2019

Diabète de type 1 et exercice

Le diabète de type 1 (DT1) résulte de la destruction des cellules β du pancréas par un processus auto-immun et se caractérise par l’absence totale de sécrétion endogène d’insuline. La prise en charge du diabète de type 1 repose sur l’apport d’insuline, l’autosurveillance glycémique, une adaptation de l’alimentation et la pratique d’exercices physiques réguliers. En effet, la pratique d’une activité physique régulière est source d’épanouissement et induit de nombreux effets positifs sur la santé au long terme (Riddell et Iscoe, 2006 ; Chimen et coll., 2012). Pour pratiquer en toute sécurité et éviter les déséquilibres glycémiques, les patients devront néanmoins adopter certaines précautions (adaptations insuliniques, nutritionnelles et/ou en termes de choix d’activité) pour faire face aux particularités physiopathologiques de la maladie.

Particularités du diabète de type 1 à l’exercice musculaire

Particularités métaboliques

Risque hypoglycémique

• la contraction musculaire elle-même qui, via une baisse du rapport ATP/AMP2

ATP/AMP : Adénosine triphosphate/Adénosine monophosphate.

(effet AMPK3

AMPK : Protéine kinase activée par l’AMP.

-dépendant), une augmentation de Ca²⁺ cytoplasmique (effet CaMKII4

CaMKII : Protéine kinases Ca²⁺/calmoduline-dépendantes.

-dépendant), et une production accrue de monoxyde d’azote, stimulerait la translocation des GLUT-4 indépendamment de l’insuline (Ploug et coll., 1992 ; Zorzano et coll., 2005 ; Richter et coll., 2013 ; Santos et coll., 2014).

Un nouveau mécanisme, indépendant de l’insuline et qui se surajoute aux effets de la contraction musculaire (principalement effet de l’AMPK), a aussi été démontré : l’étirement de la fibre musculaire (i.e. contractions excentriques) stimulerait la translocation des GLUT-4 et donc la captation du glucose par un effet Akt- et p38 MAPK-dépendant (Ito et coll., 2006).

L’insulinémie du sujet non diabétique diminue de façon physiologique dès le début de l’exercice (Broderick et coll., 1990), via l’action inhibitrice du système nerveux sympathique sur les cellules β du pancréas (Houwing et coll., 1995), ce qui limite la diminution de la glycémie.

Or, dans le cas d’un diabète, l’insuline est d’origine exogène (injection ou pompe) et ne s’adapte pas de façon physiologique une fois administrée (Broderick et coll., 1990 ; Heyman et coll., 2007). Si la personne qui a un diabète réalise un exercice important (intense-long) au moment où son insuline (souvent celle à action rapide) présente son pic d’action, la présence de concentrations élevées d’insuline dans le sang stimule l’entrée de glucose dans les muscles par les GLUT-4 et inhibe la production hépatique de glucose (néoglucogenèse et glycogénolyse), induisant un risque d’hypoglycémie. Le risque hypoglycémique à l’exercice est accentué chez les patients sujets à des épisodes hypoglycémiques antérieurs répétés. Ces derniers bloqueraient les réponses neuroendocrines (augmentation des catécholamines et du glucagon), l’activité du système nerveux sympathique au niveau musculaire, et la réponse métabolique (lipolyse et cinétique du glucose) à l’exercice (Briscoe et coll., 2007).

• la déplétion des réserves de glycogène hépatique (surtout après des exercices longs et intenses type 1 h à 75 % de la consommation maximale d’O₂) (Ivy, 1991) ;

• une moindre capacité du patient à repérer la diminution glycémique car la réponse adrénergique à l’hypoglycémie peut être atténuée après un exercice (Sandoval et coll., 2004 ; McMahon et coll., 2007).

Risque hyperglycémique

L’hyperglycémie pré-exercice est souvent associée à une insulinémie trop faible pour les besoins du moment. Il semble néanmoins qu’il faille une imprégnation suffisante en insuline pour que les 3 mécanismes stimulant la translocation des GLUT-4 se déclenchent efficacement à l’exercice. Brun et coll. (2012) ont montré que la glycémie diminuait à l’exercice d’intensité modérée (30 min à 50 % de la puissance maximale aérobie théorique) et que cette diminution était d’autant plus importante que la glycémie de départ était élevée, mais ceci uniquement à condition que l’insulinémie de départ ne soit pas trop faible (> 25 μU/mL).

À côté de cela, l’exercice, surtout lorsqu’il est intense, ou stressant (comme en compétition), augmente la sécrétion d’hormones hyperglycémiantes (catécholamines pour les exercices brefs et intenses, puis glucagon, cortisol et GH5

GH : Hormone de croissance.

si l’exercice se prolonge) (Naveri et coll., 1985).

Au total, la carence relative en insuline (Brun et coll., 2012) ainsi que la sécrétion des hormones hyperglycémiantes peuvent conduire à l’aggravation de l’hyperglycémie pour les exercices intenses ou intermittents. S’il existe une hyperglycémie préexistante (le plus souvent dans un contexte de déséquilibre du diabète), les hormones hyperglycémiantes contre-régulatrices produites à l’exercice physique (surtout s’il est intense ou stressant), peuvent favoriser l’apparition ou l’aggravation d’une cétose (Dorchy, 2010). Ces hormones s’ajoutent à l’insulinémie faible pour stimuler la lipolyse. Les acides gras arrivant en excès au foie sont transformés en acétylcoenzyme A. Ce dernier, alors en excès, ne sera pas suffisamment pris en charge par le cycle de Krebs : en effet, la production du précurseur de ce cycle, l’oxalo-acétate, est ralentie par l’inhibition de la glycolyse hépatique.

