Le diabète de type 1 (DT1) se caractérise par la destruction auto-immune des cellules ß des îlots de Langerhans du pancréas productrices d’insuline, entraînant un état d’hyperglycémie chronique. Malgré une prise en charge très fine de la maladie, s’appuyant sur l’insulinothérapie fonctionnelle, les personnes vivant avec le DT1 sont fréquemment sujettes à des épisodes hypoglycémiques et hyperglycémiques en raison de difficultés à adapter le traitement insulinique, notamment lors de l’activité physique. L’activité physique procure de nombreux bénéfices pour la santé que l’on ait ou non un diabète. Cependant, dans le cadre du DT1, les excursions glycémiques lors de l’activité physique peuvent conduire à des barrières à l’activité physique dans cette population ou peuvent limiter les performances sportives d’athlètes vivant avec le DT1. L’objectif de cette thèse était triple : 1) Étudier les barrières à l’activité physique chez les enfants et adultes vivant avec le DT1 et à leurs liens avec les excursions glycémiques réellement vécues dans la vie quotidienne et d’autant plus autour de l’activité physique, 2) Chez des enfants vivant avec le DT1, comparer deux types d’exercice (exercice aérobie continu vs. intermittent intense), représentatifs de leur activité physique spontanée, et explorer leurs effets sur les variations glycémiques à l’exercice et à la récupération précoce et tardive et, 3) Mesurer la glycémie en continu, à l’exercice et à la récupération, chez des sportifs en endurance qui n’ont pas de diabète, afin de comprendre les mécanismes impliqués dans la régulation de la glycémie lors d’épreuves d’ultra-endurance et de transposer ces résultats chez des sportifs vivant avec le DT1. Les résultats montrent que : 1) Chez les enfants, plus le temps passé <54 mg.dL-1 les nuits suivant les séances d'activités physiques augmente, plus la peur de l'hypoglycémie est importante. Chez les adultes, étonnamment, ceux qui déclarent le moins l’hypoglycémie comme une barrière à l’activité physique sont ceux qui ont le plus grand pourcentage de séances d’activités physiques entraînant une baisse de glycémie; 2) Le risque hypoglycémique n’est pas supérieur lors d’un exercice continu modéré représentatif de l’activité physique spontanée des enfants et, cet exercice semble efficace pour diminuer l’hyperglycémie retrouvée les jours inactifs sur la même période de temps; 3) Un risque hyperglycémique existe lors des phases intenses de la course et pendant 48 heures de récupération lors d’un ultra-trail réalisé chez des athlètes qui n’ont pas de diabète. Ce risque hyperglycémique à la récupération pourrait être en lien avec les dommages musculaires. / Type 1 diabetes (T1D) is characterized by the autoimmune destruction of the insulin-producing ß-cells of the islets of Langerhans in the pancreas, leading to a state of chronic hyperglycemia. Despite very sophisticated management of the disease, based on functional insulin therapy, people living with T1D are frequently subject to hypoglycemic and hyperglycemic episodes because of difficulties in adapting insulin treatment, particularly during physical activity. Physical activity has many health benefits, whether or not you have diabetes. However, in the context of T1D, glycemic excursions during physical activity may lead to barriers to physical activity in this population or may limit the sporting performance of athletes living with T1D. The aim of this thesis was threefold: 1) Investigate the barriers to physical activity in children and adults living with T1D and their links with the glycemic excursions actually experienced in daily life and all the more so around physical activity, 2) In children living with T1D, compare two exercise modalities (continuous aerobic exercise vs. intense intermittent), representative of their spontaneous physical activity, and explore their effects on glycemic variations during exercise and early and late recovery and, 3) Measure glycemia continuously, during exercise and recovery, in endurance athletes without diabetes in order to understand the mechanisms involved in regulating glycaemia during ultra-endurance events and transpose these results to athletes living with T1D. The results show that: 1) In children, the greater the time spent <54 mg.dL-1 on the nights following physical activity sessions, the greater the fear of hypoglycemia. Surprisingly, among adults, those who least reported hypoglycemia as a barrier to physical activity were those who had the highest percentage of physical activity sessions resulting in a drop in blood glucose levels; 2) The risk of hypoglycemia is no greater during continuous moderate exercise representative of the spontaneous physical activity of children, and this exercise appears to be effective in reducing the hyperglycemia found on inactive days over the same period of time; 3) A hyperglycemic risk exists during the intense phases of the race and during 48 hours of recovery during an ultra-trail run carried out in athletes who do not have diabetes. This hyperglycemic risk during recovery could be related to muscle damage.

