les diabetes et les anomalies de la regulation de la glycemie
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Chap 9 thème 3 TS spe LES DIABETES ET LES ANOMALIES DE LA REGULATION DE LA GLYCEMIE http://www.ulysse.u-bordeaux.fr/atelier/ikramer/biocell_diffusion/gbb.cel.fa.107.b3/content/images/07_35_Insulin_secretion.jpg http://www.vitaserena.be/images/recepteur-insuline.JPG photo diabétique http://t2.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcSycPa5bPJd0kx8QUsnWF2XQDiG_0-8zu5QBp3ISMpeAkSCfDdAGF-okqmKHA glucotest http://www.grainedentreprise.fr/public/Diabete/.diabete_m.jpg pub contre le diabète 1 pancréas artificiel http://www.santenews.net/images/11-10-31/pancreas_artificiel.jpg http://www.rfi.fr/sites/filesrfi/imagecache/rfi_43_large/sites/images.rfi.fr/files/aef_image/RFI_Icones_Comprendre_Diabete.jpg http://www.passeportsante.net/DocumentsProteus/images/une-semaine-de-sensibilisation-autour-du-depistage-du-diabete.jpg http://tlmsb.centres-sociaux.fr/files/2012/11/semaine-sant%C3%A9-ostricourt.jpg Le diabète se caractérise par une hyperglycémie chronique qui conduit à des dysfonctionnements graves notamment du système circulatoire Carte mondiale diabète Selon l’OMS plus de 350 millions de personnes dans le monde sont atteintes de diabètes Graphique augmentation diabétique en France http://idata.over-blog.com/4/13/60/52/diabete-en-europe.jpg 2 http://lewebpedagogique.com/svt3ic/files/2012/12/surpoids4.jpg En France le nombre de diabétique est passé de 1.6 à 2.9 millions entre 2000 et 2009 Problème : Qu’est-ce qu’un diabète ? Quels sont les facteurs qui déterminent l’apparition d’un diabète ? I- UNITE ET DIVERSITE DES DIABETES : Activité 1 chap 9 TS spe : diagnostiquer un diabète Extraire et organiser des informations, les mettre en relation, communiquer Belin Edition 2012 3 Définir le terme diabète Belin Edition 2012 Mettre en relation l’évolution de la glycémie et de l’insulinémie après absorption de glucose et les traitements proposés pour le DT1 et le DT2 Document 2 p 204 Le document 3 met en évidence deux groupes chez les diabétiques en fonction de l’âge au moment du diagnostic. Plusieurs éléments peuvent être dégagés ici : l’utilisation de l’âge pour séparer entre diabétiques de types 1 et 2, l’incidence globale du diabète dans la population française et la dominance du type 2 sur le type 1. Ce document pourra être complété par des recherches documentaires mettant en évidence la progression du diabète dans le monde au cours des dernières décennies, ainsi que les conséquences en termes de santé publique que cela engendre (espérance de vie, coût…) A partir de l’étude du document 2 p 204 identifier les critères de diagnostiques des diabètes. Le diagnostic du diabète se fait par une mesure de la glycémie à jeun : des valeurs répétées supérieures à 1,26 g.L-1 permettent de classer les sujets comme diabétiques. Pb : quels sont les différents types de diabètes ? Activité 2 chap 9 TS spe : les deux types de diabètes Extraire et organiser des informations pour caractériser les 2 types de diabètes Document 3 et 4 p 205 Le document 3 met en évidence deux groupes chez les diabétiques en fonction de l’âge au moment du diagnostic. Plusieurs éléments peuvent être dégagés ici : l’utilisation de l’âge pour séparer entre diabétiques de types 1 et 2, l’incidence globale du diabète dans la population française et la dominance du type 2 sur le type 1. Ce document pourra être complété par des recherches documentaires mettant en évidence la progression du diabète dans le monde au cours des dernières décennies, ainsi que les conséquences en termes de santé publique que cela engendre (espérance de vie, coût…). Le document 4 permet de préciser les caractéristiques des deux types de diabètes. 