ch2 regulation de la glycemie et phenotypes diabetiques
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CH2 REGULATION DE LA GLYCEMIE ET PHENOTYPES DIABETIQUES INTRODUCTION : Le taux de glucose reste globalement stable autour de 1g/l (de 0.7 à 1.2 g.l-1) entre prise et consommation. La faible quantité disponible dans le sang et la lymphe (20 g) ne suffit pas à satisfaire les besoins entre les repas (10-15 g/h). Comment la glycémie est-elle stabilisée malgré apports et les pertes ? Quels dysfonctionnements peut-il exister ? PLAN GLYCEMIE MAINTENUE CONSTANTE A. B. GLUCOSE LIBERE EN ACTIVITE GLUCOSE STOCKE APRES LES REPAS MECANISME DE LA REGULATION DE LA GLYCEMIE A. B. REACTION DU PANCREAS ENDOCRINE CIBLES DU PANCREAS ENDOCRINE CARACTERISTIQUES DU SYSTEME DE REGULATION A. B. C. D. UN SYSTEME REGLE UN SYSTEME REGLANT MECANISME DE REGULATION NOTIONS DE MESSAGE HORMONAL ET DE GLANDE ENDOCRINE PHENOTYPES DIABETIQUES A. B. C. LES TYPES DIABETIQUES TRAITEMENT ORIGINE I. GLYCEMIE MAINTENUE CONSTANTE C. GLUCOSE STOCKE APRES LES REPAS plan Dans les cellules, notamment les hépatocytes et les myocytes, le glucose est stocké en glycogène : Glycogène synthétase GLYCOGENOGENESE : n glucose glycogène Dans les adipocytes, l’excès de glucose est transformé en triglycérides : LIPOGENESE : n glucose triglycéride D. GLUCOSE LIBERE EN ACTIVITE Dans les cellules, notamment les hépatocytes et les myocytes, le glycogène est décomposé en glucose : Glycogène hydrolase GLYCOGENOLYSE : glycogène n Glucose Seul le foie libère son glucose dans le sang, alors que les muscles consomment glucose qu’il a stocké. Dans les hépatocytes, les triglycérides se transforment en glucose : NEOGLUCOGENESE : triglycéride n glucose Bilan : La glycémie est stabilisée grâce à la glycogénogenèse (+lipogenèse) et la glycogénolyse (+néoglucogenèse) des hépatocytes (myocytes et adipocytes) Hépatocyte Vaisseau sanguin G synthétase Glucokinase 1 1 2 Glycémie 2 G Hydrolase G6P phosphatase 1 Glycogénogenèse Glycogène 2 Phosphate Glycogénolyse Le métabolisme du glycogène dans une cellule hépatique : Glycogénogenèse 1 , glycogénolyse 2 Glucose 6 phosphate Enzymes de la glycogénogenèse Glucose Enzymes de la glycogénolyse II. MECANISME DE LA REGULATION DE LA GLYCEMIE plan Comment ces mécanismes de stockage et de libération du glucose sont-ils déclenchés ? A. REACTION DU PANCREAS ENDOCRINE Endocrine : à l’intérieur = hormones envoyées dans le sang ; (exocrine = enzymes digestives) Les ablations et les greffes montrent que le pancréas est globalement hypoglycémiant, sans être un lieu de stockage. Le pancréas contient des amas de cellules sécrétrices : Les îlots de Langhérans. Les cellules, centrales, sécrètent l’insuline, les cellules, périphériques, le glucagon. Suivant la glycémie ces cellules sécrètent + ou d’hormone : En hyperglycémie, les cellules sécrètent plus d’insuline, les cellules sécrètent moins de glucagon En hypoglycémie, les cellules sécrètent moins d’insuline, les cellules sécrètent plus de glucagon B. CIBLES DU PANCREAS ENDOCRINE Ces substances émises dans le sang diffusent dans l’organisme : elles agissent sur les cellules qui possèdent des molécules réceptrices avec lesquelles elles forment des complexes moléculaires modifiant l’activité cellulaire. Les cellules possédant cette molécule réceptrice sont dites cellules cibles. L’insuline est hypoglycémiante : fixée sur son récepteur elle active l’expression de la glycogène-synthétase. Le glucagon est hyperglycémiant : fixé sur son récepteur, elle active l’expression de la glycogène-hydrolase. Insuline et glucagon sont antagonistes : elles ont des actions contraires sur les cellules cibles. Vaisseau sanguin Baisse de la glycémie Insuline Absorption de glucose = effet hypoglycémiant Complexe hormone/récepteur + Transporteur du glucose + 2 1 Glycogénogenèse stimulée Glucose 3 Hépatocyte G6P phosphatase Glucokinase - + G6P Glycogénolyse inhibée Glycogène synthase Phosphorylase + Glycogè ne Augmentation du glycogène cellulaire Les effets hypoglycémiants de l’insuline - + 1 Stimulation / inhibition 2 Augmentation du transport du glucose 3 Consommation du glucose Glucose + O2 - Energie + CO2 Respiration L’insuline sur son récepteur membranaire insuline insuline membrane Cytoplasme de la cellule cible La fixation de l’hormone sur son récepteur est temporaire : des enzymes détruisent ou séparent l’hormone de son récepteur : l‘activité cellulaire déclenchée par une hormone est donc brève. BILAN : En hyperglycémie, les cellules des îlots de Langhérans sécrètent de l’insuline qui provoque la glycogenèse des cellules cibles, abaissant la glycémie. En hypoglycémie, les cellules α sécrètent du glucagon qui provoque la glycogénolyse des cellules cibles, élevant la glycémie. III. CARACTERISTIQUES DU SYSTEME DE REGULATION plan Comment s’organise le système de régulation de la glycémie ? Comment fonctionne-t-il ? A. UN SYSTEME REGLE : c’est la glycémie (taux de glucose plasmatique). B. UN SYSTEME REGLANT Comme tous les systèmes