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Les nouvelles technologies dans le diabète de type I : intérêt chez les sportifs

Dr Marie-France Oprendek-Roudey (Médecin du Sport, Endocrinologue, Diabétologue, Nutritionniste à l’INSEP)

Grâce aux progrès technologiques, les diabétiques de type 1 disposent de nouveaux lecteurs de glycémie. La mesure continue du glucose est particulièrement adaptée à la pratique sportive.

Le diabète de type I est une maladie auto-immune qui détruit les cellules ß du pancréas, ce qui entraîne des hyperglycémies sévères. La personne atteinte de cette maladie doit, tout au long de sa vie, recevoir des apports exogènes d’insuline, soit sous forme de multi-injections (de type basal prandial ou basal bolus), soit par pompe à perfusion continue sous-cutanée d’insuline (PPCSCI).
Pour adapter les doses d’insuline, les diabétiques doivent effectuer des autocontrôles glycémiques (ACG). Pendant près de 40 ans, seules les microglycémies capillaires (micropiqûres effectuées sur le côté des doigts) ont permis de connaître le taux de glycémie sanguine au moment du prélèvement. Le sang recueilli sur une bandelette est lu par un lecteur de glycémie. Le perfectionnement des lecteurs a libéré les diabétiques des contraintes du carnet, mais les informations glycémiques sont ponctuelles et ne permettent pas de se rendre compte des variations glycémiques, de leur survenue et/ou de leur évolution. L’avantage est d’être dans une réalité, mais statique. Depuis les années 2000, il existe des Holter glycémiques qui mesurent le glucose en temps réel et en continu.

Rappels de physiologie chez le sportif non diabétique

Le sportif indemne de diabète bénéficie d’une adaptation constante de sa glycémie, sans hyper- ni hypoglycémie (en dehors d’erreurs nutritionnelles évitables), ce qui lui permet d’assurer son activité de façon maximale.
Les sports sont multiples, en résistance, en endurance, mixtes, fractionnés, de très longue durée, ou enchaînés. Les apports en substrats énergétiques des muscles sont régulés par des modifications hormonales qui les transfèrent des organes de stockage (foie, adipocytes) vers les muscles.
Au-delà de quelques minutes d’activité, les efforts physiques utilisent essentiellement le métabolisme aérobie. Les substrats énergétiques sont les glucides et les lipides. L’oxydation des acides aminés est un facteur limitant de la performance.
Autre facteur limitant et de façon majeure, l’épuisement des réserves en glycogène du foie et des muscles. Il survient entre 90 et 120 minutes à 75 % du VO2max (1-3). La consommation du muscle en glucose est de 0,7, 1,4 et 3,4 mmoles/kg/min à 50, 75 et 100 % de la consommation maximale d’oxygène (4).
La production hépatique de glucose utilise deux voies métaboliques : la glycogénolyse mise en jeu au début de l’activité et la néoglucogenèse qui est activée avant l’épuisement du glycogène hépatique et qui est majeure lors des exercices physiques prolongés. La concentration moyenne de glycogène hépatique est de 50 g/kg, et 20 g de glycogène sont utilisés par kilogramme de foie lors d’un exercice à 70 % du VO2max, soit une capacité de 2 heures d’activité. Le glycogène musculaire est lui aussi un facteur limitant au-dessus de 70 % du VO2max.
Les exercices de faible intensité et de très longue durée mettent en jeu l’oxydation des lipides qui vient suppléer la diminution des hydrates de carbone. Les lipides utilisés sont en premier lieu les triglycérides des muscles, puis les lipides circulants. Ensuite viennent les acides aminés et le cycle alanine-glucose.
Au niveau hormonal, dès le début de l’activité musculaire, le système nerveux central est stimulé, les catécholamines circulantes augmentent et, au niveau pancréatique, le système B adrénergique des îlots de Langherans entraîne une diminution de l’insuline et une augmentation du glucagon. Cette adaptation est totalement dépendante du glucose circulant et des glucides ingérés avant et pendant l’activité.
Ces adaptations permettent une homéostasie de la glycémie et évitent toute excursion en hyper ou hypoglycémie. Le sport est grand consommateur d’hydrates de carbone, les apports sont ceux de la digestion du repas et/ou de la collation d’ajustement pris avant l’activité et dépendent des quantités d’hydrates de carbone ingérées, de la composition globale du repas, notamment en matières grasses, et de l’intervalle de temps entre les entrées alimentaires et l’activité sportive. Les besoins en hydrates de carbone sont estimés autour de 50 g de glucides par heure d’activité intense et autour de 30 g par heure d’activité modérée ou intermittente.

