Des premières explorations digestives et métaboliques

Des premières explorations
digestives et métaboliques
aux traceurs modernes et
d’avenir
ACOMEN 40e Anniversaire- 71e Réunion scientifique
Montpellier, 28-29 mars 2014
Claude BERNARD: … nous saurons la physiologie
lorsque nous pourrons suivre pas à pas une molécule
de carbone ou d’azote, faire son histoire, raconter son
voyage dans le corps d’un chien , depuis son entrée
jusqu’à sa sortie…
George de Hevesy: notion de traceur radioactif.
Application of isotopic indicators in biological research.
Enzymologia 1938,5,138
Nos ainés ont cherché à suivre ces pistes.
Rappelons-nous le contexte: nous sommes dans les années
1960-1970 dans les laboratoires des isotopes
1973
1975
1980
Premières images du scanner X de EMI
Echographie 2 D (échographie B pour brillance)
1er appareil d’IRM de Diasonics
Donc avant 1975-1980
Radiologie conventionnelle:
Tables de radio
Médecine nucléaire (Laboratoire des isotopes)
Scintigraphes à balayages
et compteurs Y
Laboratoire des isotopes
Scintigraphie à balayage
Caméra Anger
Laboratoire des isotopes
Une multitude de radiotraceurs :
Ga 68 – DTPA
avec caméra positon à scintillation
- H.O. Anger J Nucl Med 1963
avec générateur Ge 68/Ga 68
- H.O. Anger
J Nucl Med 1964
Tc 99m Pertechnetate
pour visualiser le foie
- Sorensen L.B. J Lab et Clin Med 1963
pour les tumeurs cérébrales
- Mc Afec J.C. J Nucl Med 1964
Les « lipides » marqués à l’iode 131
- J.C. Sisson
J Nucl Med 1965
Les anticorps marqués à l’iode 131
Pour le cœur
Cs 131 (1964) ; Cs 129 (1970) ; K 43 (1973) ; Tl 201 (1973) …
Explorations digestives
• Etudes morphologiques: FOIE
Colloïdes marqués
(cellules de Kupffer)
Au 198 (1961)
I 131
Tc 99m
In 113m
Etudes morphologiques
FOIE
Explorations digestives
• Etudes morphologiques: Pancréas
La technique de soustraction
Au 198 et Se 75 –Sélénométhionine
(1968)
• Puis…
– L’échographie avec échelle de gris est arrivée
– et la Tomodensitométrie X
Explorations digestives
• Etudes métaboliques
Etude de l’absorption intestinale des lipides
• Mesure de la radio activité sanguine
• Mesure de la radio activité urinaire
• Mesure de la radio activité selles
Acides gras, triglycerides I 131, Br 82, C 14, I 123, I 131 …
Etude de l’absorption des acides aminés
Etude de l’absorption intestinale de la vitamine B12 (test de
Schilling)
Etude de l’absorption du fer
Détection des entéropathies exsudatives
Explorations digestives (après 1980)
Etudes fonctionnelles:
La Scintigraphie hépato-biliaire
Traceur : Mébrofénine Tc 99m (Cholediam)
Capté par les hépatocytes
et éliminé par les voies biliaires
Mais concurrencée
par l’échographie et la
tomodensitométrie X
Explorations digestives (après 1980)
• Etudes fonctionnelles
La vidange gastrique solide et liquide
- Phase solide : œufs marqués avec du phytate (phytacis)
ou des colloides Tc 99m.
- Phase liquide :
DTPA Tc99m ou DTPA In 111
Explorations digestives
• Etudes fonctionnelles
‐ Recherche d’hémorragie digestive
Hématies marquées au Tc 99m
‐ Recherche de diverticule de Meckel
En 2014
1. Morphologique:
2. Fonctionnelle
•
•
•
non
Indications (rares) de scintigraphie hépato-biliaire
Vidange gastrique
Diverticule de Meckel
3. Métabolique:
non
Rhônes-Alpes 2013, ce sont 307 explorations
digestives sur 114 000 explorations.
Et demain …
Les études métaboliques vont reprendre de l’intérêt.
Plusieurs centres cardio-métabolisme-nutrition ont été créés.
Ils étudient le retentissement de la nutrition sur le métabolisme et
les conséquences sur le myocarde.
Les études métaboliques sont de plus en plus nombreuses.
Ils utilisent le carbone 14 et le Tritium chez l’homme…
L’insulino-résistance est au cœur du syndrome métabolique, du
diabète de type 2 et de l’obésité.
On reparle d’explorations pour les troubles de digestion et
d’absorption intestinale.
C Bernard revient… C Bernard revient… C Bernard revient…
Søndergaard E, Gormsen LC, Nellemann B, Jensen MD, Nielsen S.
Body composition determines direct FFA storage pattern in overweight women.
Am J Physiol Endocrinol Metab 302: E1599–E1604, 2012.
