Acute effects of cocoa flavanols on peripheral vascular reactivity in patients with type 2 diabetes mellitus

Effets d'une prise unique de flavanols du cacao sur la réactivité vasculaire périphérique chez des patients atteints de diabète de type 2

• Auteur / Autrice : Anouk Tanghe
• Direction : Elsa Heyman, Patrick Calders
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences et Techniques des Activités Physiques et Sportives
• Date : Soutenance le 03/11/2021
• Etablissement(s) : Université de Lille (2018-2021) en cotutelle avec Universiteit Gent
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Biologie-Santé (Lille ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Unité de Recherche Pluridisciplinaire Sport, Santé, Société (Lille) - Unité de Recherche Pluridisciplinaire Sport, Santé, Société (URePSSS) - ULR 7369 - ULR 4488
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Pierre Fontaine
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Guillaume Walther, Nina Hermans

Mots clés

Mots clés contrôlés

Chocolat

Flavonols

Diabète de type 2

Chocolat

Diabète non-insulinodépendant

Mots clés libres

Fonction vasculaire

Diabetes mellitus type 2

Flavanols

Vascular function

Diabetes mellitus type 2

Flavanols

Résumé

Le diabète de type 2 représente 90 à 95 % de tous les cas de diabète et se caractérise par un dysfonctionnement des cellules β et une résistance à l'insuline qui provoquent l’hyperglycémie. L'hyperglycémie augmente le stress oxydatif, l'inflammation et l'activité orthosympathique et limite la biodisponibilité du monoxyde d’azote, lesquels favorisent les complications micro- (néphropathie, neuropathie, rétinopathie) et macrovasculaires (maladies cérébrovasculaires, cardiovasculaires et des artères périphériques). Ces complications sont des facteurs majeurs de morbidité et de mortalité, diminuent la qualité de vie et augmentent la charge économique liée à la santé. L'augmentation de l'activité physique et une alimentation plus équilibrée et saine constituent les soins primaires. Aux vues de leurs propriétés vasculaires prometteuses, l’intérêt pour les nutraceutiques, tels que les flavonoïdes et plus particulièrement les flavanols, s'est accru.Les flavanols sont des substances naturelles, présentes dans plusieurs fruits, thés, vins rouges, haricots et principalement dans le cacao, qui auraient des effets bénéfiques sur la santé humaine. Sur la base d'études épidémiologiques, in vitro, animales et humaines, les flavanols du cacao auraient des propriétés antioxydantes, amélioreraient la fonction endothéliale, abaisseraient la tension artérielle et réduiraient l'inflammation. Les mécanismes d'action des flavanols du cacao ne sont pas encore complètement élucidés, mais on pense que l'augmentation de la biodisponibilité et de l'activité du monoxyde d’azote et des actions antioxydantes tels que l'inhibition de la peroxydation lipidique et de la nicotinamide adénine dinucléotide phosphate oxydase ainsi que la neutralisation des radicaux libres jouent un rôle clé.Jusqu'à présent, la recherche concernant les effets vasculaires des flavanols du cacao chez les patients diabétiques est limitée et donne des résultats contradictoires. Cependant, sur la base de la physiopathologie des complications vasculaires diabétiques et des mécanismes d'action suspectés des flavanols du cacao, on pourrait supposer que les flavanols du cacao offrent une protection vasculaire aux personnes avec un diabète de type 2. Dans ce contexte, notre objectif était d’évaluer les bénéfices vasculaires pour les personnes diabétiques de type 2, en articulant le projet en trois étapes (1) examen des preuves des effets bénéfiques vasculaires des flavanols de cacao chez des patients diabétiques dans la littérature, (2) création d'un protocole de recherche robuste, standardisé et clairement décrit (étude randomisée, en double aveugle, contrôlée par placébo), et (3) mise en oeuvre de ce protocole sur les effets d’une prise unique de flavanols de cacao sur la réactivité vasculaire périphérique chez des patients diabétiques de type 2 [...]

Type 2 diabetes mellitus (T2DM) represents 90 – 95 % of all diabetes cases and is characterized by β-cell dysfunction and insulin resistance leading to hyperglycemia. Hyperglycemia increases oxidative stress, inflammation, and orthosympatic activity and limits bioavailability of nitric oxide (NO), resulting in micro- (nephropathy, neuropathy, retinopathy) and macrovascular (cerebrovascular, cardiovascular, and peripheral artery disease) complications. These complications result in higher morbidity and mortality rates, decrease quality of life, and increase health economic burden. Increasing physical activity and a more balanced, healthy food intake are the first-line management. Herein, the promising vascular health benefits of nutraceuticals, like flavonoids and more specifically flavanols, have gained interest.Flavanols are natural substances present in several fruits, teas, red wines, beans, and predominantly in cocoa and are believed to beneficially affect human health. Based on epidemiological, in vitro-, animal-, and human studies, cocoa flavanols (CF) would have antioxidant properties, improve endothelial function, lower blood pressure (BP), and reduce inflammation. The mechanisms of action of CF are not yet completely understood, but it is believed that increasing NO bioavailability and –activity and antioxidative actions like inhibiting lipid peroxidation and nicotinamide adenine dinucleotide phosphate oxidase and scavenging free radicals play a key role.So far, research into the potential beneficial vascular health properties of CF in patients with diabetes mellitus (DM) is limited and demonstrated inconsistent results. However, based on the pathophysiology of diabetic vascular complications and the believed mechanisms of action of CF, one could assume that CF would exert vascular protection in T2DM subjects. Therefore, this doctoral research investigated whether CF exert vascular health benefits in patients with T2DM through the following 3 aims: (1) examine the evidence for CF-induced vascular health properties in patients with DM, (2) setup of a robust, standardized, clearly described trial protocol, and (3) investigate the acute effects of CF on peripheral vascular reactivity in patients with T2DM via execution of the described acute, randomized, double-blinded, placebo-controlled cross-over trial.First, we published a systematic review and meta-analysis on the vascular health effects of CF in patients with DM. We highlighted the need for more, robust, standardized research because of the high heterogeneity in administered intervention (dose, duration and frequency, nature of intervention), the studied population (age, sex, BMI, medical therapy, stage of disease), and measurement methods. Because of paucity of reports, we could only perform the meta-analysis on the mid/long-term effects of CF on blood pressure (BP) in patients with DM and mixed populations with increased cardiovascular risk. This meta-analysis indicated weak evidence for a reduction in diastolic BP (DBP) of, at best, 1 – 2 mmHg. No effect on systolic BP (SBP) was detected. Furthermore, CF effects on BP would be stronger in female, hypertensive, younger adults, providing a CF dose comprising at least 90 mg epicatechine (EC), and when ingested in 1 daily batch.Second, the protocol paper illustrating our setup acute, randomized, double-blinded, placebo-controlled cross-over trial was published. Here we thoroughly described our protocol trial in which we take into account the limitations in previous studies. We believe that acute studies in which subjects ingest a pure cocoa extract are the first step to gain insight in CF actions as possible confounding impact of additional fat, sugars, milk or other substances could mask/ counteract/ strengthen the effects of CF [...]