de régulation, il possède : Des capteurs détectant la variation de la glycémie : les cellules et des îlots de Langhérans Un centre régulateur comparant la valeur détectée à la valeur de référence et émettant des messages pour corriger l’écart à la référence : les cellules / du pancréas. Des effecteurs corrigeant la variation : les hépatocytes, les myocytes et les adipocytes. Une voie de communication : le sang (le liquide sanguin est le plasma) Des messages : les taux d’insuline et de glucagon ; les messagers sont les molécules (insuline / glucagon). C. MECANISME DE REGULATION 1. Ce système fonctionne en boucle (= oscillation continue) de rétroaction (= action en retour sur le régulateur) HYPERG C/ß stimulées → taux sanguin insuline ↑ et taux sanguin glucagon ↓ glycogénèse des hépatocytes ↑ : glucose utilisé Glycémie ↓ ( : la correction modifie l’activité du régulateur) HYPOG → C/α stimulées → taux sanguin glucagon ↑ et taux sanguin insuline ↓ → glycogénolyse des hépatocytes ↑ glucose libéré glycémie ↑ → HYPERG. 2. Ce système fonctionne par autorégulation (= régulation autonome) Ces organes se suffisent à eux-mêmes, sans intervention du système nerveux : Pancréas et foie forment un ensemble autonome. D. NOTIONS DE MESSAGE HORMONAL ET DE GLANDE ENDOCRINE plan Le message hormonal est le taux sanguin d’hormone, message chimique codé en amplitude. Le complexe hormone-récepteur est temporaire : l’hormone agit brièvement sur son récepteur : plus la quantité de molécules hormonales est élevée, plus la réaction de la cellule cible est forte. Une glande endocrine est un organe sécrétant une substance dans le sang ; ces substances sécrétées s’appellent hormones si elles portent un message adressé aux cellules-cibles. Une glande exocrine sécrète une substance à l’extérieur du sang et du milieu extracellulaire. Perturbation : absorption intestinale de glucose Variable à régler Glycémie Retour à la valeur consigne Effecteurs CAPTEUR INTEGRATEUR: cellules des îlots de langerhans du pancréas FOIE : stockage en glycogène glycogénogenèse glycogénolyse + AG Message = taux sanguin de Glucagon / insuline MUSCLE : utilisation de glucose : Stockage en glycogène glycogénogenèse glycogénolyse TISSU ADIPEUX : lipogenèse lipolyse Système réglant - Cellules + Cellules IV. PHENOTYPES DIABETIQUES plan Quels dysfonctionnements existent dans la régulation de la glycémie ? Qu’est-ce que le diabète ? A. LES TYPES DIABETIQUES Définition du diabète : c’est une hyperglycémie veineuse à jeun, supérieure à 1.3 g.l-1. (Elle aboutit à une perte de glucose par les reins et à une hypoglycémie sévère à court terme ; à long terme à elle use les capillaires sanguins). Type 1 : insulinodépendant (DID) : insulinémie basse : l’injection d’insuline rétablit le taux à 1 g.l-1. Type 2 : non insulinodépendant (DNID) : insulinémie élevée : l’injection d’insuline ne rétablit pas le taux à 1 g/l. (Le terme non insulinodépendant disparaît actuellement au profit de type 2, le traitement par insuline est aussi utilisé.) B. ORIGINE Type 1 : Les cellules ont été détruites par des anticorps dirigés contre elles (réaction auto-immune). Non lié à l’obésité, il apparaît souvent avant 20 ans ; il dépend de l’environnement (infection virale, agressions physiques ou psychiques, médicaments …) et partiellement de l’hérédité (marqueurs HLADR3 ou HLADR4 dans 90% des cas / prédisposition) Type2 : Les cellules cibles deviennent résistantes à insuline : le glucose n’entre pas, car son transporteur membranaire (GLUT4), reste dans le cytoplasme, malgré la forte insulinémie. Ensuite le pancréas s’épuise et l’insulinémie baisse. Lié à l’obésité, à l’alimentation hypercalorique, il apparaît souvent après 40 ans, mais dépend fortement de l’hérédité (nombreux gènes sont impliqués) ; actuellement, ce diabète apparaît de plus en plus tôt, parfois chez des jeunes. C. TRAITEMENT Type 1 : injection d’insuline (rapide à chaque repas et lente le soir) pour compenser l’absence d’insuline. Type 2 : alimentation équilibrée en glucides et de l’activité physique ; puis injections d’insuline. CONCLUSION plan La glycémie se stabilise autour de 1 g.l-1, grâce aux cellules endocriniennes / du pancréas endocrine, qui détectent les écarts de glycémie et envoient des messages hormonaux codés en amplitude pour corriger cet écart. Ces messages, taux sanguin d’insuline ou de glucagon, sont reçus par les récepteurs membranaires spécifiques des cellules cibles qui stockent le glucose par glycogénogenèse ou le libèrent par glycogénolyse. Ce système réglant, composé de capteurs/intégrateurs pancréatiques reliés par voie sanguine aux effecteurs hépatiques, est autorégulé et fonctionne par boucle de rétroaction, pour ramener la glycémie à sa valeur de référence. Le diabète, hyperglycémie à jeun, résulte de la destruction des cellules par réaction autoimmune ou de l’absence de pénétration du glucose dans les cellules cibles. L’origine de ces diabètes est multiple : allèles de prédisposition et influence de l’environnement.