Particularités cardiorespiratoires et musculaires

Au niveau cardiaque, des dysfonctions ventriculaires gauches ont été décrites à l’exercice dans certaines études chez le patient DT1 (Zola et coll., 1986 ; Borgia et coll., 1999 ; Chrapko et coll., 2006 ; Brassard et coll., 2009), même jeune (Baum et coll., 1987 ; Scognamiglio et coll., 2005 ; Nadeau et coll., 2010 ; Gusso et coll., 2012) et/ou indemne de complications (Scognamiglio et coll., 2005 ; Palmieri et coll., 2008).

À cause de leur vaste réseau vasculaire et de leur richesse en collagène et élastine, les poumons sont susceptibles d’être exposés aux perturbations liées à la glycation non enzymatique (van den Borst et coll., 2008). Ces perturbations peuvent se traduire par une moindre élasticité du tissu pulmonaire, une augmentation des distances de diffusion alvéolo-capillaire (par exemple par augmentation de l’épaisseur des membranes et de la perméabilité endothéliale) et une diminution du volume capillaire pulmonaire. Ainsi, quelques travaux rapportent une diminution des volumes pulmonaires ou des anomalies de la diffusion alvéolo-capillaire du monoxyde de carbone et/ou d’azote au repos ou après un exercice maximal (Sandler et coll., 1987 ; Wanke et coll., 1992 ; Niranjan et coll., 1997 ; Villa et coll., 2004 ; Wheatley et coll., 2011), d’autant plus chez les patients mal équilibrés (Ramirez et coll., 1991 ; Niranjan et coll., 1997 ; Villa et coll., 2004 ; Wheatley et coll., 2011). Néanmoins, la présence possible de ces anomalies chez les patients mal équilibrés ne semblent pas se répercuter sur la saturation artérielle en O₂ et le contenu artériel en O₂, donc le transfert alvéolo-capillaire de l’O₂, même à l’exercice maximal (Wanke et coll., 1992 ; Wheatley et coll., 2011 ; Tagougui et coll., 2015), probablement en raison d’une certaine compensation par la plus forte affinité de l’hémoglobine pour l’O₂ lorsqu’elle est glyquée (McDonald et coll., 1979 ; Roberts et coll., 1984).

Au niveau du muscle actif, quelques études suggèrent un apport sanguin compromis au cours de l’exercice musculaire (Johansson et coll., 1992 ; Pichler et coll., 2004 ; Nadeau et coll., 2010 ; Tagougui et coll., 2015), notamment en cas de mauvais équilibre du diabète (HbA1c6

HbA1c : Hémoglobine glyquée.

> 8 %) (Tagougui et coll., 2015). L’hyperglycémie chronique pourrait altérer la fonction endothéliale de manière précoce, c’est-à-dire avant les signes cliniques de micro-angiopathie, compromettant alors l’augmentation de la perfusion musculaire locale et/ou de la répartition du flux sanguin musculaire entre zones nutritives et non nutritives à l’exercice (Tagougui et coll., 2015). Il se peut également que l’insulino-résistance périphérique joue un rôle dans ces problèmes de vasodilatation (Nadeau et coll., 2010) puisque l’action vasodilatatrice (NO7

NO : Nitric oxide ou monoxide d’azote.

-dépendante) de l’insuline est cruciale pour augmenter le débit sanguin musculaire local, à l’effort (Clerk et coll., 2004). La déficience en C-peptide (Johansson et coll., 1992) ou en L-Arginine (substrat pour la synthèse du NO) (Fayh et coll., 2013) pourrait également être impliquée dans ces troubles de la vasodilatation.

Enfin, l’extraction de l’O₂ par le muscle actif est réduite à l’exercice intense en cas de niveau d’HbA1c élevé (Tagougui et coll., 2015). Ceci pourrait s’expliquer en partie par une capacité de dissociation de l’oxyhémoglobine réduite lorsque l’hémoglobine est glyquée (McDonald et coll., 1979 ; Roberts et coll., 1984). D’autre part, une altération de la capacité d’utilisation de l’O₂ par les mitochondries pourrait aussi jouer un rôle : l’hyperglycémie, induite en seulement 8 h d’arrêt de traitement à l’insuline chez des patients DT1, diminue la transcription de gènes codant pour divers enzymes impliquées dans l’oxydation mitochondriale des substrats, probablement via l’induction d’un stress oxydant (Karakelides et coll., 2007). De plus, la typologie musculaire du DT1 pourrait s’orienter préférentiellement vers une activité glycolytique, en comparaison des sujets sains de même niveau d’aptitude aérobie, en cas de mauvais contrôle glycémique (Fritzsche et coll., 2008).

Conséquences sur les performances à l’exercice musculaire

Performance à l’exercice aérobie (exercice d’endurance)

Une bonne aptitude physique aérobie, reflétée par une consommation maximale d’oxygène (VO₂max) élevée, est associée à une diminution de la morbidité et de la mortalité cardiovasculaires (Aspenes et coll., 2011) mais aussi aussi de la mortalité globale (Zhao et coll., 2014).

