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La régulation glycémique est un système de contrôle par rétroaction négative avec des signaux multiples : les cellules pancréatiques sécrètent de l'insuline en réponse au glucose plasmatique (effet capteur-effecteur) ; Les cellules sécrètent du glucagon en cas d'hypoglycémie ; Le foie effectue lessentiel de la gluconéogenèse contrôlée par le rapport insuline/glucagon.

Le modèle minimal de Bergman (1981) constitue la norme pour quantifier la sensibilité à l'insuline (IS) et l'élimination du glucose à partir du test de tolérance au glucose par voie intraveineuse (IVGTT). Il utilise deux compartiments : le plasma (G) et un « compartiment d'action de l'insuline à distance » (X). Le SI = p/p est l'indice de sensibilité à l'insuline ; AIRg (réponse aiguë de l'insuline au glucose) mesure la fonction des cellules .

L'HbA1c reflète la glycémie moyenne des 2 à 3 mois précédents (demi-vie érythrocytaire) : le taux de glycation est proportionnel à la concentration en glucose (cinétique de premier ordre). Chaque 1 % dHbA1c glycémie moyenne de 28,7 mg/dL supplémentaires. C'est le marqueur du contrôle glycémique du diabète et l'objectif du traitement (< 7 % = 53 mmol/mol chez la plupart des patients).

Le clamp euglycémique hyperinsulinémique est la référence en matière de mesure de la résistance à l'insuline : l'insuline est perfusée à une dose supraphysiologique et le débit de perfusion de glucose (GIR) est ajusté pour maintenir une glycémie constante (4,5 à 5,5 mmol/L). La valeur M = GIR/kg correspond à l'absorption du glucose médiée par l'insuline. Chez les sujets normaux, M 510 mg/kg/min ; en cas de résistance sévère à linsuline, M < 23.

La dynamique PK-PD des analogues de l'insuline permet de concevoir des schémas posologiques optimaux : l'insuline à action prolongée (glargine, détémir) a une absorption très lente (t½ d'absorption > 12 h) qui produit des taux plasmatiques presque constants (insuline basale) ; L'insuline à action rapide (lispro, asparte) a une demi-absorption < 1 h pour couvrir le pic postprandial. Le système en boucle fermée (pancréas artificiel) met en uvre un contrôleur PID ou MPC qui ajuste la perfusion d'insuline en temps réel en fonction de la glycémie continue.

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