Variations quantitatives et qualitatives des acides gras non estérifiés et des triglycérides circulants induites par le glucagon

CLINICA

CHIMICA

VARIATIONS

ACTA

103

QUANTITATIVES

NON ESTfiRIFI&

ET QUALITATIVES

ET DES TRIGLYCfiRIDES

DES ACIDES

CIRCULANTS

GRAS

INDUITES

PAR LE GLUCAGON

H. WAREMBOURG,

G. BISERTE,

J. JAILLARD

ET

G. SEZILLE

Laboratoire de la clinique mCdicale* et Laboratoire de Biochimie**, Lille (France) (Rep

le 15 octobre,

Faculte’ de Me’decine,

1969)

SUMMARY

InJluence of Glucagon Injections on the Level and Fatty Acid Composition of Triglycerides and Nonesterijed Fatty Acids in Normal Human Plasma

After injection of glucagon, the nonesterified fatty acid (NEFA) level first decreased and then increased to high values a second time; triglycerides levels decreased and then remained unchanged during the experiment. Fatty acid composition detected by gas chromatography did not change in triglycerides; in NEFA the results obtained indicated significant modifications, particularly in the relative percentages of stearic and oleic acids. These data support the hypothesis that a fraction of circulating NEFA derives from pools other than adipose tissue.

INTRODUCTION

A l’occasion de travaux anterieurs1~2,nous nous &ions attaches a preciser les modifications du taux des acides gras non esterifies plasmatiques (AGNE) et deleur composition qualitative provoquees par l’administration, par voie intra-veineuse, de solutions glucosees d’une part et d’hormone adrenocorticotrope (ACTH) d’autre part. Nous avions pu ainsi, non seulement confirmer in vivo l’effet inhibiteur du glucose sur la sortie des acides gras du tissu adipeux et les propriMs lipolytiques de l’ACTH, mais surtout avancer l’hypothese selon laquelle l’hydrolyse des triglycerides du tissu adipeux ne representait pas la source exclusive des AGNE circulants. L’examen des resultats rapport& par Lefebvre3 concernant les variations du taux des AGNE enregistrees apres injection de glucagon chez l’Homme, nous a suggCrC l’idee de reprendre notre etude anterieure, l’injection de glucagon paraissant suscep* Professeur * * Professeur

H. Warembourg. P. Boulanger. Clin. Chim. Acta, 28 (1970) Iox-*ro

H. WAREMBOURG

104

tible d’entrainer, lors d’une seule et mCme epreuve pharmacodynamique, vagues successives d’hypo- et d’hyper-lipacidemie. MATGRIEL

et al.

les deux

ET MItTHODES

L’experimentation toute tare metabolique

a CtC men&e chez 14sujets ages de 27 a 51 ans, indemnes de ou viscerale. Apres un jeune complet de 15 h et mise en place

depuis 30 min d’un trocart intra-veineux laisse a demeure, deux prelevements de sang sont effectub, le sujet &ant maintenu au repos complet, en decubitus dorsal; le premier

est destine

au dosage

des triglycerides,

le second,

recueilli

sur oxalate

de

potassium, sert au dosage et a l’etude chromatographique des AGNE. Les triglycerides sont doses par la methode colorimetrique de Fletcher4 a l’acetyl-acetone; cette methode, fiddle et sensible, se p&e particulierement bien a des dosages en serie et ne presente pas les inconvenients inherents a l’usage de l’acide chromotropique utilise comme reactif de coloration dans d’autres techniques classiques. Les AGNE sont doses par la methode colorimetrique de Duncombeb. Ces prelevements initiaux sont immediatement suivis de l’injection par voie intra-musculaire

de z. mg de glucagon”;

ils sont ensuite renouveles

I, 2,

3 et 3 h apres

l’injection, dans les memes conditions que precedemment, pour dosage des triglycerides et des AGNE circulants. En outre, nous avons realise sur les Cchantillons sanguins recueillis aux differents temps, une etude de la composition en acides gras des AGNE, par chromatographie en phase gazeuse a 180’sur colonne de succinate de diethylene-glycol, apres extraction a partir du plasma par la methode de HagenfeldP, precedemment rapportee’, et methylation par la methode de Rogozinski7. L’Ctude de la composition en acides gras des triglycerides

a CtC effecttree selon

la m&me technique de chromatographie en phase gazeuse, apres extraction des lipides du plasma par la methode de Folch et al. *, isolement des triglycerides par chromatographie sur couche mince de gel de silice, puis methanolyse directe, en presence du gel, selon les techniques d&rites par Bowyer et aL9. Les calculs statistiques ont Cte realids en utilisant le test t de Student-Fisher pour series appariees; sont considerees comme significatives les valeurs de t pour lesquelles la probabilite P est inferieure a 0.05. RIkULTATS