Direct FFA storage in adipose tissue is a recently appreciated pathway for postabsorptive lipid storage. We
evaluated the effect of body fat distribution on direct FFA storage in women with different obesity
phenotypes. Twenty-eight women [10 upper body overweight/obese (UBO; WHR 0.85, BMI 28 kg/m2),
11 lower body overweight/obese (LBO; WHR 0.80, BMI 28 kg/m2), and 7 lean (BMI 25 kg/m2)] received
an intravenous bolus dose of [9,10-3H]palmitate- and [1- 14C]triolein-labeled VLDL tracer
followed by upper body subcutaneous (UBSQ) and lower body subcutaneous (LBSQ) fat
biopsies. Regional fat mass was assessed by combining DEXA and CT scanning. We report greater
fractional storage of FFA in UBSQ fat in UBO women compared with lean women (P 0.01). The LBO women
had greater storage per 106 fat cells in LBSQ adipocytes compared with UBSQ adipocytes (P 0.04), whereas
the other groups had comparable storage in UBSQ and LBSQ adipocytes. Fractional FFA storage was
significantly associated with fractional VLDL-TG storage in both UBSQ (P 0.01) and LBSQ (P 0.03) adipose
tissue. In conclusion, UBO women store a greater proportion of FFA in the UBSQ depot compared with lean
women. In addition, LBO women store FFA more efficiently in LBSQ fat cells compared with UBSQ fat
cells, which may play a role in development of their LBO phenotype. Finally, direct FFA storage and VLDL-TG
fatty acid storage are correlated, indicating they may share a common rate-limiting pathway for fatty acid
storage in adipose tissue.
• free fatty acid; free fatty acid storage; obesity; very-low-density
Storage of Circulating Free Fatty Acid in Adipose Tissue
of Postabsorptive Humans
Quantitative Measures and Implications for Body Fat
Distribution
Christina Koutsari, Asem H. Ali, Manpreet S. Mundi, and Michael D. Jensen
Diabetes 60:2032–2040, 2011
•
•
Study protocol. Participants received all their meals from the Mayo Clinic Clinical Research Unit
metabolic kitchen for 5 days before the study to ensure stable energy intake and consistent
macronutrient composition (50% carbohydrate, 35% fat, and 15% protein). Volunteers were then
admitted to the Clinical Research Unit at 1700 h and given a meal at 1800 h. At 0545 h the next day,a
forearmvein catheter was inserted and kept patent with a controlled infusion of 0.45% NaCl. Another
catheter was placed in a retrograde fashion in a hand
vein for collecting arterialized blood using the heated (55°C) hand vein technique. After collecting a
baseline blood sample for background palmitate specific activity (SA) and enrichment, a continuous
infusion of [U-13C]palmitate (2–4 nmol/kg FFM/min) (Cambridge Isotope Laboratories, Andover, MA)
commenced. After 30 min for isotopic equilibration, a series of three blood samples were collected at 10min intervals and then every 30 min until 0900 h to measure palmitate kinetics. An 60 mCi intravenous
bolus of [1-14C]palmitate or 200 mCi [9,10-3H]palmitate (NEN Life Science Products; PerkinElmer Life
and Analytical Sciences, Boston, MA) was given at 0800 h. Abdominal and femoral subcutaneous
adipose biopsies were collected at 30 min after the intravenous bolus of the radiolabeled palmitate. The
biopsies were timed such that virtually no radiolabeled FFA tracer remained in the circulation and there
would be insufficient racer in VLDL-triglycerides to accumulate in adipose tissue via VLDL (6). Participants
were dismissed from the Clinical Research Unit after completing
En médecine nucléaire, nous avons:
- Le FDG
- Bientôt le 6 DIG – captation du glucose, mesure
de l’insulino-résistance des organes.
‐ Les acides gras marqués à l’iode 123, au Fluor 18
- Les acides aminés marqués.
Protocole 6-DIG
15’
- Acquisition pour la
quantification de l’activité
dans le cœur.
15’
Index d’IR cardiaque
Cinétique sanguine
R
k ( 2,1)
Cinétique tissulaire
insuline
k ( 2,1)
Index sensible > 1.35
basal
 De grands projets de métabolomique se mettent en place
Il y a sûrement une place pour la médecine nucléaire
 Le Microbiote intestinal va être séquencé,
• 50 à 100 000 espèces de bactéries
Dix fois plus de bactéries que de cellules humaines
(10 15 contre 10 14 cellules)
L’intérêt en pathologie va être étudié, nous n’absorbons pas
tous de la même manière. (médecine personnalisée ?)
L’absorption des médicaments est différente…
Claude Bernard revient…
En conclusion
Pour les explorations digestives:
• Le morphologique est mort,
• Le fonctionnel, le métabolique
et l’imagerie moléculaire sont notre avenir
Pour le métabolique:
• Il faut reprendre les études de nos aînés.
• Les traceurs existent, d’autres sont à créer.
• Les systèmes de détection sont plus performants
• La modélisation a fait de grands progrès et se développe à très
grande vitesse comme les calculateurs
La médecine nucléaire doit avoir sa place dans
le « cardio-métabolisme-nutrition ».
Claude Bernard est là!
Et moi ici…