Les résultats des travaux ayant mesuré VO₂max lors d’un test incrémental exhaustif et dans lesquels les témoins non diabétiques sont appariés aux sujets DT1 sur le niveau d’activité physique (où au moins, le niveau d’activité physique est précisé et est a posteriori comparable entre les deux groupes comparés) sont présentés dans le tableau I.

Tableau I Aptitude physique aérobie des enfants, adolescents et adultes DT1

Références	Sujets DT1	Aptitude physique des sujets DT1 vs. sujets non diabétiques	Remarques sur l’appariement
Enfants et adolescents
Poortmans et coll., 1986	N = 17 H de 15-16 ans HbA1c : 9,2 ± 0,7 (SE) % Certains patients sont atteints de neuropathie subclinique, d’autres de rétinopathie	Si HbA1c < 8,5 % (n = 9) : VO2max : 40,6 ± 1,3 (SE) mL.min-1.kg-1 (b) pour FCmax comparable Si HbA1c > 8,5 % (n = 8) : VO2max : 38,5 ± 1,0 (SE) mL.min-1.kg-1 (b) mais pour pour FCmax inférieure	A posteriori, activité physique habituelle comparable entre les 2 groupes (aucun sujet ne pratique de sport intense ou de compétition) Sujets appariés au niveau anthropométrique
Heyman et coll., 2007	N = 12 F de 13-18,5 ans Stades Tanner 4-5 HbA1c : 8,1 ± 1,3 (SD) % (min : 5,7-max : 11,0 %) Indemnes de complications microvasculaires	VO2max : 30,6 ± 4,0 mL.min-1.kg-1 (b) mais masse corporelle des DT1 supérieure aux témoins et pas de différence de VO2max DT1 versus témoin en valeur absolue (L/min)	A posteriori, activité physique habituelle comparable entre les 2 groupes (questionnaire) Sujets appariés au niveau stade pubertaire
Nguyen et coll., 2015	N = 16 enfants DT1	N = 8 enfants HbA1c ≤ 7,5 % sur 9 mois : VO2pic (a) N = 8 enfants HbA1c ≥ 9 % sur 9 mois : VO2pic (b)	A posteriori groupes comparables au niveau activité physique (accélérométrie)
Adultes
Wallberg-Henriksson et coll., 1984	N = 10 H de 30 ans environ HbA1c : 9,8 ± 0,6 (SE) % Signes de rétinopathie chez 3 patients	VO2max : 42,2 ± 1,3 (SE) mL.min-1.kg-1 (a)	A posteriori les 2 groupes sont comparables au niveau activité physique (questionnaire)
Veves et coll., 1997	H et F de 21-48 ans	Pour les sujets pratiquant au moins 3 fois 45 minutes d’activité physique hebdomadaire : Sans neuropathie autonome (n = 23) VO2max : 54,0 ± 8,1 (SD) mL.min-1.kg-1 (a) Avec neuropathie autonome (n = 7) VO2max : 42,2 ± 11,6 (SD) mL.min-1.kg-1 (b) (mais FCmax également inférieure)	Groupes appariés sur le niveau d’activité physique (questionnaire)
Baldi et coll., 2010	N = 10 H et F DT1 HbA1c = 7,3 ± 0,8 (SD) % Tous non fumeurs Complications microvasculaires non indiquées	VO2pic : 42 ± 7 mL.min-1.kg-1 (a)	Groupes appariés sur le niveau d’activité physique : Sujets très entraînés en endurance
Brazeau et coll., 2012	H (n = 39) et F (n = 36) : 43,5 ± 10,5 ans HbA1c = 7,5 ± 1,2 (SD) % (min : 5,2-max : 12 %) Divisés en 2 groupes avec (n = 37) et sans complications (n = 38)	VO2max : 29,3 ± 9,2 mL.min-1.kg-1 (b) VO2max est inférieure chez les DT1, que les patients et leurs témoins respectent (n = 22 DT1) ou non (n = 18 DT1) les recommandations internationales en termes d’activité physique quotidienne. VO2max est inférieure chez les H DT1 avec complications en comparaison des H DT1 indemnes de complications pour un niveau d’activité physique comparable.	Groupes appariés au niveau de la composition corporelle et du niveau d’activité physique (accéléromètre)
Hägglund et coll., 2012 Peltonen et coll., 2012	N = 10 H (34 ± 7 ans) HbA1c : 7,7 ± 0,9 % Indemnes de complications micro et macrovasculaires	VO2pic : 36 ± 4 mL.min-1.kg-1 (b) Pour FCpic comparable	A posteriori, activité physique de loisir et composition corporelle comparables entre les groupes
Tagougui et coll., 2015	H et F N = 11 DT1 avec HbA1c < 7,5 % N = 12 DT1 avec HbA1c > 8 % Indemnes de complications micro et macrovasculaires	DT1 avec HbA1c < 7,5 % : VO2max : 40,9 ± 9,3 mL.min-1.kg-1 (a) DT1 avec HbA1c > 8 % : VO2max : 34,6 ± 7,2 mL.min-1.kg-1 (b)	Strict appariement sur le niveau d’activité physique (questionnaire, accélérométrie), sur la composition corporelle et le tabagisme

Dans le tableau sont présentées les valeurs des sujets DT1.
(a) : valeur non significativement différente des sujets non diabétiques ; (b) : valeur significativement inférieure aux sujets non diabétiques ; F : sujets de sexe féminin ; H : sujets de sexe masculin ; SE : standard error.