(I)

Modifications des taux plasmatiques d’AGNE et de triglyckides L’examen du Tableau I montre que l’injection de glucagon est suivie, d&s la premiere heure, d’une chute importante du taux des AGNE; ce dernier diminue de 50% de sa valeur moyenne de depart et il reste abaisse jusqu’aux environs de la seconde heure; il remonte ensuite pour d&passer nettement, dans les heures suivantes, sa valeur initiale; l’ascension se poursuit encore au dela de la cinquieme heure, comme il apparait sur la Fig. I. A l’oppod, la triglyceridemie diminue regulierement jusqu’a la troisieme heure suivant l’injection; elle parait se stabiliser ensuite a un taux situ6 encore au-dessous

*

Glucagon

Novo

Clin. Chim. Acta,

do&

g I mg par flacon.

28 (1970)

ION-IIO

ACIDES GRAS NON-ESTtiRIFIk

%1

-

ET TRIGLYCtiRIDES

=os

CIRCULANTS

AGNE

_______ TG

+100-

Fig. I. Pourcentages moyens de variation, par rapport aux taux de dkpart, des AGNE et des TG aux diffkrents temps de pr&vement aprks injection de glucagon. TABLEAU TAUX APRh

I

MOYENS INJECTION

D’ACIDES DE

GRAS

NON

ESTfRIFIh

(AGNE)

ET

DE

TRIGLYCfRIDES

(TG),

AVANT

ET

GLUCAGON

Avant AGNE (pmoles/l) y/o de variation

326

TG (mg/Ioo ml) o/o de variation

119

I h aprks ‘63 -50 IOZ

-14

3 h aprds

h a@&

2

140 -57 99 -20

394 +21

5 h aprds 685 +110

93

92

-23

-22

de la valeur moyenne de depart (Tableau I et Fig. I). Bien que nous ne I’ayons pas exploree au dela de la cinquieme heure, il est vraisemblable de supposer que la triglyceridemie doit se relever ensuite, compte tenu de l’importance du taux des AGNE. (2)

Variations

de la composition

cent&male

en acides pas

des AGNE

et des triglycbides

circdants

L’examen du Tableau II fait apparaitre l’absence de toute modification apprb ciable dans la composition des triglycerides circulants, mais objective des variations significatives et parfois importantes dans la composition des AGNE. On constate en effet, dans un premier temps situ6 a la fin de la premiere ou de la deuxieme heure, au moment ou le taux des AGNE est le plus bas, que des variations t&s significatives apparaissent dans les pourcentages relatifs en acide stearique et en acide oleique: augmentation dans le premier cas, diminution dans le second. Dans un second temps, situ6 entre la fin de la troisieme heure et celle de la cinquieme, C&z.. Chim. Acta, 28

(1970)

103-110

H. ~VAR~~~OURG

IO6 TABLEAU

et al.

IT

COMPOSITIONS

CENTfSIMALES

MOYENNES

EN

ACIDBS

GRAS

DES

AGNE ET DES TG AUX

DIFF$REKTS

TEMPS

DE

PRfLkVEMENT 14: O, acide myristique; 16:o, acide palmitique; 18:o, acide stkarique; I 6 : I, acide palmitolCique ; I 8 : I, acide ot6ique; 18: 2, acide linol&que. ( ) : Signification des diffkrences enregistrCes par rapport aux pourcentages de dgpart. (NS) : non significatif. (a) : P < 0.001; (b) : P < 0.05.