Chez le patient diabétique de type I

Chez le sportif non diabétique, il existe une adaptation de la boucle glucose-insuline avec libération des acides gras, augmentation de la production hépatique de glucose, augmentation de la captation musculaire de glucose et diminution adaptative de l’insuline (5).
Chez le patient diabétique insulinodépendant, l’insuline injectée ou perfusée n’est pas modulable, l’adaptation hépatique de glucose est moindre, réduisant les compensations glycémiques et pouvant être ainsi à l’origine d’hypoglycémies.
Pendant la phase de récupération, l’organisme régénère ses réserves hépatiques et musculaires en glycogène, les besoins en insuline sont moindres et les doses injectées doivent être modifiées.
Les sports ont tous leur spécificité en termes de dépense énergétique et de consommation glucidique, et le facteur stress vient ajouter des paramètres de correction.
Les sports d’endurance sont consommateurs réguliers d’hydrates de carbone et les besoins en insuline sont prévisibles. Les sports dits de résistance et/ou qui entraînent des stress importants mettent en jeu les catécholamines avant le début des activités et sont d’emblée hyperglycémiants. Il faut donc évaluer le niveau d’hyperglycémie et adapter l’insuline et l’alimentation en fonction de ces paramètres en tenant compte de ses propres réactivités.
Enfin, il ne faut pas oublier que notre organisme est en adaptation constante sur le plan énergétique et que les entrées conditionnent les dépenses. Plus l’organisme est nourri de façon adaptée en qualité et quantité et plus il sera capable d’augmenter son métabolisme de base et sa dépense énergétique. L’entraînement, quant à lui, régule à la baisse les dépenses énergétiques nécessitant des contrôles glycémiques supplémentaires pour évaluer les nouvelles nécessités en insuline, diminuer les doses afin d’éviter les hypoglycémies ; l’adaptation aux diverses conditions climatiques est un facteur surajouté.
Toutes ces données et tous ces paramètres révèlent la réalité et les difficultés que vivent les diabétiques sportifs, et le seul recueil des glycémies de façon ponctuelle est frustrant et invasif.
La possibilité de mesurer en continu l’insuline est une avancée thérapeutique majeure. Cependant, malgré qu’elle soit considérée, par l’HAS depuis 2006, comme « indiquée dans l’identification des variations glycémiques en vue d’un ajustement thérapeutique » et en dépit des recommandations des sociétés savantes, la mesure continue du glucose (MCG) n’est toujours pas remboursée en France, alors qu’elle l’est dans 13 autres pays proches (6).

Les techniques de mesure continue du glucose

La MCG utilise un capteur de glucose, implanté sous la peau, qui permet l’enregistrement en temps réel du glucose interstitiel. Cette mesure semble mieux évaluer les glucides intracellulaires du fait de la proximité du milieu interstitiel avec les cellules.

Le mode de fonctionnement

Le glucose passe sur une membrane semi-perméable, subit une réaction d’oxydoréduction sous l’effet d’une glucose-oxydase en libérant de l’acide gluconique et du peroxyde d’hydrogène. Le peroxyde d’hydrogène passe sur une électrode de platine et libère deux électrons. Le courant électrique émis permettra d’extrapoler la valeur du glucose interstitiel par calibration sur la glycémie capillaire (7).
Deux types d’utilisation sont possibles :

  • En modalité Holter ou dite masquée. Utilisée sur une courte période, elle permet de découvrir des hyperet/ ou des hypoglycémies à des temps particuliers de vie, d’activité ou de maladie. Cette approche est diagnostique.
  • En mesure continue, dite « démasquée». Elle est utilisée en ambulatoire et au long cours, avec un accès en temps réel aux données, et en deuxième intention par l’utilisation de courbes glycémiques ou algorithmes permettant l’auto-adaptation thérapeutique et une aide directe à l’ajustement des doses d’insuline.