L’hypoglycémie est une barrière au traitement du diabète de type 1 (DbT1). La collation au coucher est recommandée pour prévenir l’hypoglycémie nocturne (HN), mais son efficacité n’est pas démontrée. Objectif : Déterminer si une prise alimentaire en soirée est associée à la survenue d’HN. Étude observationnelle : 100 DbT1 ont porté un lecteur de glucose en continu et complété un journal alimentaire pendant 72 heures. L’HN est survenue durant 28 % des nuits. Une prise alimentaire en soirée n’était pas associée à l’HN. Toutefois, dans un modèle ajusté, l’apport en glucides en soirée était positivement associé aux HN (avec injection d’insuline rapide) et l’apport en protéines inversement associé aux HN (sans injection d’insuline rapide). Manger en soirée ne semble pas associé à moins d’HN. Des études contrôlées sont nécessaires pour comprendre l’effet de la collation au coucher sur le contrôle glycémique et le rôle de l’insuline rapide injectée en soirée. / Hypoglycemia remains a limiting factor of type 1 diabetes (T1D) treatment. Bedtime snack is often suggested to reduce nocturnal hypoglycemia (NH), but its effectiveness is not supported by evidence-based data. Objective: To determine the association between post-dinner dietary intake and NH occurrence. This is an observational study during which 100 T1D wore a blinded continuous glucose monitoring system and completed a food diary for 72 hours. NH occurred on 28 % of the 282 nights studied. Post-dinner dietary intake was not associated with NH. However, in multivariate models, carbohydrate intake was positively associated with NH (when rapid insulin was injected) and protein intake was inversely associated with NH (without rapid insulin injected). Post-dinner dietary intake does not seem to be associated with a reduce occurrence of NH. Further studies are needed to better understand the impact of bedtime snack on glycemic control and the role of the injection of rapid insulin in the evening.

La plupart des conditions détectées par le dépistage néonatal sont reliées à l'une des enzymes qui dégradent les acyls-CoA mitochondriaux. Le rôle physiopathologique des acyls-CoA dans ces maladies est peu connue, en partie parce que les esters liés au CoA sont intracellulaires et les échantillons tissulaires de patients humains ne sont généralement pas disponibles. Nous avons créé une modèle animal murin de l'une de ces maladies, la déficience en 3-hydroxy-3-methylglutaryl-CoA lyase (HL), dans le foie (souris HLLKO). HL est la dernière enzyme de la cétogenèse et de la dégradation de la leucine. Une déficience chronique en HL et les crises métaboliques aigües, produisent chacune un portrait anormal et distinct d'acyls-CoA hépatiques. Ces profils ne sont pas prévisibles à partir des niveaux d'acides organiques urinaires et d'acylcarnitines plasmatiques. La cétogenèse est indétectable dans les hépatocytes HLLKO. Dans les mitochondries HLLKO isolées, le dégagement de 14CO2 à partir du [2-14C]pyruvate a diminué en présence de 2-ketoisocaproate (KIC), un métabolite de la leucine. Au test de tolérance au pyruvate, une mesure de la gluconéogenèse, les souris HLLKO ne présentent pas la réponse hyperglycémique normale. L'hyperammoniémie et l'hypoglycémie, des signes classiques de plusieurs erreurs innées du métabolisme (EIM) des acyls-CoA, surviennent de façon spontanée chez des souris HLLKO et sont inductibles par l'administration de KIC. Une charge en KIC augmente le niveau d'acyls-CoA reliés à la leucine et diminue le niveau d'acétyl-CoA. Les mitochondries des hépatocytes des souris HLLKO traitées avec KIC présentent un gonflement marqué. L'hyperammoniémie des souris HLLKO répond au traitement par l'acide N-carbamyl-L-glutamique. Ce composé permet de contourner une enzyme acétyl-CoA-dépendante essentielle pour l’uréogenèse, le N-acétylglutamate synthase. Ceci démontre un mécanisme d’hyperammoniémie lié aux acyls-CoA. Dans une deuxième EIM des acyls-CoA, la souris SCADD, déficiente en déshydrogénase des acyls-CoA à chaînes courtes. Le profil des acyls-CoA hépatiques montre un niveau élevé du butyryl-CoA particulièrement après un jeûne et après une charge en triglycérides à chaîne moyenne précurseurs du butyryl-CoA. / Most conditions detected by expanded newborn screening result from deficiency of one of the enzymes that degrade acyl-CoA esters in mitochondria. The role of acyl-CoAs in the pathophysiology of these disorders is poorly understood, in part because CoA esters are intracellular and samples are not generally available from human patients. We created a mouse model of one such condition, deficiency of 3-hydroxy-3-methylglutaryl-CoA lyase (HL), in liver (HLLKO mice). HL catalyses a reaction of ketone body synthesis and of leucine degradation. Chronic HL deficiency and acute crises each produced distinct abnormal liver acyl-CoA patterns, which would not be predictable from levels of urine organic acids and plasma acylcarnitines. In HLLKO hepatocytes, ketogenesis was undetectable. Measures of Krebs cycle flux diminished following incubation of HLLKO mitochondria with the leucine metabolite 2-ketoisocaproate (KIC). HLLKO mice also had suppression of the normal hyperglycemic response to a systemic pyruvate load, a measure of gluconeogenesis. Hyperammonemia and hypoglycemia, cardinal features of many inborn errors of acyl-CoA metabolism, occurred spontaneously in some HLLKO mice and were inducible by administering KIC. KIC loading also increased levels of several leucine-related acyl-CoAs and reduced acetyl-CoA levels. Ultrastructurally, hepatocyte mitochondria of KIC-treated HLLKO mice show marked swelling. KIC-induced hyperammonemia improved following administration of carglumate (N-carbamyl-L-glutamic acid), which bypasses an acetyl-CoA-dependent reaction essential for urea cycle function, thus demonstrating an acyl-CoA-related mechanism for this complication. In a second animal model of an inborn error of acyl-CoA metabolism, short chain acyl-CoA dehydrogenase (SCAD)-deficient mice, the main finding in liver acyl-CoAs is increased butyryl-CoA, particularly during fasting or after enteral loading with medium chain triglyceride precursor of butyryl-CoA.