Comme décrit dans la partie « Particularités cardiorespiratoires et musculaires », certaines de ces étapes peuvent être altérées par l’hyperglycémie chronique. Il n’est pas alors étonnant d’observer une corrélation inverse entre VO₂max et HbA1c dans de nombreux travaux (Niranjan et coll., 1997 ; Veves et coll., 1997 ; Wallymahmed et coll., 2007 ; Brazeau et coll., 2012), parfois même chez des patients indemnes de complications diabétiques cliniques. En accord avec ces résultats, à travers le tableau I, se dessine une tendance à une puissance maximale aérobie des patients diminuée en comparaison de témoins non diabétiques présentant pourtant un niveau d’activité physique comparable, et ce d’autant plus que les patients présentent un contrôle glycémique inadéquat (HbA1c > 8 ou 8,5 %) et/ou des complications microvasculaires.

Il faut également noter que les oscillations rapides entre hypo- et hyperglycémies pourraient aussi avoir un effet délètère sur l’aptitude aérobie : ainsi Singhvi et coll. (2014) ont montré que l’amplitude des variations glycémiques sur 3-5 jours était inversement corrélée à VO₂max.

Les quelques études ayant utilisé un clamp hyperglycémique pour étudier le lien éventuel entre performance et hyperglycémie ne montrent pas d’effet délétère net de l’hyperglycémie (Wanke et coll., 1996 ; Stettler et coll., 2006). Néanmoins, dans ces études, les clamps utilisés sont euinsulinémiques, alors que dans la réalité, les patients en hyperglycémie sont souvent en situation d’hypoinsulinémie pour les besoins du moment. Or, l’action vasodilatatrice (NO-dépendante) de l’insuline est cruciale pour augmenter le débit sanguin musculaire local, au cours de l’exercice musculaire (Clerk et coll., 2004) et permettre alors un apport en nutriments et O₂ adéquat. Ainsi, chez des adolescents DT1, Nadeau et coll. (2010) montrent que la capacité de vasodilatation réactive de l’avant-bras est un des deux facteurs les plus importants prédisant indépendemment la VO₂pic des patients. Il se peut donc que dans la condition hyperglycémique hypoinsulinémique, les patients présentent une altération de la vasodilatation musculaire en réponse à l’exercice avec une répercussion négative sur leur performance aérobie. D’ailleurs, des travaux montrent des corrélations inverses entre niveau d’hyperglycémie et VO₂pic (Heyman et coll., 2007) ou performance dans différentes activités sportives (Kelly et coll., 2010).

Notons également qu’une chute rapide de glycémie (sans pour autant aboutir à l’hypoglycémie) à l’exercice pourrait être préjudiciable à la tolérance à l’exercice musculaire et altérer momentanément les fonctions cognitives (Heyman et coll., 2006 ; Kelly et coll., 2010).

Conséquences sur la force musculaire

Chez les adultes ayant un diabète évoluant depuis longtemps (plus de 20 ans de DT1), la force musculaire maximale isocinétique de certains groupes musculaires (extenseurs et fléchisseurs de la cheville et des genoux) est réduite par rapport aux sujets non diabétiques (Andersen, 1996 et 1998 ; Andreassen et coll., 2009). Cette faiblesse musculaire semble associée à la présence et la gravité des neuropathies mais ne dépend pas de la présence de néphropathie ou de rétinopathie (Andersen, 1996). Elle touche en général les muscles les plus distaux, lesquels sont atrophiés (Andersen, 1997). Ainsi, la force des fléchisseurs de la cheville est réduite chez les patients neuropathiques en comparaison des non-neuropathiques (Andreassen et coll., 2009). D’autre part, la force musculaire maximale isométrique des extenseurs du genou est diminuée chez les adultes DT1 en hyperglycémie, par rapport à ceux en normoglycémie (Andersen et coll., 1995) et Wallymahmed et coll. (2007) notent une corrélation inverse entre force de serrage de la main et HbA1c chez 141 adultes DT1 dont certains ont des complications dégénératives.

Conséquences sur la mobilité articulaire

Les adultes DT1 sont souvent l’objet d’une mobilité articulaire réduite, dont la prévalence de 49 % en moyenne, augmente avec la durée du diabète (Arkkila et coll., 1994). L’un des mécanismes impliqués dans cette perte de mobilité pourrait être un changement de l’état d’hydratation de la matrice de collagène (Nomura et coll., 1977), les changements osmotiques étant induits par l’accumulation métabolique de polyols issus de l’action de l’aldose réductase sur le glucose en excès (Eaton et coll., 1996).

Conséquences sur l’adhésion à la pratique régulière d’activités physiques

La peur du risque hypo- et/ou hyperglycémique lors de l’exercice musculaire ou en post-exercice (en particulier, le risque d’hypoglycémie nocturne), ainsi que la perception d’une aptitude physique altérée, peuvent constituer des freins à l’adhésion des patients DT1 à l’activité physique, comme le révèlent les travaux présentés dans le tableau II.

