolyse d'une molécule d'ATP. Le potentiel membranaire est indispensable au maintien de l'excitabilité cellulaire et à la transmission de l'influx nerveux. Il semblerait que la Na,K-ATPase soit liée à l'hypertension et à certains troubles neurologiques comme la Migraine Familiale Hémiplégique (1VIFH). La MFH est une forme de migraine avec aura, qui se caractérise par une hémiparésie. Cette forme de migraine est très rare. Elle se transmet génétiquement sur un mode autosomique dominant. Plusieurs mutations localisées dans le gène de la Na,K-ATPase ont été identifiées durant ces 3 dernières années. C'est la première fois qu'une maladie génétique est associée au gène de la Na,K-ATPase. La compréhension du fonctionnement de cette protéine peut donner des informations sur les mécanismes conduisant à ces pathologies. On sait que la fonction d'une protéine est liée à sa structure. L'étude de sa fonction nécessite donc l'étude de sa structure. Alors que la structure de la SERCA a été déterminée à haute résolution, par cristallographie, celle de la Na,K-ATPase ne l'est toujours pas. Mais ces 2 ATPases présentent une telle homologie qu'un modèle de la Na,K-ATPase a pu être élaboré à partir de la structure de la SERCA. Les objectifs de cette étude sont d'une part, de comprendre le contrôle de l'accessibilité du K+ extracellulaire àses sites de liaison. Pour cela, nous avons ciblé cette étude sur la 2ìème et la 31eme boucle extracellulaire, qui relient respectivement les segments transmembranaires (STM) 3-4 et 5-6. Le choix s'est porté sur ces 2 boucles car elles bordent le canal des cations formés des 4ième' Sième et 6'ème hélices. D'autre part, nous avons également essayer de comprendre les effets des mutations, liées à la Migraine Familiale Hémiplégique de type 2 (MFH2), sur la fonctionnalité de la Na,K-ATPase. Alors que les STM et les domaines cytoplasmiques sont relativement proches entre la Na,KATPase et la SERCA, les boucles extracellulaires présentent des différences. Le modèle n'est donc pas une approche fiable pour déterminer la structure et la fonction des régions extracellulaires. Nous avons alors utilisé une approche fonctionnelle faisant appel à la mutation dirigée puis à l'étude de l'activité fonctionnelle de la Na,K ATPase par électrophysiologie sur des ovocytes de Xenopus. En conclusion, nous pouvons dire que la troisième boucle extracellulaire participerait à la structure de la voie d'entrée des cations et que la deuxième boucle extracellulaire semble impliquée dans le contrôle de l'accessibilité des ions K+àses sites de liaison. Concernant les mutations associées à la MFH2, nos résultats ont montré une forte diminution de l'activité fonctionnelle de la pompe Na,K, inférieure aux conditions physiologiques de fonctionnement, et pour une des mutations nous avons observés une diminution de l'affmité apparente au K+ externe. Nous poumons faire l'hypothèse que l'origine pathologique de la migraine est liée à une diminution de l'activité de la pompe à Na+. Summary The Na,K-ATPase is a transmembrane protein, present in all mammalian cells and is necessary for the viability of the cells. It maintains the gradients of Na+ and K+ involved in the membrane potential, by transporting 3Na+ out the cell, and 2K+ into the cell, using the energy providing from one ATP molecule hydrolysis. The membrane potential is necessary for the cell excitability and for the transmission of the nervous signal. Some evidence show that Na,K-ATPase is involved in hypertension and neurological disorders like the Familial Hemiplegic Migraine (FHM). La FHM is a rare form of migraine characterised by aura and hemiparesis and an autosomal dominant transmission. Several mutations linked to the Na,KATPase gene have been identified during these 3 last years. It's the first genetic disorder associated with the Na,K-ATPase gene. Understand the function of this protein is important to elucidate the mechanisms implicated in these pathologies. The function of a protein is linked with its structure. Thus, to know the function of a protein, we need to know its structure. While the Ca-ATPase (SERCA) has been crystallised with a high resolution, the structure of the Na,K-ATPase is not known. Because of the great homology between these 2 ATPases, a model of the Na,K-ATPase was realised by comparing with the structure of the SERCA. The aim of this study is on one side, understand the control of the extracellular K+ accessibility to their binding sites. Because of