4 Montrer qu’il existe deux principaux types de diabètes et indiquer leurs caractéristiques essentielles. Le graphique de gauche montre un pic de diabète vers 75 ans, ce qui en fait une maladie touchant surtout des personnes âgées. Le graphique de droite en revanche montre un pic de déclenchement aux alentours de 15 ans ; ce graphique ne concerne en fait qu’une catégorie particulière de diabétiques. On est donc en présence de deux maladies distinctes survenant à des moments différents. Le document 4 permet de préciser ces deux types de diabète : le diabète de type 1 touche des sujets jeunes sans caractéristique particulière. Le diabète de type 2 touche des sujets âgés, souvent en surpoids et sédentaires pb : quelles sont les conséquences des diabètes ? Activité 3 chap 9 TS spe : Les conséquences du diabète Belin Edition 2012 + documents 2 et 4 belin 5 Belin Edition 2012 6 Comparer les deux types de diabètes Photo rétinopathie + microanévrisme http://s2.e-monsite.com/2010/01/25/08/ret-diabetique.png http://www-sante.ujf-grenoble.fr/SANTE/corpus/disciplines/ophtalmo/baissevision/hp3/image1.jpg Le diabète est une maladie chronique due à un dysfonctionnement de la régulation de la glycémie. On distingue deux grands types de diabètes. Le DT1 se caractérise par une hyperglycémie associée à une faible sécrétion d’insuline. On parle de diabète insulino dépendant car la malade soit s’injecter de l’insuline Le DT2 se caractérise par une hyperglycémie associée à une insulinémie normale ou forte. On parle de diabète non insulino dépendant Non traité le diabète est à l’origine de complications plus ou moins graves : altération des vaisseaux sanguins, maladies cardio vasculaires, atteintes des yeux, des reins, des nerfs, sensibilité importante aux infections= espérance de vie réduite Pb : Quelles sont les caractéristiques précises du diabète de type I ? 7 II- LE DIABETE DE TYPE I Reconstituer des mécanismes à l’origine du déclenchement du diabète de type 1 Activité 4 chap 9 TS spe : le déterminisme du diabète de type 1 Belin Edition 2012 8 Montrer l’existence d’un contexte génétique et environnemental dans le développement du DT1 Pb : quelles sont les perturbations du pancréas dans le cas du DT1 ? Activité 5 chap 9 TS spe : perturbation du fonctionnement du pancréas Photo pancréas DT1 Livre p 206 document 1 Le document 1 permet de voir aisément le problème : l’absence de production d’insuline, puis de le relier à une disparition des cellules β. Identifier puis expliquer l’anomalie de la fonction pancréatique mise en évidence dans le document 1 Les sujets DT1 ont une insulinémie proche de zéro, malgré l’ingestion de glucose. Cette absence d’insuline s’explique par la disparition des cellules β dans les îlots de Langerhans. Pb : Comment se fait-il que le système immunitaire des individus DT1 soient atteint ? 9 Activité 6 chap 9 TS spe : le mauvais fonctionnement du système immunitaire Document 2 p 206 Le document 2 explique cette destruction par une réaction auto-immune. Les lymphocytes et anticorps auront pu être vus avant dans le programme de la partie spécifique. Cela facilitera la compréhension de ces mécanismes assez complexes. Montrer que le diabète de type 1 est une maladie auto immune Les diabétiques de type 1 présentent des indices d’une réaction immunitaire dirigée contre les îlots de Langerhans : – présence dans le sang d’anticorps spécifiques des îlots (absents chez les autres sujets) ; – invasion des îlots par des lymphocytes. Cette réaction immunitaire va détruire les cellules β des îlots et empêcher toute production d’insuline. Bilan : La faible sécrétion d’insuline chez un DT1 est due à la destruction des cellules béta des ilots de langhérans du pancréas par des lymphocytes T. Cette réaction anormale des LT d’un individu caractérise une réaction autoimmune Pb : quelle est le déclenchement du DT1 ? Activité 7 chap 9 TS spe : le déclenchement du DT1 Document 1 et 2 p 208 Le document 1 permet une approche simple du problème en montrant que le déterminisme génétique est présent, mais pas absolu. Le document 2 illustre ce déterminisme génétique avec une des pistes actuellement explorée : le système HLA. Ce dernier aura pu être abordé dans le programme spécifique, ce qui facilitera la compréhension de ce document. Le tableau permet d’établir un lien plus ou moins fort entre un génome et le diabète de type 1. 