Mise en évidence de la glucokinase dans le foie et le pancréas de poulet et de canard : étude de sa régulation nutritionnelle

Presence of a glucokinase in chicken liver and pancreas and in mule duck liver : study of the nutritional regulation of avian glucokinase

• Auteur / Autrice : Hannaâ Berradi
• Direction : Nicole Rideau, Mohammed Taouis
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la vie
• Date : Soutenance en 2005
• Etablissement(s) : Tours

Mots clés

Mots clés contrôlés

Homéostasie

Pancréas

Foie

Canard

Poulets

Glucokinase

Résumé

La présence de glucokinase (GK), enzyme majeur du stockage hépatique de nutriments et de la régulation de la sécrétion d'insuline, reste controversée chez les Oiseaux (Cardenas et al. , 1998). Dans ce travail, nous avons mis en évidence la présence de glucokinase dans le foie de canard mulard (Berradi et al. , Poultry Sciences, 2004) et dans les foie et pancréas de poulet (Berrari et al. , CBP, 2005). Nous montrons en outre que le glucokinase aviaire est sensible à une régulation nutritionnelle (Berrari et al. , 2005 en préparation). Par les techniques de RT-PCR, nous avons mis en évidence dans les foies de canard et de poulet et le pancréas de poulet un ADNc partiel identique à environ 80% à la séquence correspondante de GK de Mammifères et de Poissons. Par western blot, une protéine homologue à la glucokinase (GK) de Mammifère est détectée dans les foies et/ou pancréas de poulet et de canard. Cette protéine s'exprime spécifiquement dans ces tissus chez le poulet. L'activité GK dans les foies de poulet et de canard a été mesurée par méthode spectrophotométrique : l'enzyme de type GK présente, chez le poulet, un K0. 5 apparent de 8. 69 mM soit une constante voisine de celle de la GK de Mammifères. Dans un deuxième temps, nous avons recherché si la GK aviaire répond à une régulation nutritionnelle. Pour cela, nous avons comparé des poulets nourris ad libitum depuis leur éclosion et des poulets nourris par repas. Ceux-ci ont été réalimentés le jour de l'expérience avec un repas seul ou associé à une administration orale de saccharose. Des prélèvements de foie et de pancréas ont été effectués 2h et 5h après le début de la réalimentation. Dans le foie, en alimentation ad libitum, l'activité GK est plus élevée chez le poulets nourris que chez les poulets soumis à un jeûne de 24h sans variation de niveau de l'ARNm et de la protéine. En alimentation par repas, l'activité GK et la protéine immunoréactive augmentent significativement lorsque le repas est précédé d'une surcharge orale de saccharose. Les niveaux d'ARNm ne varient pas quel que soit le traitement. Dans le pancréas, l'expression de la GK ne répond pas à la prise alimentaire chez les poulets ad libitum comme chez les poulets repas. En revanche, le niveau d'ARNm de la GK dans le pancréas augmente en réponse au jeûne chez les poulets ad libitum. Enfin, chez le canard, le gavage induit une augmentation de la protéine et de l'activité de type GK. En conclusion, nous montrons, que le poulet et le canard expriment un gène et une protéine homologue à la glucokinase des Mammifères. Chez le poulet et le canard, comme chez les mammifères ou les Poissons, la GK hépatique est induite par la prise alimentaire et est sensible à la quantité et/ou à la qualité des sucres de régime. En outre, les résultats suggèrent, concernant le poulet qu'il existe une régulation tissu-référentielle de la GK aviaire.

The presence of glucokinase (GK), key enzyme of liver nutrient storage and glucose sensor of insulin secretion is still controversial in birds (Cardenas et la. , 1998). In this work, we show that chicken liver and pancreas, and mule duck liver express glucokinase (Berrari et al. , Poultry Science, 2004, Berrari et al. , CSB, 2005). Futhermore, we show that avian glucokinase is sensitive to nutional status (Berrari et al. , 2005 en preparation). The 750 bp partial cDNA obtained from chicken liver and pancreas and from mule duck liver is 82 % identical to human GK. A protein homologous to mammalian GK is specifically detected in chicken liver and pancreas by western blot analysis. This protein is also expressed in duck liver. A GK activity was measured in chicken and duck livers. The hepatic enzyme in chicken shows an apparent half saturation constant of 8. 6mM. Chickens reared with ad libitum feeding or meal treated were compared. Meal treated chickens were 24h fasted, re-fed during 2h and given an oral 50% sucrose solution at the beginning of the meal. Chicken were sacrified whether 2h after feeding or 2 and 5 h after feeding +50% sucrose load. Twenty-four hour fasted ad libitum chickens showed a lower hepatic GK activity when compared to those fed with no difference in mRNA and protein levels. In meal treated chickens, hepatic GK protein and activity, are increased when meal is associated to sucrose load with no change in mRNA levels. Pancreatic GK expression (mRNA and protein) was not affected by re-feeding in meal treated chickens but increased with 24 hours fasting in ad libitum group. Mule duck liver was analysed before or after force-feeding. Hepatic GK protein is present in 2 immunreactive isoforms which quantitatively differ with the nutritional state of the animals. Furthermore, GK activity, detected both in soluble and particular fraction, is increased in response to force-feeding. In conclusion, we show that chicken and mule duck express in their liver (and/or pancreas) a gene and a protein homologous to mammalian GK. In chicken and mule duck livers, as in Mammals and Fish, hepatic GK is induced by meal and dependent to carbohydrate quantity and quality. The different answer of chicken hepatic and pancreatic GK suggest a differential regulation between the 2 tissues.