theirs closed proximity with the cation pathway, located between the 4th, 5th and 6th helices, we have targeted this study on the 2nd and the 3rd extracellular loops linking respectively the transmembrane segment (TMS) 3 and 4, and the TMS 5 and 6. And on the other side, we have tried to understand the functional effects of mutations linked with the Familial Hemiplegic Migraine Type 2 (FHM2). In contrast with the transmembrane segments and the cytoplasmic domains, the extracellular loops show lots of difference between Na,K-ATPase and SERCA, the model is not a good approach to know the structure and the function of the extracellular loops. Thus, we have used a functional approach consisting in directed mutagenesis and the study of the functional activity of the Na,K-ATPase by electrophysiological techniques with Xenopus oocytes. In conclusion, we have demonstrated that the third extracellular loop could participate in the structure of the entry of the cations pathway and that the second extracellular loop could control the K+ accessibility to their binding sites. Concerning the mutations associated with the FHM2, our results showed a strong decrease in the functional activity of the Na,K-pump under physiological conditions and for one of mutations, induce a decrease in the apparent external K+ affinity. We could make the hypothesis that the pathogenesis of migraine is related to the decrease in Na,K-pump activity. Résumé au large publique De la même manière que l'assemblage des mots forme des phrases et que l'assemblage des phrases forme des histoires, l'assemblage des cellules forme des organes et l'ensemble des organes constitue les êtres vivants. La fonction d'une cellule dans le corps humain peut se rapprocher de celle d'une usine hydroélectrique. La matière première apportée est l'eau, l'usine électrique va ensuite convertir l'eau en énergie hydraulique pour fournir de l'électricité. Le fonctionnement de base d'une cellule suit le même processus. La cellule a besoin de matières premières (oxygène, nutriments, eau...) pour produire une énergie sous forme chimique, l'ATP. Cette énergie est utilisée par exemple pour contracter les muscles et permet donc à l'individu de se déplacer. Morphologiquement la cellule est une sorte de petit sac rempli de liquide (milieu intracellulaire) baignant elle-même dans le liquide (milieu extracellulaire) composant le corps humain (un adulte est constitué environ de 65 % d'eau). La composition du milieu intracellulaire est différente de celle du milieu extracellulaire. Cette différence doit être maintenue pour que l'organisme fonctionne correctement. Une des différences majeures est la quantité de sodium. En effet il y a beaucoup plus de sodium à l'extérieur qu'à l'intérieur de la cellule. Bien que l'intérieur de la cellule soit isolé de l'extérieur par une membrane, le sodium arrive à passer à travers cette membrane, ce qui a tendance à augmenter la quantité de sodium dans la cellule et donc à diminuer sa différence de concentration entre le milieu extracellulaire et le milieu intracellulaire. Mais dans les membranes, il existe des pompes qui tournent et dont le rôle est de rejeter le sodium de la cellule. Ces pompes sont des protéines connues sous le nom de pompe à sodium ou Na,K-ATPase. On lui attribue le nom de Na,K-ATPase car en réalité elle rejette du sodium (Na) et en échange elle fait entrer dans la cellule du potassium (K), et pour fonctionner elle a besoin d'énergie (ATP). Lorsque les pompes à sodium ne fonctionnent pas bien, cela peut conduire à des maladies. En effet la Migraine Familiale Hémiplégique de type 2, est une migraine très rare qui se caractérise par l'apparition de la paralysie de la moitié d'un corps avant l'apparition du mal de tête. C'est une maladie génétique (altération qui modifie la fonction d'une protéine) qui touche la pompe à sodium située dans le cerveau. On a découvert que certaines altérations (mutations) empêchent les pompes à sodium de fonctionner correctement. On pense alors que le développement des migraines est en partie dû au fait que ces pompes fonctionnent moins bien. Il est important de bien connaître la fonction de ces pompes car cela permet de comprendre des mécanismes pouvant conduire à certaines maladies, comme les migraines. En biologie, la fonction d'une protéine est étudiée à travers sa structure. C'est pourquoi l'objectif de cette thèse a été d'étudier la structure de la Na,K-ATPase afin de mieux comprendre son mécanisme d'action.