Technique

De façon technique, ces systèmes de mesure en continu font l’objet de règles bien définies, avec des qualités de calibration, de linéarité, d’exactitude, de délai et de spécificité de réponse du capteur et de biocompatibilité (8).
Les problèmes qui ont été résolus au fil du temps sont ceux de la sensibilité du capteur dont le rôle est de transformer de manière continue, une concentration de glucose en un signal électrique. Par ailleurs, le capteur, corps étranger pour l’organisme, tend à varier avec le temps et doit être calibré jusqu’à plusieurs fois par jour. Dès que le capteur est stable, l’appareil doit être porté sur une durée correspondant à la durée de vie du capteur. Les premiers écueils de cette technique ont été le délai de temps entre la collecte des données et le transfert de l’échantillon à analyser (décalage intrinsèque du capteur). Les logiciels de traitement des données en tiennent compte aujourd’hui et ce temps qui était de plusieurs minutes est réduit.
Le recueil du glucose interstitiel s’effectue par l’intermédiaire d’une électrode ou d’une microfibre implantée dans le tissu sous-cutané grâce à un guide d’insertion (Fig. 1).

Figure 1 – Dispositif de mesure continue du glucose.

Actuellement, trois types d’appareils sont disponibles : Freestyle Navigator II, Dexcom G4 Platinium, et Medtronic iPro 2 (Fig. 2). Ils nécessitent un étalonnage qui est variable selon l’appareil, et le nombre d’étalonnages quotidiens peut varier de 250 à plus de 750 mesures par jour d’enregistrement. La préoccupation actuelle est de développer des algorithmes permettant de réguler la perfusion d’insuline à partir des résultats enregistrés par le capteur de glucose. Ces capteurs du glucose ont des alarmes ou alertent en cas d’hypo ou d’hyperglycémies, et d’autres fonctions peuvent être intégrées.
Un dernier appareil de lecture vient d’être mis à disposition des patients, le Freestyle libre (Fig. 3). Comme son nom l’indique, ce lecteur permet une lecture discontinue d’une mesure continue du glucose. Le capteur est posé en sous-cutané, mais la lecture de la glycémie est volontaire en scannant le capteur. Il faut scanner au moins toutes les 8 heures pour un enregistrement complet. Il n’y a pas d’alertes, la calibration est préétablie en usine. Ce lecteur donne trois indications principales : le dernier taux de glucose enregistré en scannant le capteur, des courbes glycémiques des 8 dernières heures et des tendances de baisse ou d’augmentation du glucose. Un logiciel de suivi est mis à disposition et permet de visualiser d’autres données.

Figure 2 – Les outils de MCG à disposition « Holter » ou « temps réel ».

Figure 3 – FreeStyle Libre consultation continue d’une mesure. Interprétation a posteriori avec l’AGP (Ambulatory Glucose Profile).

La MCG associée a une perfusion continue souscutanée d’insuline (PPCSCI)

Associée aux pompes, cette mesure s’approche d’un certain idéal. Il existe actuellement deux types de pompes, celles dites « en boucle ouverte », qui assurent la distribution de l’insuline de base et les bolus sans que la MCG soit intégrée à la PPCSCI, et celles dites « en boucle fermée » véritable avancée technologique où la MCG est intégrée.

Pompes à insuline : leur actualité

Un nouveau modèle de pompe est disponible, Medtronic Minimed 640G (Fig. 4). Elle est connectée en boucle fermée et le lecteur de mesure continue du glucose pilote la pompe. Le système est basé sur un algorithme qui calcule les doses d’insuline à délivrer selon les données de la MCG. Un autre modèle, Accu-Chek Insight, sera prochainement disponible. Le modèle Animas Vibe est en boucle ouverte. Il existe des pompes dites patch, sans tubulure, Jewel 2 et PaQ, commercialisées aux États-Unis, et celles de novo en France. Une autre avancée disponible sur la pompe Medtronic Minimed 640G est la suspension de la délivrance de l’insuline, non plus lors de la survenue d’une hypoglycémie, mais lors de la prédiction de la survenue d’une hypoglycémie. De nouveaux systèmes sont à l’étude avec notamment la mesure de la fréquence cardiaque pour indiquer à la pompe qu’une activité physique débute, l’utilisation de la boucle fermée en nocturne améliore aussi l’équilibre glycémique. Ces systèmes progressent assez rapidement dans leurs applications (9).

