« NOUS AVIONS DÉJÀ montré, il y a trois ans, que l’os, par le biais des ostéoblastes, fabrique l’ostéocalcine, une hormone qui augmente la synthèse et la sécrétion d’insuline par le pancréas et, par conséquent, favorise le métabolisme du glucose », explique au « Quotidien » le Pr Karsenty. « Puisque l’ostéocalcine favorise la sécrétion d’insuline, on peut se demander si, en retour, l’insuline agit sur l’os pour réguler, positivement ou négativement, la fonction de l’ostéocalcine. »
« Une autre raison de se pencher sur cette question est que le récepteur de l’insuline est exprimé dans de nombreux types cellulaires, où sa fonction n’est pas encore bien comprise. Par ailleurs, lorsqu’on inactive le récepteur de l’insuline dans les deux tissus considérés comme insulinosensibles – le muscle et le tissu adipeux – il n’y a pas d’intolérance au glucose. Ce qui suggère que d’autres organes contribuent au maintien du métabolisme du glucose. »
Pour tenter d’élucider ces questions, les chercheurs ont inactivé le récepteur de l’insuline dans les ostéoblastes. À la différence de ce qui se passe quand le récepteur de l’insuline est inactivé dans le tissu adipeux ou le muscle, les souris développent une intolérance au glucose. On en déduit que l’os est un organe nécessaire à l’homéostasie du glucose.
« Nous avons alors étudié le mécanisme d’action de l’insuline dans l’os, poursuit le Pr Karsenty. L’insuline est une hormone à la fois intelligente et paresseuse, car elle utilise l’interaction entre les ostéoblastes et les ostéoclastes pour réguler le métabolisme du glucose. Comment ? Dans les ostéoblastes, l’insuline inhibe la synthèse de l’ostéoprotégérine, un inhibiteur de la fonction des ostéoclastes, ce qui entraîne une augmentation de la résorption osseuse. La résorption osseuse survient à un pH de 4,5, et ce pH de 4,5 est la seule condition requise pour décarboxyler les protéines telle que l’ostéocalcine, une protéine carboxylée qui devient active par décarboxylation. Donc, l’action de l’insuline au niveau des ostéoblastes se traduit par une baisse d’expression de l’ostéoprotégérine et une augmentation de la résorption osseuse. »
« Il faut maintenant préciser qu’on trouve des concentrations importantes d’ostéocalcine dans les lacunes de résorption, qui deviennent actives par acidification du pH (pH à 4,5). Cette ostéocalcine passe dans le sang, rejoint la cellule bêta du pancréas et augmente la sécrétion d’insuline. Par conséquent, on peut dire que, dans une boucle feed-forward, plutôt que feed-back, l’insuline agit au niveau des ostéoblastes pour activer, par l’intermédiaire de la résorption osseuse, l’hormone ostéocalcine qui, elle-même, favorise le métabolisme du glucose. »
Ces résultats ont des implications importantes. Ils viennent d’abord confirmer que l’os est un organe endocrine nécessaire à la régulation du métabolisme du glucose puisque, en l’absence de signal insuline dans les ostéoblastes, les souris sont intolérantes au glucose. Les auteurs ont vérifié que c’est aussi le cas chez l’homme. « On peut donc se demander si le traitement des patients ostéoporotiques par des médicaments inhibant la résorption osseuse risque d’augmenter l’intolérance au glucose et d’amener ainsi certains patients à déclarer un diabète. L’autre implication thérapeutique de nos travaux est qu’ils viennent à l’appui de la conception de l’ostéocalcine comme traitement potentiel du diabète de type 2 ou de l’intolérance au glucose. Cette hypothèse fait l’objet de plusieurs études au stade préclinique. »
En résumé, l’équipe de l’Université Columbia montre que l’os est nécessaire à la fonction de l’insuline et que l’insuline utilise l’os pour stimuler l’ostéocalcine et, par ce biais, activer sa propre sécrétion. Ces résultats renforcent la conception de l’os comme un organe endocrine régulant le métabolisme énergétique, et mettent l’accent sur l’importance de l’ostéocalcine en tant que cible de l’insuline nécessaire à sa régulation de la glycémie.
Cell 23 juillet 2010, Ferron et coll.
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