Tableau II Barrières à l’activité physique chez l’adulte DT1

Références	Sujets DT1	Barrières	Facteurs de motivation
Plotnikoff et coll., 2009	N = 695 adultes	En comparaison de 829 sujets non diabétiques, les DT1 ont davantage de scores de barrières
Dubé et coll., 2006	H (n = 35) : 31,3 ± 9,6 (SD) ans F (n = 39) : 34,6 ± 12,7(SD) ans	Questionnaire : BAPAD 1 1res et 2e barrières : manque de temps libre et mauvais temps 3e et 4e barrières : peur d’hypoglycémie et statut physique 5e barrière : perception d’une faible aptitude physique	Connaissance des effets positifs de l’exercice sur le contrôle du diabète
Brazeau et coll., 2008	H (n = 50) et F (n = 50) : 43,5 ± 11,6 ans (SD) HbA1c = 7,7 ± 1,1 % (SD)	Questionnaire : BAPAD 1 1re barrière : peur de l’hypoglycémie 2e barrière : emploi du temps 3e et 4e barrières : perte du contrôle du diabète et perception d’une mauvaise aptitude physique	Connaissance de l’effet positif de l’exercice sur la morbidité et le risque de mortalité
Lascar et coll., 2014	H (n = 14) et F (n = 12) 21-65 ans	Interview Identifications de 6 barrières principales : manque de temps et problème d’emploi du temps professionnel, accès aux infrastructures, manque de motivation, gêne au niveau image corporelle, météo, et barrières spécifiques au diabète (faible niveau de connaissance sur la gestion du diabète et de ses complications à l’exercice)	Identification de 4 motivations principales : effets bénéfiques physiques de l’exercice, amélioration de l’image corporelle, plaisir et interaction sociale dans les clubs et en groupe. Identification de 3 facteurs facilitants : tarifs réduits en clubs ou piscine, aide pour la gestion du temps, avis et encouragements autour de la gestion du diabète à l’exercice

H : homme ; F : femme.

En lien avec ces freins à la pratique, les adultes DT1 remplissent rarement les recommandations en matière d’activité physique (souvent fixées à accumuler 60 min par jour d’activités physiques modérées à intenses) et pratiquent parfois moins que leurs pairs non diabétiques (tableau III).

Tableau III Niveau d’activité physique des adultes DT1

Références	Sujets DT1	Comp. à témoins non diabétiques	Méthode d’estimation du niveau d’activité physique	Niveau d’activité physique (AP) des adultes DT1
Thomas et coll., 2004	N = 30 âge : 31,9 ± 9,8 (SD) H et F	Non	Questionnaire	34 % des DT1 ne sont pas actifs sur les deux dernières semaines (estimé par questionnaire)
Wadén et coll., 2008	N = 1945 Âge : 37,5 ± 8,6 (SD) H et F HbA1c = 8,2 ± 1,9 % (SD)	Non	Questionnaire	Les DT1 qui présentent des complications microvasculaires sont plus inactifs et l’intensité de leur pratique physique est plus faible que les patients indemnes de complications.
Brazeau et coll., 2012	N = 75 de 41,8 ± 11,8 (SD) ans HbA1c entre 5,2 et 12 % Complications diabétiques chez certains patients	Oui	Accélérométrie sur une semaine	Niveau activité physique non différent des sujets non diabétiques 43 % des femmes DT1 et 55 % des hommes DT1 respectent les recommandations d’un mode de vie actif.

H : Hommes ; F : Femmes.

Plusieurs études, dont l’étude DAWN-2, ont mis aussi l’accent sur le rôle de l’entourage et des professionnels de santé dans la gestion de l’activité physique des personnes avec diabète (participation à l’ETP pour les premiers et formation sur l’activité physique pour les seconds) (Reach et coll., 2015).

Effets de l’activité physique sur le contrôle glycémique

Effets aigus de différents types d’exercice sur la glycémie

L’exercice aérobie chez le sujet DT1 favorise, en général, une baisse de la glycémie, tout au moins lorsqu’il est entrepris en normoglycémie initiale (voir partie « Particularités métaboliques »). Notons que les études, décrites ci-après, sont réalisées chez des patients dont la glycémie initiale et donc l’insulinémie sont correctes. Au contraire, si la glycémie initiale se situe entre 2,1 et 3 g/L, l’effet de l’exercice peut devenir hyperglycémiant (Szmigiel et coll., 1996).

Effet de la modalité et de l’intensité de l’exercice aérobie

Lorsque l’exercice aérobie est continu, Rabasa-Lhoret et coll. (2001) observent chez des adultes DT1 une diminution de glycémie d’autant plus importante que l’exercice est plus intense et/ou plus long (exercices variant de 30 à 60 min et de 25 à 75 % de VO₂max).

Un des principaux intérêts des protocoles étudiés dans le tableau est d’éviter le risque hypoglycémique liés aux exercices aérobies, d’endurance, prolongés, d’intensité modérée. En effet, des études récentes soulignent l’intérêt de pratiquer en alternance des exercices brefs et intenses, avec un risque moins important d’hypoglycémies pendant l’exercice et durant l’heure qui suit. L’ajout d’un seul sprint de 10 sec suite à un exercice modéré aérobie pourrait aussi atténuer la baisse de glycémie lors de la récupération précoce, bien que ceci ait été remis en cause récemment (Davey et coll., 2013).

