Le fonctionnement cérébral est tributaire d’ un apport artériel continu de glucose, pour permettre le maintien d’un métabolisme cellulaire normal. Jusqu’ à présent on ne disposait pas de méthode directe et non invasive de mesure du glucose cérébral pour élucider la régulation hormonale de son métabolisme. L’ étude a été conçue pour vérifier l’ hypothèse selon laquelle le transport/métabolisme cérébral du glucose est largement indépendant de l’ insuline. Elle a été réalisé grâce à une méthode de résonance magnétique spectroscopique (1H- MRS), développée par l’équipe auteur de cet article, qui permet de mesurer directement et de manière non invasive la concentration cérébrale de glucose dans différentes régions corticales. Les concentrations de glucose étaient strictement ajustées et contrôlées par la technique du clamp hyper-glycémique en présence ou en l’ absence d’ insuline. Deux séries d’ expériences ont été conduites chez des volontaires sains. Dans toute la 1ère série le glucose était maintenu constant à un niveau élevé (16,7 mmol/l) (technique du clamp) mais la sécrétion d’ insuline était d’abord freinée par la somatostatine, puis l’ insuline était au contraire perfusée et maintenue à un niveau élevé (668 pmol/l). Durant les deux temps de cette expérience la concentration cérébrale de glucose est restée d’ environ 5 mol/l et n’ a pas varié selon que l’ insuline était ou non élevée. Dans la 2nde expérience, c’est l’ insuline qui était administrée dès le début du protocole et maintenue constante, et la glycémie périphérique qui était d’abord maintenue à un niveau normal puis élevée par la perfusion de dextrose jusqu’ à 5 à 30 mmol/l. La concentration d’ insuline était en moyenne de 108 pmol/l durant toute cette étude. La relation entre la glycémie et la concentration cérébrale de glucose est restée linéaire durant toute l’ expérience avec un ratio moyen glycémie sur concentration cérébrale proche de 1 (N.S.). Cette dernière n’ était pas différente entre les substances blanches et grises. La cinétique de transport vers le cerveau correspondait au modèle de Michelis-Menten et les constantes cinétiques calculées pour la région occipitale n’ étaient pas modifiées par l’ insuline. Ces observations supportent l’ hypothèse selon laquelle le transport et le métabolisme cérébral du glucose sont largement indépendants de l’ insuline. De plus, elles démontrent l’ intérêt de cette nouvelle méthode non invasive in vivo pour l’ étude de la concentration cérébrale en glucose dans des conditions physiologies ou pathologies.

 

The effect of insulin on in vivo cerebral glucose concentrations and rates of glucose transport/metabolism in humans. Seaquist ER, Damberg GS, Tkac I, Gruetter R. Diabetes, 2001 50, 10 : 2203-9.