L'excès de glucose est délétère pour le système immunitaire

Bien qu'une quantité adéquate de glucose soit indispensable au bon fonctionnement et à la prolifération des cellules immunitaires, un excès de glucose conduit à une production excessive de cytokines pro-inflammatoires. Ainsi, un surplus de glucose contribue à une diminution de la fonction immunitaire et à l'apparition de maladies. Comment le glucose exerce-t-il son rôle régulateur au sein du système immunitaire ? Cet article vous apporte des éclaircissements. 

Sommaire : 

- Alimentation et énergie 
- L'impact d'un excès de glucose 
- G6P : une molécule cruciale dans le métabolisme du glucose 
- G6PD et macrophages 
- Facteur inhibiteur de la migration (MIF) 
- Récepteurs Toll-like (TLRs) 
- Changements dans le métabolisme des cellules T 
- Source 

Alimentation et énergie 

Ce que nous mangeons est transformé en énergie dans notre corps grâce à une série de réactions biochimiques connues sous le nom de métabolisme. Conformément à la première loi de la thermodynamique, l'énergie ne peut être ni créée ni détruite, mais doit être utilisée ou stockée dans les systèmes biologiques. Les processus métaboliques dans les systèmes biologiques ne sont donc pas fortuits ; ils sont régulés pour extraire l'énergie des aliments de la manière la plus efficace. Le système nerveux central joue un rôle important dans la régulation de la libération et du stockage de l'énergie. L'activité des enzymes joue un rôle dans la régulation du métabolisme, et le glucose, en tant que source d'énergie essentielle, influence le métabolisme énergétique. 

L'impact d'un excès de glucose 

La conversion efficace des aliments en glucose est donc une condition préalable au fonctionnement de nombreux processus corporels, y compris le bon fonctionnement du système immunitaire. Cependant, même si le glucose joue un rôle régulateur important, son niveau détermine si ce rôle est bénéfique ou défavorable. Des taux de glucose élevés dans notre sang peuvent perturber le fonctionnement de notre système immunitaire, ce qui peut entraîner des inflammations et d'autres problèmes de santé. Il existe donc une interaction complexe entre le glucose, les processus métaboliques et le système immunitaire. L'étude de Shomali met en lumière plusieurs mécanismes régulateurs et voies biochimiques. 

G6P : une molécule cruciale dans le métabolisme du glucose 

Le G6P (Glucose 6-Phosphate) est une molécule qui joue un rôle important dans le métabolisme du glucose et qui suit deux voies métaboliques : la voie des pentoses phosphates et la glycolyse. Le glucose est phosphorylé en G6P par l’hexokinase avec une molécule d’ATP ; ce G6P peut ensuite être converti en glycogène, notre carburant de réserve. Le glycogène peut à son tour être décomposé en glucose-1-phosphate via la glycogénolyse. Une production élevée de NADPH (nicotinamide adénine dinucléotide phosphate) exerce une rétro-inhibition sur la G6PD, enzyme qui catalyse la première étape de la voie des pentoses phosphates. Si le corps a besoin de précurseurs nucléotidiques de l'ADN pour la synthèse et la croissance, le G6P entrera dans la voie des pentoses phosphates. La G6PD produit du NADPH en tant qu'enzyme essentielle dans les globules rouges, qui transportent l'oxygène des poumons vers les tissus. Cette enzyme protège les globules rouges contre la dégradation prématurée et les dommages. Lorsque la G6PD est moins active en raison des effets inhibiteurs d'un excès de glucose, cela peut entraîner une production réduite de NADPH. En conséquence, les cellules deviennent plus sensibles aux dommages oxydatifs, car le NADPH protège contre ceux-ci. 

G6PD et macrophages 

Les macrophages sont les principales cellules effectrices du système immunitaire inné ou non spécifique et ont diverses fonctions dans la lutte contre les infections. Ils sécrètent des cytokines, présentent des antigènes à d'autres cellules immunitaires et phagocytent les substances nocives. Ils augmentent leur activité de nettoyage en produisant des espèces réactives de l'oxygène (ROS) et des espèces réactives de l'azote (RNS). La G6PD dans les macrophages stimule indirectement la production de ces substances. La G6PD présente dans les macrophages peut influencer les cascades inflammatoires et l'état redox cellulaire en réponse aux actions métaboliques. La G6PD des macrophages est également impliquée dans les réactions pro-inflammatoires, en association avec le stress oxydatif. Les macrophages sont donc des cellules importantes de notre système immunitaire qui peuvent provoquer et réguler les réactions inflammatoires, surtout en réponse à des niveaux élevés de sucre dans le corps. L'infiltration des macrophages dépend également des niveaux de glucose dans le corps. 

Facteur inhibiteur de la migration (MIF) 

Des niveaux élevés de glucose dans le sang peuvent donc entraîner la production de substances nocives telles que les ROS, des substances inflammatoires et des modifications de l'activité de certaines protéines de notre système immunitaire. La protéine MIF est également activée par les macrophages. Le MIF est produit par les cellules en réponse aux inflammations. Le MIF peut réguler les niveaux d'une substance appelée fructose 2,6-bisphosphate, ce qui influence à son tour les processus inflammatoires dans notre corps. Des niveaux élevés de glucose, comme dans le diabète, peuvent entraîner des inflammations, ce qui se traduit par la production de substances inflammatoires et un risque accru de maladies. 

Récepteurs Toll-like (TLRs) 

Des taux élevés de glucose augmentent l'activation des récepteurs Toll-like (TLRs). Ces TLRs constituent un élément essentiel de l'immunité innée et peuvent activer divers processus menant à la production de substances inflammatoires comme les cytokines. Les TLRs jouent un rôle dans notre système de défense inné et acquis, aidant notre corps à se protéger contre les agents pathogènes. Certaines cellules de notre corps, telles que les préadipocytes, les cellules endothéliales, les kératinocytes, les cellules musculaires lisses des vaisseaux sanguins, les macrophages et les cellules dendritiques, possèdent des TLRs à leur surface. Lorsque les taux de glucose dans notre corps augmentent, cela peut entraîner une augmentation de l'activité de TLRs spécifiques, tels que TLR2 et TLR4. Cela déclenche une réponse inflammatoire dans notre corps par l'activation de certaines voies de signalisation, comme NF-κB et MyD88. L'inhibition de ces TLRs peut réduire la réponse inflammatoire. Cependant, à des taux de glucose élevés, certains TLRs peuvent devenir moins sensibles à l'activation, ce qui signifie qu'ils ne réagissent pas aussi bien aux stimuli inflammatoires. 

Changements dans le métabolisme des cellules T 

Enfin, des niveaux élevés de glucose peuvent également entraîner des modifications du métabolisme des cellules T, un type de cellule immunitaire. Cela peut affecter la fonction de ces cellules, les rendant moins efficaces pour combattre les infections. De plus, un glucose élevé peut influencer d'autres parties du système immunitaire, telles que les protéines du complément et les cytokines, perturbant ainsi l'équilibre de notre corps. 

Source

Shomali, N., et al. (2021). Metabolic system of immunity. Harmful effects of high amounts of glucose on the immune system: an updated review.