Le tableau IV montre que lorsque l’exercice est réalisé en état post-absorptif, donc lorsque l’insulinémie est relativement faible, l’ajout de séquences intenses d’exercice à un exercice modéré continu ne modifie pas la baisse de glycémie induite par l’exercice ni l’augmentation de glycémie lors de la récupération précoce (Maran et coll., 2010 ; Iscoe et Riddell., 2011) mais pourrait limiter le risque hypoglycémique lors de la récupération tardive (Iscoe et Riddell., 2011). Lorsque l’exercice est réalisé en période post-prandiale, donc lorsque les concentrations d’insuline sont élevées, l’ajout de séquences intenses d’exercice permet d’atténuer la baisse de glycémie à l’exercice (Guelfi et coll., 2005 ; Adolfsson et coll., 2012) et lors de la récupération précoce (Guelfi et coll., 2005).

• la secrétion plus importante de noradrénaline et d’adrénaline qui stimuleraient la production hépatique du glucose ; de façon surprenante, à l’exercice, la noradrénaline augmenterait parallèlement l’utilisation musculaire du glucose mais ceci ne serait pas le cas pour l’adrénaline, cette dernière permettant au final une augmentation plus importante de la production versus l’utilisation du glucose à l’exercice (Kreisman et coll., 2001) ;

Tableau IV Effets, sur la glycémie, de l’ajout de sprints ou d’exercices aérobies de haute intensité lors d’exercices aérobies continus modérés chez l’adulte DT1

Références	Protocoles d’exercice	Moment de l’exercice	Evolution de la glycémie lors de l’exercice	Glycémies récup. précoce (1-2 h)	Glycémies récup. tardive (8 h)
Guelfi et coll., 2005, 2007	Ajout de sprints de 4 à 5 sec chaque 2 min lors d’un exercice continu de 30 min à 40 % VO2max	Post-prandial – matin (2005) À jeun : clamp euglycémique euinsulinémique (2007)	Atténue ↘ glucose Ra glucose > NA, lactate >	Atténue↘ glucose Rd glucose < NA (1re h), GH et lactate >
Maran et coll., 2010	Ajout de sprints de 4 à 5 sec chaque 2 min lors d’un exercice continu de 30 min à 40 % VO2max	Post-absorptif vers 14 h	Pas d’effet sur ↘ glucose NA, lactate >	Pas d’effet sur ↗glucose	↗ du risque hypoglycémique (repas du soir non contrôlé)
Davey et coll., 2013 Bussau et coll., 2006 Davey et coll., 2014	Ajout d’un sprint de 10 sec après 30 min à 40 % VO2max	Clamp euglycémique hyperinsulinémique en post-absorptif (Davey et coll., 2013) Post-prandial – matin (Bussau et coll., 2006)		Empêche ↘ glucose Pas d’effet sur Ra,Rd glucose A,NA, GH, cortisol, lactate > Evolutions comparables en cas d’hypoglycémie versus normoglycémie précédant l’exercice	Pas d’effet Ra et Rd glucose
Bussau et coll., 2007	Ajout d’un sprint de 10 sec avant un exercice de 20 min à 40 % VO2max	Postprandial - matin	Pas d’effet sur ↘ glucose	Empêche ↘ glucose (les 45 premières min) NA, lactate >
Fahey et coll., 2012	Un seul sprint de 10 sec	À jeun – matin Clamp euglycémique euinsulinémique		↗glucose Ra stable Rd ↘ A, NA et GH élevées
Iscoe et Riddell, 2011	Ajout de 9 séquences de 15 sec à 100 % PMA chaque 5 min lors d’un exercice continu 45 min à 55 % PMA : 2 Exercices à charge mécanique totale similaire	Post-absorptif – fin après midi	Pas d’effet sur ↘ glucose Lactate > A, NA =	Pas d’effet sur ↗glucose	↘ risque hypoglycémique ↗hyperglycémies

Ra : production de glucose hépatique ; Rd : captage du glucose par les tissus périphériques ; A : adrénaline ; NA : noradrénaline ; GH : hormone de croissance ; PMA : puissance maximale aérobie ; ↘ : diminution ; ↗ : augmentation ; > : supérieur ; < inférieur ; = égal.

Exercices de renforcement musculaire et combinaison musculation-exercice aérobie

Chez des adultes DT1, une session de musculation à environ 70 % d’une répétition maximale, réalisée à jeun (avec omission de l’insuline rapide) augmente la glycémie à la récupération précoce quand la durée de l’exercice est relativement faible (14 min ou 28 min) alors que la glycémie de récupération précoce ne diffère pas de celle pré-exercice quand l’exercice dure plus longtemps (42 min) (Turner et coll., 2015), probablement en raison d’une augmentation accrue de l’interleukine 6 lors de cette dernière modalité (Turner et coll., 2014).

Yardley et coll. (2013) utilisent des charges d’exercice plus intenses (3 séries de 7 exercices comprenant 7 répétitions maximales) lors d’un exercice de 45 min de musculation et montrent que si cet exercice suscite une moindre diminution de glycémie pendant l’exercice en comparaison d’un exercice aérobie de 45 min (à 60 % VO₂max), les glycémies lors de la récupération tardive sont au contraire plus faibles. Ceci est un argument en faveur de l’amélioration possible de l’HbA1c en réponse à l’entraînement de musculation.