Figure 4 – Un nouveau modèle de pompe : Medtronic Minimed 640G.

Les principaux bénéfices des PPCSCI

Comparés au traitement par multi-injections, les PPCSCI permettent :

  • une amélioration globale des valeurs d’HbA1c ;
  • la réduction de la variabilité glycémique;
  • une diminution du nombre d’hypo- et d’hyperglycémies sévères ;
  • la réduction du nombre des injections : en effet, sous traitement conventionnel par multi-injections celles-ci peuvent atteindre jusqu’à 1 460 par an alors que le changement du set de perfusion qui s’effectue trois fois par semaine réduit le nombre de piqûres autour de 56 par an,
  • enfin, et non des moindres, une plus grande qualité de vie : il est possible de moduler les horaires des repas, et d’adapter les débits à la réalité de la vie quotidienne et sportive.

Les bénéfices du système MCG intégré sont évidents. Il facilite la compréhension des variations glycémiques, hyper et hypoglycémies, en temps réel, en les associant aux événements de la vie. Il permet d’appréhender la vitesse de variation des glycémies, entraînant des prises de décision immédiates en termes d’insuline et d’anticiper les variations glycémiques futures lors de situations similaires.
Le système MCG a montré que le fait d’être équipé de ce système de contrôle, autour de 60 à 70 % du temps, diminue l’HbA1c de 0,87 à 0,96 % pour une valeur initiale moyenne supérieure ou égale à 8 % (8).

Quelles informations requiert cette nouvelle technologie et à qui la proposer ?

Le diabète, de par sa complexité, nécessite une éducation thérapeutique pour acquérir une dynamique d’ajustement des doses d’insuline. Tous les diabétiques ne peuvent donc pas accéder à la MCG. La logistique est lourde et la condition essentielle pour pouvoir l’utiliser est d’avoir adhéré aux microglycémies capillaires et su, à partir de ces informations, dynamiser le traitement : changer les doses d’insuline en fonction des repas, des activités quotidiennes et sportives et des contraintes de la vie (repas décalés, stress, modifications de rythme de vie… ). Le diabétique doit être à l’aise avec son traitement, connaître la rapidité d’action de ses différentes insulines et anticiper la réponse glycémique aux changements des doses d’insuline.
Ces acquisitions demandent une motivation sans faille, car la réalité d’ajustement des doses est multiquotidienne. Le diabétique doit comprendre toute une logistique pour s’approprier son traitement.
La MCG est l’outil attendu par les diabétiques, le bénéfice sur la qualité de vie est forcément immédiat, le capteur ou le scan évite les multiples intrusions cutanées, certes encore nécessaires, mais moins nombreuses.
La connaissance en temps réel de la glycémie est gage d’une adaptation plus sûre des ajustements insuliniques. L’assurance de l’adhésion à la réalité et non plus à une nécessité d’interprétation diminue aussi le côté anxiogène du diabète.
Pour pouvoir utiliser ces capteurs, un protocole d’éducation auprès des diabétologues est indispensable.
Il faut l’insérer au cours d’une période de stabilité glycémique, s’assurer que les contrôles glycémiques sont bien effectués régulièrement, définir les enregistrements à pratiquer, initialiser le capteur de glucose, effectuer les premières calibrations et vérifier l’exactitude du lecteur de glycémie. À l’issue de cette mise en place du système de détection du glucose, le capteur doit être porté de façon optimale.
Les autocontrôles de la glycémie (ACG) doivent être effectués de deux à quatre fois par jour et sont indispensables. Il est aussi indispensable de tenir un journal alimentaire et d’y consigner tous les événements de la journée en termes de prise alimentaire, de volume d’insuline perfusé ou injecté. Les activités physiques ou de repos, les hypo et hyperglycémies et toutes autres données doivent y être notées également (8).
Le diabétique sportif aura ainsi à sa disposition suffisamment d’informations pour réduire les hypoglycémies et en avoir moins peur, afin d’acquérir une meilleure qualité de vie et s’adonner à une pratique sportive, que ce soit en intensité et durée.