La plupart des conditions détectées par le dépistage néonatal sont reliées à l'une des enzymes qui dégradent les acyls-CoA mitochondriaux. Le rôle physiopathologique des acyls-CoA dans ces maladies est peu connue, en partie parce que les esters liés au CoA sont intracellulaires et les échantillons tissulaires de patients humains ne sont généralement pas disponibles. Nous avons créé une modèle animal murin de l'une de ces maladies, la déficience en 3-hydroxy-3-methylglutaryl-CoA lyase (HL), dans le foie (souris HLLKO). HL est la dernière enzyme de la cétogenèse et de la dégradation de la leucine. Une déficience chronique en HL et les crises métaboliques aigües, produisent chacune un portrait anormal et distinct d'acyls-CoA hépatiques. Ces profils ne sont pas prévisibles à partir des niveaux d'acides organiques urinaires et d'acylcarnitines plasmatiques. La cétogenèse est indétectable dans les hépatocytes HLLKO. Dans les mitochondries HLLKO isolées, le dégagement de 14CO2 à partir du [2-14C]pyruvate a diminué en présence de 2-ketoisocaproate (KIC), un métabolite de la leucine. Au test de tolérance au pyruvate, une mesure de la gluconéogenèse, les souris HLLKO ne présentent pas la réponse hyperglycémique normale. L'hyperammoniémie et l'hypoglycémie, des signes classiques de plusieurs erreurs innées du métabolisme (EIM) des acyls-CoA, surviennent de façon spontanée chez des souris HLLKO et sont inductibles par l'administration de KIC. Une charge en KIC augmente le niveau d'acyls-CoA reliés à la leucine et diminue le niveau d'acétyl-CoA. Les mitochondries des hépatocytes des souris HLLKO traitées avec KIC présentent un gonflement marqué. L'hyperammoniémie des souris HLLKO répond au traitement par l'acide N-carbamyl-L-glutamique. Ce composé permet de contourner une enzyme acétyl-CoA-dépendante essentielle pour l’uréogenèse, le N-acétylglutamate synthase. Ceci démontre un mécanisme d’hyperammoniémie lié aux acyls-CoA. Dans une deuxième EIM des acyls-CoA, la souris SCADD, déficiente en déshydrogénase des acyls-CoA à chaînes courtes. Le profil des acyls-CoA hépatiques montre un niveau élevé du butyryl-CoA particulièrement après un jeûne et après une charge en triglycérides à chaîne moyenne précurseurs du butyryl-CoA. / Most conditions detected by expanded newborn screening result from deficiency of one of the enzymes that degrade acyl-CoA esters in mitochondria. The role of acyl-CoAs in the pathophysiology of these disorders is poorly understood, in part because CoA esters are intracellular and samples are not generally available from human patients. We created a mouse model of one such condition, deficiency of 3-hydroxy-3-methylglutaryl-CoA lyase (HL), in liver (HLLKO mice). HL catalyses a reaction of ketone body synthesis and of leucine degradation. Chronic HL deficiency and acute crises each produced distinct abnormal liver acyl-CoA patterns, which would not be predictable from levels of urine organic acids and plasma acylcarnitines. In HLLKO hepatocytes, ketogenesis was undetectable. Measures of Krebs cycle flux diminished following incubation of HLLKO mitochondria with the leucine metabolite 2-ketoisocaproate (KIC). HLLKO mice also had suppression of the normal hyperglycemic response to a systemic pyruvate load, a measure of gluconeogenesis. Hyperammonemia and hypoglycemia, cardinal features of many inborn errors of acyl-CoA metabolism, occurred spontaneously in some HLLKO mice and were inducible by administering KIC. KIC loading also increased levels of several leucine-related acyl-CoAs and reduced acetyl-CoA levels. Ultrastructurally, hepatocyte mitochondria of KIC-treated HLLKO mice show marked swelling. KIC-induced hyperammonemia improved following administration of carglumate (N-carbamyl-L-glutamic acid), which bypasses an acetyl-CoA-dependent reaction essential for urea cycle function, thus demonstrating an acyl-CoA-related mechanism for this complication. In a second animal model of an inborn error of acyl-CoA metabolism, short chain acyl-CoA dehydrogenase (SCAD)-deficient mice, the main finding in liver acyl-CoAs is increased butyryl-CoA, particularly during fasting or after enteral loading with medium chain triglyceride precursor of butyryl-CoA.