Sources of endogenous glucose production in the Goto–Kakizaki diabetic rat

La glycémie, l'insulinémie et la tolérance au glucose ont été mesurées chez des rats diabétiques Goto–Kakizaki (GK; 342 ± 45 gr, n = 5), comparés à des rats non diabétiques Wistar (307 ± 30 gr, n = 8). Comparés aux rats Wistar, les rats GK avaient des valeurs plus élevées à jeun de la glycémie et de l'insulinémie (respectivement 219 ± 50 versus 44 ± 14 pmol/l, P < 0,002, et 9,2 ± 2,3 vs 5,5 ± 0,5 mmol/l, P < 0,025). Les rats GK présentaient une diminution de la tolérance au glucose (IPGTT 2 hr glucose plasmatique : 14 ± 1,5 versus 6,4 ± 0.1 mmol/l, P < 0,001). La production endogène de glucose (PEG) à partir de la glycogénolyse, de la phosphoénolpyruvate (PEP) et du glycérol, après 6 heures de jeûne, a été mesurée après une perfusion de [U–¹³C]glucose et du traceur ²H₂O, et analyse par RMN de glucose ²H/¹³C plasmatique. La PEG était plus élevée chez les rats GK comparés aux rats Wistar (191 ± 16 versus 104 ± 27 μmol/kg per min, P < 0,005), du fait d'une augmentation de la néoglucogenèse à partir du PEG (85 ± 12 versus 35 ± 4 μmol/kg per min, P < 0,02). La néoglucogenèse à partir du glycérol n'était pas différente (20 ± 3 chez les rats Wistar vs 30 ± 6 μmol/kg per min chez les rats GK), alors que le flux de la glycogénolyse avait tendance à être plus élevé chez les rats GK (76 ± 23 μmol/kg per min), comparés aux rats Wistar (52 ± 19 μmol/kg per min, P = 0,06). Le cycle de Cori était responsable de la plus grande partie de la néoglucogenèse à partir de la PEP chez les deux types de rats, Wistar et GK (respectivement 85 ± 15 % et 77 ± 10 %).

Ainsi, l'augmentation de la néoglucogenèse observée chez les rats GK est liée largement à l'augmentation du cycle de Cori, alors que le maintien de la glycogénolyse indique un déficit de l'autorégulation hépatique de la production endogène de glucose.

Plasma glucose, insulin and glucose tolerance were quantified in diabetic Goto–Kakizaki (GK) rats (342 ± 45 g, n = 5) and compared with weight-matched non-diabetic Wistars (307 ± 30 g, n = 8). Compared to Wistars, GK rats had higher fasting plasma insulin (219 ± 50 versus 44 ± 14 pmol/l, P < 0.002) and glucose (9.2 ± 2.3 versus 5.5 ± 0.5 mmol/l, P < 0.025). GK rats showed impaired glucose tolerance (IPGTT 2 h plasma glucose = 14 ± 1.5 versus 6.4 ± 0.1 mmol/l, P < 0.001). Endogenous glucose production (EGP) from glycogenolysis, phosphoenolpyruvate (PEP) and glycerol after 6 hours of fasting was quantified by a primed infusion of [U–¹³C]glucose and ²H₂O tracers and ²H/¹³C NMR analysis of plasma glucose. EGP was higher in GK compared to Wistar rats (191 ± 16 versus 104 ± 27 μmol/kg per min, P < 0.005). This was sustained by increased gluconeogenesis from PEP (85 ± 12 versus 35 ± 4 μmol/kg per min, P < 0.02). Gluconeogenesis from glycerol was not different (20 ± 3 in Wistar versus 30 ± 6 μmol/kg per min for GK), and glycogenolysis fluxes were also not significantly different (76 ± 23 μmol/kg per min for GK versus 52 ± 19 μmol/kg per min for Wistar). The Cori cycle accounted for most of PEP gluconeogenesis in both Wistar and GK rats (85 ± 15% and 77 ± 10%, respectively). Therefore, increased gluconeogenesis in GK rats is largely sustained by increased Cori cycling while the maintenance of glycogenolysis indicates a failure in hepatic autoregulation of EGP.