Quelques travaux essaient de combiner exercice de musculation et exercice aérobie. Ainsi, chez l’adulte DT1, Yardley et coll. (2014) suggèrent que le fait de réaliser 45 min d’exercice de renforcement musculaire, avant au lieu de après un exercice continu de 45 min à 60 % de VO₂pic, empêcherait la baisse de glycémie observée durant les 90 min d’exercice, probablement en raison d’une augmentation plus importante de GH dès le début d’exercice dans le 1^er cas (Yardley et coll., 2014).

Effets chroniques de l’activité physique sur le contrôle glycémique

Bien que ce résultat ne soit pas systématique, de nombreux travaux ont montré un effet bénéfique de l’entraînement sur le contrôle glycémique des patients (amélioration de HbA1c, ou de marqueurs à moyen et court termes comme la fructosamine ou la glycémie/glycosurie) (Tonoli et coll., 2012) (Enfants/adolescents : Dahl-Jorgensen et coll., 1980 ; Campaigne et coll., 1984 ; Marrero et coll., 1988 ; Mosher et coll.,1998 ; Torres-Tamayo et coll., 1998 ; Sideraviciute et coll., 2006 ; Ruzic et coll., 2008 ; Michaliszyn et coll., 2010 ; Aouadi et coll., 2011 ; Quirk et coll., 2014 ; Adultes : Peterson et coll., 1980 ; Bak et coll., 1989 ; Durak et coll., 1990).

Cet effet bénéfique de l’entraînement sur l’équilibre glycémique peut s’expliquer d’une part par la répétition de séances d’exercice dont l’effet aigu est en général hypoglycémiant (voir parties « Particularités métaboliques » et « Effets aigus de différents types d’exercice sur la glycémie ») et d’autre part par l’amélioration durable de la sensibilité périphérique à l’insuline (Wallberg-Henriksson et coll., 1982 ; Yki-Jarvinen et coll., 1984 ; Landt et coll., 1985 ; Lehmann et coll.,1997). Cette dernière serait favorisée par plusieurs facteurs comme :

• l’augmentation de la masse musculaire (Landt et coll., 1985 ; Mosher et coll.,1998 ; Heyman et coll., 2007 ; Maggio et coll., 2012), des capacités oxydatives du muscle (Wallberg-Henriksson et coll., 1982 et 1984 ; Lithell et coll., 1985) et de sa capillarisation (Wallberg-Henriksson et coll., 1982 ; Lithell et coll., 1985). Le muscle squelettique représentant le principal site d’utilisation du glucose stimulée par l’insuline, et ce même au repos (consommation de 54,4 kJ/kg/j contre 18,8 kJ/kg/j pour le tissu adipeux) (Zurlo et coll., 1990 ; Heymsfield et coll., 2002 ; Abdul-Ghani et coll., 2010) ;

• la diminution de la masse grasse (Lehmann et coll., 1997 ; Mosher et coll.,1998 ; Sideraviciute et coll., 2006), et ainsi de la sécrétion d’adipocytokines favorisant l’insulino-résistance comme la leptine (Heyman et coll., 2007).

Ainsi, l’amélioration probable de la sensibilité des tissus à l’insuline avec l’entraînement (Wallberg-Henriksson et coll., 1982 ; Yki-Jarvinen et coll., 1984 ; Baevre et coll., 1985 ; Landt et coll., 1985 ; Lehmann et coll.,1997), ne s’accompagne pas forcément de l’amélioration d’au moins un des deux paramètres normalement influencés par la sensibilité à l’insuline, c’est-à-dire la diminution des doses d’insuline journalières (Baevre et coll., 1985 ; Landt et coll., 1985 ; Rowland et coll., 1985 ; Heyman et coll., 2007 ; Huber et coll., 2010 ; Tunar et coll., 2012) et l’amélioration du contrôle glycémique (enfants et adolescents : Baevre et coll., 1985 ; Landt et coll., 1985 ; Rowland et coll., 1985 ; Huttunen et coll., 1989 ; Roberts et coll., 2002 ; Heyman et coll., 2007 ; Faulkner et coll., 2010 ; Huber et coll., 2010 ; Woo et coll., 2010 ; Wong et coll., 2011 ; Tunar et coll., 2012 ; adultes : Wallberg-Henriksson et coll., 1982 et 1986 ; Yki-Jarvinen et coll., 1984 ; Zinman et coll., 1984 ; Lehmann et coll., 1997 ; Laaksonen et coll., 2000 ; Wiesinger et coll., 2001 ; Fuchsjager-Mayrl et coll., 2002 ; Ramalho et coll., 2006).

Ceci pourrait s’expliquer en partie par la difficulté des patients à gérer les variations glycémiques importantes et variées, car dépendantes de nombreux facteurs (délai depuis le dernier repas et l’injection d’insuline, mode d’administration de l’insuline [injections sous-cutanées multiples ou pompe sous-cutanée], absorption de l’insuline, glycémie initiale, heure de la journée...). En réponse à ces variations et par peur des épisodes hypoglycémiques, les patients peuvent consommer, de façon excessive, des glucides (Zinman et coll., 1984) ou sous-doser leur insuline (études montrant une baisse des doses d’insuline journalière sans amélioration voire avec dégradation du contrôle glycémique : Ramalho et coll., 2006 ; D’Hooge et coll., 2011), ce qui en retour peut induire des hyperglycémies et limiter voire parfois même altérer (Huttunen et coll., 1989 ; Ramalho et coll., 2006) le contrôle glycémique.