Les recommandations pour diminuer les débits de base d’insuline

Des recommandations sont actuellement à l’étude en France, mais nous disposons de celles du Centre d’étude et de recherche pour l’intensification du diabète (CERIDT). Les données et recommandations ont été présentées en 2013 : pour des activités d’intensité connue et d’une durée de 30 minutes, il faut diminuer le débit de base 30 minutes avant l’activité et 2 heures après : diminution de 50 % du débit de base dans un premier temps et jusqu’à 80 % selon le vécu glycémique. La pompe peut être aussi interrompue (5). Les bolus sont eux aussi à moduler selon les glycémies ponctuelles et les conditions environnementales connues du sportif.
Les algorithmes glycémiques issus des mesures continues du glucose vont permettre d’affiner toutes ces données et de les personnaliser.

Conclusion

La MCG s’adresse donc directement aux diabétiques sportifs dont le vécu amène à chercher des solutions techniques efficaces et fiables, qui prennent du temps pour leur éducation thérapeutique et pour partager leurs expériences avec les équipes soignantes. Le but est de s’approprier sa dynamique thérapeutique pour effectuer toute activité sportive en autonomie et en toute sécurité.
S’il reste des progrès à faire, c’est dans la simplification des analyses des données pour le diabétique au travers des logiciels de lecture et dans leur fiabilité lors des hypoglycémies.
Les sportifs diabétiques de type I auront enfin un outil technologique fiable après plus de 15 ans de recherches et de mises au point, mais la prise en charge par la Sécurité sociale se fait attendre.

Bibliographie

Témoignage de Jérôme Trublet : diabétique et sportif de haut niveau utilisant le système en boucle fermée

« Âgé de 41 ans, j’exerce une double activité d’infirmier et de formateur. Je passe actuellement un examen d’entraîneur hors stade de 1er degré et suis président de l’association Union Sports & Diabète associant des sportifs diabétiques et des spécialistes médicaux/paramédicaux afin de partager leur expérience, leur savoir et promouvoir, par différents moyens, la pratique sportive chez les personnes diabétiques de tous types. Diabétique de type 1 depuis 1979, je suis devenu coureur à pied hors stade régulier depuis 2003 à raison de cinq entraînements hebdomadaires (soit 7 h et environ 75 km par semaine) depuis quelques années.
 ce jour, porteur d’une pompe à insuline (depuis 2011), je suis également équipé d’un capteur glycémique en continu. Mes besoins insuliniques quotidiens oscillent entre 42 et 46 UI pour un besoin basal à 24 UI (assimilable à des besoins quotidiens en insuline lente ou intermédiaire) et un IMC de 24 (178 cm pour 76 kg). Mes résultats d’hémoglobine glyquée sont compris entre 6,7 et 7,1 %.
Après avoir couru une douzaine de marathons, trails, 6 h, je suis désormais inscrit aux 100 bornes d’Amiens qui se dérouleront en octobre 2015. Cet objectif « 100 bornes » aura nécessité trois années de préparation, d’expérimentation et d’analyse ainsi que l’indispensable acquisition de matériels médicaux de dernière génération.
Parmi eux, la pompe à insuline permettant d’adapter mes besoins insuliniques à l’activité. Elle joue un rôle pré, pro et post-entraînements :

• Avant l’entraînement, car certains nécessitent une glycémie de départ élevée. C’est le cas pour les sorties douces courues à 21 h (12 km à faible allure – VMA 60/65 %). Trop proches du dîner non assimilé, je réduis donc le bolus (dose flash d’insuline) de ce repas afin de maintenir temporairement une glycémie supérieure à 2,5 g/l, laquelle diminuera fortement durant l’exercice, nécessitant un resucrage massif à base de jus et pâtes de fruits.
La sortie longue dominicale (1h45 à 3 h) a longtemps nécessité une glycémie de départ élevée et une diminution des apports insuliniques (- 50 à – 70 %) durant l’effort ainsi que de régulières collations (20 g de glucides par 30 min + hydratation). Grâce aux années de pratique, je n’ai plus à modifier mon débit basal pompe et je ne le diminue durant l’effort qu’à l’apparition d’une décroissance glycémique majeure ou d’une hypoglycémie installée.
Le troisième type d’entraînement comporte des séances de fractionnés courts ou longs. Ces séances sont hyperglycémiantes (catécholamines et anaérobie) et imposent une normoglycémie de départ ainsi qu’un bolus avoisinant 2 UI en début de séance. Aucun apport glucidique durant ces séances, seule une hydratation simple.