10 Montrer qu’il existe un facteur génétique favorisant le déclenchement du DT1. Montrer que ce contrôle génétique n’est pas absolu Le document 1 montre que si une personne a un frère jumeau atteint du DT1, le risque de développer la maladie est 250 fois plus élevé que s’il n’a aucun cas connu dans la famille. Il y a donc une influence nette du génome. Cependant, le risque pour ce sujet n’est au maximum que de 50 % ; la possession de ce génome n’est donc pas suffisante et il faut envisager l’action de facteurs environnementaux. Le document 2 permet de calculer le risque d’être atteint par la maladie en fonction de son génome HLA. Si, pour chaque gène HLA, on fait le rapport entre le nombre d’enfants présentant un gène donné et le nombre total d’enfants « analysés » (pour les enfants DT1 d’une part et pour les enfants sains d’autre part), on obtient : On voit donc que les allèles DR3 et DR4 sont beaucoup plus fréquents chez les enfants atteints de DT1 que chez les enfants sains. On peut donc postuler l’existence d’un lien entre la possession de ces allèles et le déclenchement d’un diabète de type 1. On voit en revanche que la possession de l’allèle DR15 semble protéger contre le DT1. Pour les allèles DR7 et DR 9, le lien est moins évident. Les documents 1 et 2 montrent donc que la possession d’un génome donné peut prédisposer à l’apparition d’un diabète de type 1 mais que le contrôle génétique n’est pas absolu : d’autres facteurs interviennent documents 3 et 4 p 209 Les documents 3 et 4 présentent deux facteurs suspectés de pouvoir jouer un rôle dans le déclenchement d’un diabète de type 1. Il importe ici de montrer qu’un lien existe, mais que le facteur incriminé ne suffit pas pour déclencher seul le diabète. Des recherches documentaires permettront de compléter ces éléments, voire de les actualiser en fonction des dernières découvertes (plusieurs études sont actuellement en cours pour préciser l’influence de l’alimentation du nourrisson et des infections virales). Utilisez les résultats pour valider les hypothèses des chercheurs ayant conduit ces études. Montrer que ces facteurs environnementaux ne jouent pas systématiquement un rôle de déclenchement d’un DT1 Le document 3 montre une certaine corrélation entre la nutrition des nourrissons et le nombre de nouveaux cas de DT1 : une alimentation précoce au lait de vache semble favoriser le DT1, mais le lien n’est pas très fort. Le document 4 permet d’estimer l’influence d’une infection par l’entérovirus sur le fait d’être atteint ou non de DT1. Attention : Dans le premier tirage du manuel, une erreur s’est glissée dans la composition du tableau : il faut inverser les valeurs 2 et 38 (correction prise en compte pour les calculs ci-après). Chez les enfants ayant développé un DT1, 11 sur 49 ont été exposés au facteur « entérovirus », soit 22,5 %. Chez les enfants n’ayant pas développé un DT1, 2 seulement sur 105 ont été exposés au facteur « entérovirus », soit environ 2 %. Les sujets ayant été infectés par un entérovirus ont donc un risque plus de 10 fois supérieur aux autres de développer un DT1. 11 Quels sont les facteurs à l’origine du déclenchement du diabète de type 1 Le déclenchement du diabète de type 1 est lié au génome : certains allèles semblent favoriser le DT1, d’autres jouent un rôle protecteur. Des facteurs déclenchant jouent aussi un rôle très important. Parmi eux, on peut citer l’alimentation du nourrisson ou des infections virales. Il existe une prédisposition génétique au DT1. En effet, les allèles de certains gènes sont fréquemment associés à la maladie : on parle de gènes de susceptibilité. Des facteurs environnementaux sont également associés comme l’inflammation, protéines virales ou alimentaires, prise de pois pendant la grossesse… Il y aurait activation des gènes déclenchant le processus d’auto immunité. Pb : quelle est l’origine du diabète de type 2 ? III- LE DIABETE DE TYPE II OU DT2 : Restituer des mécanismes à l’origine du DT2 Activité 8 chap 9 TS spe : origine du DT2 : Document 3 p 207 Les documents 3 et 4 traitent des causes du diabète de type 2. Ces mécanismes sont plus complexes à comprendre et doivent être appréhendés sur une longue durée. L’étude proposée ici facilite cette lecture en suivant des patients pendant des années. On voit plus facilement l’enchaînement des événements : baisse de la sensibilité à l’insuline compensée par une forte production, puis diminution de la fonction sécrétoire des cellules insulaires β Quelles sont les caractéristiques d’un diabétique de type 2 mises en évidence dans ce document ? Chez les diabétiques de type 2, les cellules sont moins sensibles à l’insuline. Quant à la production d’insuline, elle est