14:o AGNE

16:o

TG

2.6 2.8 I.9 (NS) 2.6 2.1 2.8 2.1 2.5 2.0 (NS) 2.3

Avant I h apr& 2 h apr&s 3 h apr&s 5 h aprBs

18:o

AGNE

TG

29.2 zg.8(NS)

28.7

30.0

28.7 28.9

28.1

28.8

26.3 (b)

29.3

16:r

AGNE

TG

AGNE

15.3

4.8

4.9

18.6 (a) 4.1 18.3 44

5.x (NS) 5.0

TG

__-

;:: 6.6

6.8 5.4 5.5 (NS) 7.2

4.4 1’2.3 (a) 4.4

r-j.0

18:~

18:1 AGNE

TG

38.6

46.8

32.9 (a) 47.3 46.2 33-o

41.9 46.7 44.8 (a) 46.6

AGNE

9.4 11.7 lb) 11.6

(b) -.-

%

----

-.-

oprl?s avant lh apr&s 5 h

16:l 14:o /

AkNlt 1

dips

fh:

5

01 . i4:O

16:0

18:o

It31

l&l

16:2

Fig. 2. a, Variations des pourcentages relatifs des diffkrents acides gras des AGNE aux diffkents temps de pr&vement. b, Profils chromato~raphiqu~s Bvalu& en pourcentages relatifs, aux stades les plus significatifs des changements intervenus dans la composition des AGNE, aprks injection de glucagon. Clin. Chiw. Acta, 28 (1970) 103-110

9.7 IO.2

II.1

x0.8 9.5 9.1 (NS) 10.2

les pourcentages relatifs de ces deux acides gras varient B nouveau en sens contraire: celui de I’acide stkarique s’abaisse alors que celui de l’acide ol6ique se relke; cette seconde phase correspond & la pkriode pendant laquelle le taux des AGNE atteint ses valeurs les plus ClevCes. 11 est 2 remarquer que la composition en acides gras des AGNE Ctablie avant l’injection de glucagon, se situe entre les pourcentages extrCmes atteints lors des variations que nous venons d’indiquer; on peut done penser qu’elle s’est trouvCe reproduite entre la seconde et la troisi&me heure suivant I’injection, au moment oh, comme l’indique la Fig. I, la courbe reprkentative des variations du taux des AGNE coupe l’axe des abscisses. Nous n’avons pas retenu les discr&tes modifications de pourcentage de certains autres acides gras, comme les acides palmitique et linol8ique; elles sont & considkrer, a priori, comme relatives SLcelles des pourcentages en acides stkarique et olCique, Feules significatives, comme l’examen de la Fig. z le concrktise, du reste, parfaitement. (a)

TG

ACIDES GRAS NON-ESTkRIFIkS TABLEAU TAUX

ET TRIGLYCkRIDES

107

CIRCULANTS

III

MOYENS INDIVIDUELS EXTRRMESDES PRINCIPAUXACIDES GRASDES AGNE

Acide was

Avant

2 h afir&

pnolesll

pmolesll

8.5

14:0

18:o 16:1 18:1 18:~

42.0

25.6 7.0 46.2 16.2

49.9 16.0 125.8 30.6 Nous

avons

differents

enfin fait figurer

acides

memes taux,

gras

aux differents

firment, a l’evidence, tages relatifs.

temps

180.1 84.2 37.7 306.9 62.3 III

374

329 228 440 564 285

les taux,

en valeur

de l’experimentation.

absolue,

de variation

Les valeurs

en outre, que les variations

tardive,

que celles du taux de l’acide

con-

des pourcen-

du taux de l’acide

dans le sens de la diminution

des

de ces

obtenues

suggerees par l’etude des modifications

amplitude,

celui de l’augmentation

‘3.7

56 46 56 63 47

ainsi que les pourcentages

les don&es

Elles montrent

sont de plus grande

66

au Tableau

des AGNE,

0/Ode remontCe en 3 h

fimoles 11

en 2 h

2.9

95.2

16:o

5 h aPrls

o/ode chute

initiale

oleique

comme

dans

stearique.