• Durant l’entraînement, seule la sortie longue à tendance hypoglycémiante peut m’imposer une diminution de débit. Lors de compétitions dites longues, je fixe un objectif glycémique de départ compris entre 2,5 et 3 g/l et je réduis par sécurité mon débit basal de 50 % sur marathon et de 70 ou 80 % sur distances ou durées supérieures. Ces vitesses de course étant proches d’une VMA 60 %, les consommations caloriques et glucidiques s’en trouvent à leur maximum, d’où un possible arrêt total, mais temporaire du traitement insulinique par déclipsage du cathéter jusqu’à la fin de course ou un retour à la normoglycémie.

• Dès l’arrivée d’une compétition longue (marathon et au-delà), si celle-ci a nécessité une réduction ou un arrêt temporaire du débit d’insuline et quelle que soit la glycémie d’arrivée, je supplémente en insuline durant 4 à 6 h, soit un débit basal pompe majoré de 20 % accompagné de bolus afin de « corriger » une carence insulinique installée par nécessité durant l’effort. Cet effet « correcteur » sera inhibé par la glycogenèse, d’où une diminution du débit basal de 30 % la nuit suivant une course longue. Cette réduction des besoins en insuline pourra durer jusqu’à 72 h suivant certaines courses longues.

Suite aux cinq entraînements hebdomadaires, le débit basal est systématiquement réduit de 20 % la nuit suivante, et ce quels qu’en soient l’horaire, la durée et l’intensité.
Le positionnement du cathéter, son ancienneté, les conditions climatiques sont eux aussi à considérer. De plus, la gestion des débits et bolus de la pompe à insuline nécessite une connaissance des dépenses caloriques dues à l’entraînement, une prise en compte des délais d’action de l’insuline, auxquelles viennent s’ajouter les choix alimentaires en termes de collations et resucrages. J’ai pour ce dernier point, suivi une semaine d’hospitalisation « d’insulinothérapie fonctionnelle » durant laquelle j’ai approfondi mes connaissances sur l’index glycémique, la diététique, le jeûne et bien d’autres informations utiles au quotidien et dans ma pratique sportive.
Il me manquait un suivi précis de mes constantes glycémiques, afin de connaître avec exactitude les effets de la course à pied en temps réel, a posteriori, et ceux de mes choix alimentaires. J’ai ainsi acquis un capteur glycémique en continu afin de tracer toutes ces évolutions glycémiques pro et post-efforts, les analyser (ou tenter de), mais également, me perfectionner dans le choix de resucrages et collations de par leurs vitesses d’assimilation glucidique. J’ai choisi du matériel développé par la même société que la pompe et peux ainsi tout gérer à partir d’un seul et même écran. J’ai un retour sur 24 h glycémique à raison d’une glycémie interstitielle réalisée par 5 min. L’étalonnage de ce matériel demande deux glycémies capillaires quotidiennes et dure exceptionnellement, dans mon cas, 6 à 8 semaines, avec une fiabilité remarquable. Concrètement, ce capteur m’a permis de comprendre les évolutions glycémiques des débuts de marathon, l’intérêt de la banane en collation sportive, des raisins secs et autres sodas… Il m’a permis d’améliorer mes doses d’insuline nocturnes post-entraînements et encore de différencier l’approche d’une séance explosive d’une séance d’endurance.
Tout ce matériel m’est d’une grande utilité et m’apporte un exceptionnel confort. Différents paramètres sont à prendre en compte dans l’équilibre glycémique et plus encore chez le sportif diabétique que je suis !L’accompagnement et le suivi de mon staff médical participent à cet équilibre et l’enrichissement de mes connaissances, même si tout ne peut être maîtrisé ni connu.

Cette nouvelle technologie demande néanmoins une certaine forme d’adhésion, d’accepter de transporter ce matériel et une curiosité personnelle dans l’appropriation d’un matériel aux larges capacités.
Et quel bonheur de se dépasser, de se mesurer à l’Autre et de vivre une vie choisie et normale grâce à l’activité physique, l’évolution de ces traitements et l’ergonomie de ce matériel nouveau. »