plus forte que la normale chez les sujets intolérants au glucose, et plus faible chez les sujets DT2. Document 4 p 207 Retracer les évènements conduisant à l’installation d’un diabète de type 2 chez une personne. Chez les diabétiques de type 2, les cellules sont moins sensibles à l’insuline. Quant à la production d’insuline, elle est plus forte que la normale chez les sujets intolérants au glucose, et plus faible chez les sujets DT2. Chez les diabétiques de type 2, la sensibilité à l’insuline des cellules a fortement diminué. La production d’insuline a augmenté pour compenser, mais cela a fini par épuiser les cellules β, et l’insulinémie devient insuffisante pour réguler des hausses de glycémie. Pb : quel est le déterminisme du DT2 ? 12 Activité 9 chap 9 TS spe : le déterminisme du DT2 : Belin Edition 2012 13 Montrer l’existence d’un contexte génétique et environnemental dans le développement du DT2. Pb : quelles sont les causes physiologiques du DT2 ? Activité 10 chap 9 TS spe : les causes physiologiques du DT2 Belin Edition 2012 14 15 D’après le document 5 ci-dessus, décrivez l’évolution de l’insulinémie au cours de la maladie Expliquer l’hyperglycémie observée chez les patients DT2. Justifier les expressions : »chez les DT2, il y a privation au milieu de l’abondance » et « leurs cellules cibles sont immunorésistantes » Proposez une hypothèse expliquant l’évolution de l’insulinémie au cours de la maladie. Construisez un schéma bilan fonctionnel sur le déterminisme et les causes physiologiques du DT2 Belin Edition 2012 Belin Edition 2012 Pb : quelle est la part des facteurs environnementaux dans le déclenchement du DT2 ? 16 Activité 11 chap 9 TS spe : importance des facteurs environnementaux dans le déclenchement du DT2 Exploiter des documents pour identifier les facteurs environnementaux jouant dans le déclenchement du diabète Documents 3 et 4 p 211 Les documents 3 et 4 présentent l’exemple classique des indiens Pima. Il montre de façon claire que l’obésité et la sédentarité favorisent fortement la survenue d’un DT2. On pourra discuter de la présence d’un génome favorisant pour expliquer la très forte prévalence des obèses et des diabétiques dans cette population. Le document 3 aborde cette question avec la théorie du génome de l’épargne. Montrer quels facteurs environnementaux conditionnent le développement du DT2. Montrer que les facteurs génétiques jouent également un rôle. On constate que les indiens Pima vivant aux États-Unis sont beaucoup plus touchés par le diabète que ceux vivant au Mexique. On remarque que les modes de vie ne sont pas les mêmes : beaucoup plus d’activité physique pour les mexicains et moins d’obésité. Ces deux facteurs exercent sans doute une influence sur le déclenchement du DT2. On remarque que, à mode de vie sensiblement égal, les mexicains non Pima sont moins touchés par le DT2 que les mexicains Pima (3 % contre 7 %). Les Pima possèdent donc certainement un génome favorisant le DT2. C’est la conjonction de ce génome et de facteurs environnementaux favorisants qui donne une prévalence du DT2 très importante dans la population Pima des États-Unis (près de 40 %). Le déclenchement du diabète de type 2 est lié à la mutation de certains gènes qui prédisposent alors à la maladie. Mais la possession d’un tel génome n’est pas suffisante, le mode de vie exerçant une forte influence : une vie sédentaire et une tendance à l’obésité favorisent le déclenchement d’un DT2. Pb : quels sont les traitements des diabètes ? IV- LE TRAITEMENT DES DIABETES : Comprendre les politiques de santé publique à mener pour éviter l’augmentation des diabétiques. Activité 12 chap 9 TS spe : limiter l’hyperglycémie grâce aux médicaments : Document 1 p 212 Le document 1 présente un protocole de soin destiné à des patients insulino-requérants (les diabétiques de type 1 et certains de type 2). Ce protocole est intéressant dans le sens ou il cherche à reproduire au plus près la régulation naturelle de la glycémie en remplaçant le système de commande par un contrôle du patient. Expliquer le principe de fonctionnement de la pompe en montrant qu’il essaie de se rapprocher du fonctionnement naturel du pancréas. La pompe délivre un taux basal d’insuline reproduisant l’insulinémie normale. Cette insulinémie peut être augmentée ou diminuée en fonction de l’activité physique, c’est-à-dire de la consommation en glucose des muscles. Enfin, il est possible d’envoyer une forte dose d’insuline au moment des repas, pour stimuler l’entrée et le stockage du glucose dans les différentes cellules. Cette pompe reproduit donc le fonctionnement du pancréas, le système de commande étant remplacé par le patient qui doit déterminer les doses d’insuline à administrer. 