Impact de la modulation de la digestibilité de l’amidon sur la variabilité et le contrôle glycémiques dans la prise en charge du diabète de type 2

Impact of starch digestibility modulation on glycemic variability and glycemic control in type 2 diabetes management

• Auteur / Autrice : Anne-Esther Breyton
• Direction : Martine Laville, Julie-Anne Nazare, Sophie Vinoy
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Recherche clinique
• Date : Soutenance le 16/11/2020
• Etablissement(s) : Lyon
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Interdisciplinaire Sciences-Santé (Villeurbanne ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Université Claude Bernard (Lyon ; 1971-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Cardio-Vasculaire, Métabolisme Diabétologie et Nutrition (Lyon)
• Jury : Président / Présidente : Noël Peretti
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Martine Laville, Julie-Anne Nazare, Sophie Vinoy, Ariane Sultan, Marie-Josèphe Amiot-Carlin, Éric Bertin, Yves Boirie
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Ariane Sultan, Marie-Josèphe Amiot-Carlin

Mots clés

Mots clés contrôlés

Qualité

Glucides

Diabète non-insulinodépendant

Amidons

Hyperglycémie

Mots clés libres

Variabilité glycémique

Diabète de type 2

CGMS

Amidon lentement digestible

Contrôle glycémique

Qualité des glucides

Glycemic variability

Type 2 diabetes

CGMS

Slowly digestible starch

Glycemic control

Carbohydrates quality

Résumé

L’hyperglycémie chronique est impliquée dans le développement de complications associées au DT2 et la variabilité glycémique (VG) apparait comme une composante à part entière de l'homéostasie du glucose. Les mesures hygiéno-diététiques, en première ligne dans la prise en charge du DT2, passent entre autres par une modification de l’alimentation, dans laquelle les glucides occupent une place prépondérante. Au-delà de la quantité, la qualité des glucides a été mise en avant comme ayant un impact déterminant sur les excursions glycémiques. Notamment, la digestibilité des produits à base d’amidon pourrait alors avoir un impact sur le contrôle glycémique chez les patients atteints de DT2. Mais il y a aujourd’hui un réel besoin d’apporter une caractérisation des produits plus complète sur cet aspect et de mener des études de faisabilité et d’efficacité de tels régimes modulant la digestibilité de l’amidon. Mes travaux de thèse montrent qu’il est possible de concevoir un régime riche en amidon lentement digestible (SDS), grâce à des choix de produits amylacés disponibles dans le commerce, des conseils de cuisson et des recommandations adaptées. Pour la première fois, nous avons montré que le contrôle de la digestibilité de l'amidon de produits amylacés avec des instructions de cuisson appropriées dans une population atteinte de DT2 augmentait la consommation de contenu en SDS dans un contexte de vie réelle et que ce type de régime était bien accepté dans telle population. De plus, nous avons montré que l’augmentation du rapport SDS/glucides était associée à une amélioration du contrôle glycémique postprandial et qu’il existait une corrélation linéaire inverse entre les paramètres de VG et la teneur en SDS. La mise en œuvre d’un régime riche en amidon lentement digestible dans une population atteinte de DT2, a montré une différence significative sur le profil de variabilité glycémique, mais également sur les excursions glycémiques postprandiales, évalués par le CGMS, en comparaison avec un régime pauvre en amidon lentement digestible. Ce type de régime a également permis aux patients d’atteindre des cibles glycémiques postprandiales plus appropriées. Grâce à un travail de revue de la littérature, nous avons mis en évidence que la déviation standard (SD), le coefficient de variation (CV), l’amplitude moyenne des excursions glycémiques (MAGE) et la moyenne glycémique (MBG) étaient les paramètres de VG les plus étudiés en termes de relation avec les paramètres de diagnostic du DT2 et les complications liées au DT2 et qu’ils montraient des relations fortes, en particulier avec l’HbA1c. Dans les études interventionnelles, nous avons pu voir que la SD, le MAGE et le temps dans la cible (TIR) étaient les paramètres les plus utilisés comme critères d’évaluation, montrant des améliorations significatives suite aux interventions pharmacologiques ou nutritionnelles, souvent en lien avec des paramètres de contrôle glycémique comme l’HbA1c, la glycémie à jeun ou en postprandial. La VG apparaît donc comme une composante clé de la dysglycémie du DT2. Au-delà de son utilisation par le patient comme support du contrôle glycémique, le CGMS apparait comme un outil pertinent en recherche clinique pour évaluer l’efficacité des interventions même si à ce jour, il reste encore très peu utilisé pour les interventions nutritionnelles. Des études plus approfondies seront cependant nécessaires pour confirmer l'impact bénéfique de telles interventions alimentaires à long terme. Nous avons conçu une étude à plus grande échelle pour étudier l'impact à long terme d’un régime riche en SDS sur la variabilité et le contrôle glycémiques (CGMS) et les complications et comorbidités associées chez le patient atteint de DT2. La modulation de la digestibilité de l'amidon dans l'alimentation pourrait alors être utilisée comme un outil nutritionnel simple et approprié pour améliorer l'homéostasie glucidique au quotidien dans le DT2.