DISCUSSION

Le glucagon seriques;

Paloyan

que l’excision alpha,

chirurgicale

entrainait

glucagon;

joue incontestablement

une

Zarafonetisll

reductible

a Cgalement

pu provoquer

les cellules alpha s&r&rices 11 a CtC parfaitement particulier premieres

de glucagon

recherches

injection

riches en cellules

intra-musculaire

une hyperlipemie,

de

chez le lapin,

de chlorure de cobalt qui detruit Clectivement

du glucagon. demontre

exphimentalement,

Cl&e le taux des AGNE

ont abouti

a des resultats

un abaissement

provoquait

chez l’animal,

que l’ad-

le remarque

d’observation,

trb

plasmatiques

contradictoires:

du taux des AGNEr5-I*,

une elevation,

(refs. 20, 21). Comme la periode

du pancreas,

par

des lipides chez le chien,

: ceci a CtC observe en par Heald et uL.~~,par Grander3 et par Hoak et ~1.‘~. Chez l’homme, les

mone entrainait l’hormone

experimentalement,

du corps et de la queue

hyperlipemie

grace a des injections intra-musculaires

ministration

un role dans le metabolisme

et HarperlO ont en effet observe,

pour certains, l’hor-

pour d’autres

precoce selon les unslg, tardive

Lefebvres2,

variable,

ces divergences

au tours

au contraire,

selon les autres

sont en rapport

de laquelle

avec

ont 6tC effect&s

les

dosages. Lefebvre3vZ3 a bien mis en evidence, modifications l’homme, premier

du taux des AGNE

que

ce taux

temps

intra-musculaire diminue,

presentait,

s’etendant

de 30%

dessus (215-220~/~) de la valeur Cette elevation

la goieme

d’une

etude

de glucagon,

par metre car&

dynamique

des

chez le chien puis chez

une evolution ou la r2oieme

pour remonter,

biphasique: min suivant

de surface

dans

un

l’injection

corporelle,

dans les heures suivantes,

le taux t&s

au-

exerce par l’hormone

au

initiale.

est en rapport

niveau du tissu adipeux de la lipolyse

en &alit&

jusqu’a

de I mg de glucagon

chez l’homme,

a l’occasion

apres injection

avec l’effet lipolytique

comme l’ont montre, in vitro,

resulte de l’activation

Steinberg

et aLz4;

de la lipase “hormono-sensible”

la stimulation de Rizackz5;

on

Clin. Chim. Acta, 28 (1970) 103-110

10s

admet

WAREMBOURG

actuellement

que l’hormone,

transportee

par le sang, agit au niveau

et d.

de la

membrane cytoplasmique de la cellule adipeuse par l’intermediaire de l’adenylcyclase pour catalyser la conversion de l’adenosine-triphosphate (ATP) en adenosine monophosphate cyclique (3’,5’-AMP); ce dernier entraine a son tour l’activation de la lipase. L’effet lipolytique du glucagon n’est pas inhibe par l’administration prealable de propranolol14 ou d’isopropylmCthoxamineZ6. Les resultats que nous avons obtenus sont a commenter point de vue quantitatif, en ce qui concerne les variations

a deux Cgards : (I) d’un des taux d’acides gras

libres et de triglycerides du plasma; (2) d’un point de vue qualitatif, en ce qui concerne les modifications observees dans la composition en acides gras des AGNE. Le protocole experimental que nous avons suivi est assez voisin de celui qui fut adopt6 par Lefebvres et nous avons parfaitement retrouve le profil caracteristique de la courbe representative des variations du taux sanguin des AGNE; la chute initiale ne correspond

pas a un ralentissement

de la lipolyse,

mais est en rapport

avec

l’accroissement de la reesterification des acides gras, initialement lib&es par la lipase au niveau des triglycerides du tissu adipeux, cet accroissement Ctant lui-m&me en rapport avec une formation accrue d’a-glydrophosphate a partir du glucose, dont le taux sanguin s’eleve apres injection de glucagon. Dans un second temps, le retour de la glycemie a sa valeur normale permet a la lipolyse, induite par le glucagon, de se manifester sous la forme d’une elevation secondaire et massive du taux des AGNE plasmatiques. La diminution, aux temps precoces, du taux des AGNE entraine une depression de la synthese hepatique des triglycerides endogenes qui rend compte de la chute de la triglyceridemie que nous avons enregistree; le maintien d’un taux relativement bas de triglycerides plasmatiques, circulants a atteint un niveau particulierement

alors m&me que celui des AGNE ClevC, traduit le delai necessaire au

foie pour effectuer la synthese des triglycerides et les teines circulantes. Nous n’avons pas poursuivi notre prelevement qui nous auraient permis de determiner triglyceridemie se releve sous l’effet de la captation

reincorporer dans les lipoproCpreuve jusqu’aux temps de le moment a partir duquel la accrue des AGNE par le foie.