17 Document 2 p 212 Le document 2 aborde les traitements oraux du diabète de type 2, de loin les plus courants. La molécule utilisée joue sur l’efficacité de l’insuline, donc sur un des points abordés dans les mécanismes du DT2. Expliquer comment la metformine peut permettre de traiter efficacement des sujets atteints du DT2. Les sujets atteints d’un DT2 souffrent d’une baisse de l’efficacité de l’insuline. On voit que la metformine permet à l’insuline d’augmenter le prélèvement de glucose par les cellules ; elle augmente donc son efficacité. Cet effet est très utile dans le traitement du diabète de type 2. Pb : Comment empêcher le développement des diabètes ? Activité 13 chap 9 TS spe : empêcher le développement de la maladie : Document 3 p 213 Le document 3 est l’occasion de montrer l’importance de respecter une bonne hygiène de vie. Il pourra être complété par des recherches sur les obligations alimentaires des diabétiques voire sur l’intervention de diététicien(ne)s. Comment est-il possible de prévenir l’apparition d’un diabète de type 2 ? L’usage de médicaments limite le nombre de nouveaux cas de DT2 dans une population fortement prédestinée génétiquement. Mais les effets sont plus importants si on joue sur le mode de vie en surveillant alimentation et exercice physique. On voit toutefois que le terrain génétique reste déterminant car le nombre de cas annuels reste élevé. Document 4 p 213 Le document 4 présente une piste de recherche dans le traitement précoce des diabètes de type 1. Il existe de multiples pistes actuellement destinées à guérir de façon définitive les malades. L’exemple choisi reprend les mécanismes de base du DT1 avec la réaction auto-immune ; il sera donc l’occasion de réinvestir les connaissances, voire de demander aux élèves de proposer d’autres pistes. Il offre la possibilité de porter un regard critique par des résultats expérimentaux puisque l’étude n’a pas été concluante. Expliquer l’objectif visé par ce traitement. Montrez en les limites. L’objectif de ce traitement est d’empêcher le développement de la réaction auto-immune en détruisant les lymphocytes spécifiques des cellules β insulaires. Les résultats montrent que les patients traités ont besoin de doses plus faibles en insuline, ce qui laisse penser que leurs cellules β ne sont pas complètement détruites et continuent à produire de l’insuline. Cependant, non seulement les injections d’insuline restent nécessaires, mais les doses injectées augmentent avec le temps. Le traitement n’est donc pas parfaitement efficace et sa durabilité n’est pas acquise. C’est pour cela que les résultats n’ont pas été jugés concluants. Les traitements du diabète s’appuient sur les principes de régulation de la glycémie : pour remplacer le pancréas, il faut bien connaître son action. Ils sont également basés sur les mécanismes déclencheurs de la maladie et tendent à les corriger : baisse de l’efficacité de l’insuline, mode de vie ou réaction auto-immune. 18 Belin Edition 2012 Nathan Edition 2012 TP facteurs de risque du DT2 - Nathan p 156 - Belin p 201 19 Schéma bilan thème 3 : Belin Edition 2012 + Bordas p 221 20 Pour aller plus loin : - DT1 - DT2 - Diagnostiquer les diabètes - Prévenir les diabètes - Traitement du DT1 par transplantation de pancréas - Evolution de la sensibilité à l’insuline chez les DT2 - Etudes épidémiologiques du DT2 - Le DT2 cétonurique Dépistage du DT1 Causes du diabète du bébé DT2 et contrôle de la glycémie Le pancréas artificiel Les diabètes MODY La pandémie de diabète Projets innovants pour l’insulinothérapie Métiers : - Technicien d’analyse en biologie médicale - Infirmier - Ingénieur en biologie médicale - Biologiste médical - Kinésithérapeute - Médecin nutritionniste - Educateur sportif Diététicien Généticien Educateur du gout Pharmacien Exercice : 21 Belin Edition 2012 22 23
