La leucine est un acide aminé branché capable d’induire une résistance à l’insuline dans le muscle et le tissu adipeux. Le mécanisme proposé pour expliquer l’action inhibitrice de la leucine implique la voie mTOR/p70S6K/IRS-1. Cette voie peut être activée par la leucine et est impliquée dans l’activation d’une boucle de rétrocontrôle négatif de l’insuline. Sachant que l’insulino-résistance participe à l’établissement d’une cardiomyopathie diabétique, nous avons étudié l’effet inhibiteur de la leucine dans le cardiomyocyte.

Des cardiomyocytes de rats adultes en culture primaire ont été prétraités avec différentes concentrations de leucine (entre 1 et 10mM) pendant différentes périodes d’incubation avant d’être exposés à l’insuline (3×10⁻⁹ M, 30min).

En absence de leucine, l’insuline induit une augmentation du captage de glucose (0,31±0,04 vs. 0,05±0,01μmoles/mg. h). Celle-ci corrèle avec l’augmentation de la phosphorylation de PKB et AS160, connus pour réguler le captage de glucose en aval de l’insuline. Une pré-incubation de 1h en leucine active la voie mTOR/p70S6K résultant en l’inhibition d’IRS-1 situé en amont dans la voie de signalisation insulinique. Ceci s’accompagne d’une diminution significative de la phosphorylation de PKB et AS160. Etonnamment, le captage de glucose stimulé par l’insuline est préservé malgré cette inhibition (0,31±0,05μmoles/mg. h). D’autre part, une pré-incubation plus longue (14h) en leucine induit une diminution drastique du captage de glucose (0,056±0,01μmoles/mg. h). La rapamycine, un inhibiteur de mTOR/p70S6K, n’empêche pas cette inhibition. En outre, un analogue non métabolisable de la leucine (BCH) stimule la voie mTOR/p70S6K sans avoir d’effet sur le captage de glucose. En revanche, les intermédiaires du catabolisme de la leucine, l’α- cétoisocaproate, l’acétoacétate, le β-hydroxybutyrate, inhibent le transport de glucose de manière similaire à la leucine.

Le catabolisme de la leucine réduit le transport de glucose indépendamment de la signalisation insulinique.