Quoi qu’il en soit, se situe probablement la l’explication de la chute lipides circulants enregistree par Paloyan et Harper”‘, apres injection

du taux des de glucagon

chez trois malades porteurs d’hyperlipidemies secondaires a une pancreatite, a une maladie de Nieman-Pick et a une glycogenose. Les resultats que nous avons obtenus en chromatographie en phase gazeuse objectivent la Constance de la composition en acides gras des triglycerides circulants, ce qui semble indiquer que cette derniere n’a pas Cte influencee par la chute du taux des AGNE et surtout par les modifications intervenues dans leur composition. Ces modifications apparaissent, en effet, significatives, en ce qui concerne en particulier les pourcentages relatifs en acides stearique et oleique. La composition centesimale des AGNE parait Ctroitement 1iCe a l’importance de leur taux sanguin: le pourcentage en acide stearique s’eleve quand le taux s’abaisse; a l’oppose, celui de l’acide oleique diminue et le phenomene s’inverse lorsque le taux d’AGNE remonte sous l’effet du glucagon. Ces variations sont t&s exactement celles que nous avions enregistrCes1T2 apres perfusion intra-veineuse de solutions glucosees d’une part, puis d’hormone adrenocorticotrope d’autre part. Dans un premier temps, le glucagon, par l’intermediaire de l’hyperglycemie qu’il entraine, agit comme le glucose inject& en inhibant la sortie des AGNE du tissu adipeux; I’augmentation simultanee du Clin. Chim.

Acta,

28 (1970)

103-110

ACIDES GRAS NON-EST~RIFI~S

ET TRIGLYCkRIDES

CIRCULANTS

109

pourcentage d’acide stearique des AGNE, confirme, selon now, l’hypothese que now avions deja emise; B savoir que le tissu adipeux, qui est relativement pauvre en cet acide gras, n’est pas la source exclusive des AGNE du plasma; une etude recente de Eaton et a1.27, effect&e chez le lapin a l’aide d’acides gras marques, tend Cgalement a demontrer qu’il existe un “pool” extravasculaire d’AGNE en Cquilibre dynamique avec le “pool” intravasculaire. Dans un second temps, l’hydrolyse massive des triglycerides de reserve, en rapport avec l’extkiorisation du puissant effet lipolytique du glucagon, entraine au niveau des AGNE, dont le taux s’eleve ~onsid~rablement, un enrichissement en acide olCique que le tissu adipeux contient en quantite relativement grande; la diminution parallele du pourcentage relatif en acide stearique traduit, proportionne~ement a l’importance de cette lipolyse, l’effacement relatif du debit des acides gras issus d’autres sources.

Effect&e chez 14 sujets sains, l’injection intra-musculaire de z mg de glucagon a entraine, dans les deux premieres heures, une diminution du taux des AGNE du plasma, suivie d’une remontCe significative se maintenant au de& de la cinquiitme heure; la triglyceridemie se d6prime precocement et reste abaisske pendant toute la duree de l’epreuve. L’effet lipolytique du glucagon, d’abord masque par l’hyperglycemie precoce et transitoire, se redle ensuite. La composition des triglyckrides en acides gras n’est pas infhrencCe par l’hormone; par contre, l’abaissement initial du taux des AGNE va de pair avec une augmentation de leur pourcentage en aeide stearique et avec une diminution de celui de l’acide oleique. Ces variations s’inversent lors de l’elevation ulterieure et massive du taux des AGNE. Elles sont, dans leur ensemble, cornparables g celles que l’on obtient, successivement, avec l’administration de glucose, puis d’hormone adrenocorticotrope. Ces modifications qualitatives, rapprochees du fait que le tissu adipeux contient, relativement, peu d’acide stCarique et beaucoup d’acide oleique, permettent de retenir l’hypothese selon laquelle les acides gras libres plasmatiques (AGNE), ne proviennent pas exclusivement de l’hydrolyse des triglydrides du tissu adipeux. BIBLIOGRAPHIE I H. WAREIWBOURG, zo (1968) 269.

G. BISERTE, G. SEZILLE, J. JAILLARD ETM.

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70(1~63)

83.

C&z. Chim. Acta, 28 (rg7o)Io3-Ire

110 I3 I4 I5 16

17 18 Ig 20 21 22 23 24

25 26 27

H. WAREMBOURG

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C&z. Chim. Acta, 28 (1970) Io3-110