Au contraire, lorsque les patients bénéficient, en parallèle de l’entraînement, de recommandations structurées sur les adaptations à la fois alimentaires, d’insulinothérapie et sur l’autosurveillance glycémique, le contrôle glycémique (HbA1c ou fructosamine) s’améliore significativement (Marrero et coll., 1988) et ce même après seulement deux semaines intensives d’activités physiques (Torres-Tamayo et coll., 1998 ; Ruzic et coll., 2008).

Au final, la combinaison des résultats de 12 études, sur 171 enfants, adolescents et adultes DT1, dans une méta-analyse récente, montre que l’entraînement aérobie diminue légèrement mais significativement l’HbA1c en particulier quand l’entraînement dure plus de 3 mois, lorsque des recommandations alimentaires ou insuliniques y sont associées et en cas de déséquilibre glycémique initial (HbA1c > 8 %) (Tonoli et coll., 2012). De même, la méta-analyse de Quirk et coll. (2014) incluant 11 études et un total de 345 enfants et adolescents DT1 montre une réduction légère mais significative d’HbA1c (équivalent à une baisse moyenne de -0,78 %) avec l’activité physique.

Effets sur les complications diabétiques et mécanismes associés

L’entraînement, chez l’enfant et l’adulte DT1, est source d’amélioration de la sensibilité à l’insuline et du contrôle glycémique (voir partie « Effets chroniques de l’activité physique sur le contrôle glycémique ») ainsi que du profil lipidique (diminution du rapport LDL-C/HDL-C, du rapport ApoB/ApoA1, et des triglycérides) (Lehmann et coll., 1997 ; Mosher et coll.,1998 ; Torres-Tamayo et coll., 1998 ; Laaksonen et coll., 2000 ; Rigla et coll., 2000 ; Heyman et coll., 2007 ; Aouadi et coll., 2011 ; Quirk et coll., 2014). La dyslipidémie, l’insulino-résistance et l’hyperglycémie chronique sont autant de facteurs impliqués dans la genèse des complications micro- et macrovasculaires liées au diabète. Ainsi, l’amélioration de ces dysfonctions métaboliques par l’exercice chronique pourrait se répercuter sur les fonctions vasculaires.

Risques microvasculaires

Les travaux sur l’entraînement de patients DT1 rapportent une amélioration de la fonction endothéliale (artère brachiale) (enfants : Seeger et coll., 2011 ; adultes : Fuchsjager-Mayrl et coll., 2002), une diminution de l’épaisseur de la membrane basale des capillaires (adultes : Peterson et coll., 1980), une augmentation de la capillarisation musculaire (adultes : Wallberg-Henriksson et coll., 1982 ; Lithell et coll., 1985), et une amélioration de l’activité nerveuse autonome cardiaque (enfants : Shin et coll., 2014). Néanmoins, les données actuelles rétrospectives du DCCT8

DCCT : Diabetes Control and Complications Trial.

n’ont pas montré d’effet significatif du niveau d’activité physique basal sur l’apparition de complications microvasculaires quelques années plus tard (de 3 à 9 ans ; 6,5 ans en moyenne) chez 1 441 adultes DT1 (Makura et coll., 2013). Cependant, depuis les travaux du DCCT, les types d’insuline ont changé, ainsi que les possibilités d’administration (utilisation préférentielle de la pompe si activité physique et/ou sportive régulière, en particulier).

Risques macrovasculaires

Quelques travaux rapportent une amélioration de la conductance des artères et des résistances vasculaires (adultes : Fuchsjager-Mayrl et coll., 2002) et une augmentation du volume cardiaque (adolescents : Larsson et coll., 1964) en réponse à un programme d’entraînement chez le patient DT1.

Au long terme, l’exercice régulier pourrait alors diminuer le risque de développer des complications vasculaires. LaPorte et coll. (1986) observent, chez 696 patients DT1, une incidence plus faible de maladie macrovasculaire et de mortalité prématurée chez ceux qui pratiquaient des sports en club lorsqu’ils étaient étudiants, en comparaison de ceux qui étaient sédentaires. De même, pour Kriska et coll. (1991), une activité physique habituelle plus importante entre l’âge de 14 et 17 ans est associée à une prévalence moindre de néphropathie et neuropathie chez des hommes DT1 adultes. Sur un large échantillon de femmes DT1, Tielemans et coll. (2013) montrent que la durée totale d’activité hebdomadaire est associée à une moindre prévalence de maladies cardiovasculaires.

Au final, il faut souligner l’effet bénéfique de l’activité physique régulière sur la qualité de vie des patients DT1, paramètre primordial dans la prise en charge de toute maladie chronique (Rowland et coll., 1985 ; Wiesinger et coll., 2001 ; Zoppini et coll., 2003 ; Heyman et coll., 2007 ; Faulkner et coll., 2010 ; D’Hooge et coll., 2011 ; Lukacs et coll., 2013 ; Naughton et coll., 2014).

Conclusion et recommandations pratiques

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