Hyperglycaemia is involved in the development of complications associated with T2D and glycemic variability (GV) appears now as a fully-fledged component of glucose homeostasis, together with HbA1c, fasting and postprandial glycemia and is an integral part of the parameters of T2D dysglycemia to be considered. The lifestyle measures, on the first line in the management of T2D, involve, among other things, a re-modulation of the diet, with carbohydrates being a central actor. Beyond the quantity, the quality of carbohydrates has been put forward for its determinant impact on glycemic excursions. In particular, the digestibility of starch-based products could have an impact on glycemic control in T2DM, as previously shown by our teams in healthy and insulin-resistant subjects. In this sense there is still a real need to provide a more complete food products’ characterization on this aspect and to conduct feasibility and effectiveness studies to investigate the impact of such diets modulating the digestibility of starch. My thesis work showed that it was possible to design a diet rich in slowly digestible starch (SDS), thanks to carefully selecting commercially available starchy products, cooking tips and adapted recommendations and that this high-SDS diet was well accepted by T2D patients. For the first time, we showed that controlling starch digestibility of starchy products with appropriate cooking instructions following a T2D diet for one week increased SDS content consumption in a real-life setting. Besides, a higher SDS/total carbohydrates ratio in the diet was associated with improved glycemic variability indicated by an inverse linear correlation between CGMS parameters and SDS content. The implementation of a diet rich in slowly digestible starch (high-SDS) in a T2D population, in a cross-over randomized study, showed a significant improved profile of glycaemic variability, particularly for the MAGE, the SD and the CV, evaluated by the CGMS, and decreased postprandial glycaemic excursions, in comparison with a diet low in starch slowly digestible. This High-SDS diet has also enabled patients to reach more appropriate postprandial blood sugar targets. In addition, based on our review of literature, we highlighted that the standard deviation (SD), the coefficient of variation (CV), the mean amplitude of glucose excursions (MAGE) and the mean blood glucose (MBG), measured by continuous glucose monitoring system (CGMS), were the GV parameters the most studied in term of relationship with the T2D diagnostic and related complications parameters, showing strong relationships, in particular with HbA1c. In interventional studies, SD, MAGE and time in range (TIR) were the GV parameters the most used as outcomes, showing significant improvements following pharmacological or nutritional interventions, often linked with glycaemic control parameters such as HbA1c, fasting or postprandial blood glucose. GV therefore appears to be a key component of the dysglycemia of T2D. Beyond its use by the patient as a support for glycemic control, the CGMS as a relevant tool in clinical research to assess the effectiveness of interventions even if to date, it is still very barely used for nutritional interventions’ evaluation. More in-depth studies will be needed to confirm the beneficial impact of such long-term dietary interventions. Based on the results of the pilot study and our analysis of the literature, we designed a larger-scale study to study the long-term impact of a diet rich in SDS on glycemic variability and control (including CGMS) and associated complications and co-morbidities in T2D. Finally, modulating the digestibility of starch in food could then be used as a simple and appropriate nutritional tool to improve daily carbohydrate homeostasis and the glycemic profile in T2D.