Thème IIIA, Chapitre 2, activité 5 Un système de régulation est

Thème IIIA, Chapitre 2, activité 5
Un système de régulation est constitué :
- d’un paramètre réglé
- d’une fonction réglée
- d’un système réglant
L’organisation du système réglant obéit donc aux principes suivants :
-
La valeur du paramètre à régler est détectée par un mécanisme capable de comparer la
valeur mesurée à la valeur de consigne (valeur normale)
Lorsque la valeur mesurée s ‘écarte de la valeur de consigne, le fonctionnement du
système réglant est modifié
Le résultat est une correction de l’écart, le paramètre réglé retrouvant sa valeur de consigne
Le contrôle est donc assuré par un ensemble d’ajustements successifs : c’est une régulation
dynamique qui est caractéristique d’un servomécanisme : c’est-à-dire un mécanisme
réalisant en autonomie un certain programme d’action à la suite d’une comparaison entre les
consignes qu’il possède et le travail qu’il exécute.
Schéma de régulation
Le foie, les muscles et le tissu adipeux sont les organes effecteurs de la glycémie.
Quant au pancréas, il agit sur la glycémie par le biais de deux hormones, l’insuline et le glucagon.
En utilisant les différents documents des pages 138 et 139 :
- montrez que le pancréas est le capteur des variations de la glycémie
- exposez la cascade d’évènements provoquée par une baisse (et une hausse) de la glycémie
- construisez à partir de ces données et de celles des activités précédentes un schéma de la
boucle de régulation de la glycémie.
Thème IIIA, Chapitre 2, activité 5
Le foie, les muscles et le tissu adipeux sont les organes effecteurs de la glycémie.
Quant au pancréas, il agit sur la glycémie par le biais de deux hormones, l’insuline et le glucagon.
En utilisant les différents documents des pages 138 et 139 :
- montrez que le pancréas est le capteur des variations de la glycémie
- exposez la cascade d’évènements provoquée par une baisse (et une hausse) de la glycémie
- construisez à partir de ces données et de celles des activités précédentes un schéma de la
boucle de régulation de la glycémie.
Document 1
Document 2
Contrôle de la sécrétion des hormones
Cellules cibles des hormones pancréatiques
pancréatiques
Sur un pancréas isolé de rat perfusé, on teste
l’effet de différentes concentrations de glucose
sur la sécrétion d’insuline et de glucagon.
Libération d’insuline et de glucagon par un
pancréas de rat en fonction de la concentration
en glucose de la perfusion.
Document 1 : Contrôle de la sécrétion des hormones pancréatiques.
Lorsqu’on augmente le taux de glucose, la sécrétion de glucagon diminue.
Le glucagon a une action hypoglycémiante.
Lorsqu’on augmente le taux de glucose, la sécrétion d’insuline augmente.
L’insuline a une action hyperglycémiante.
Document 2 : Cellules cibles des hormones pancréatiques.
A.
L’insuline est une hormone qui se fixe sur des récepteurs à la surface de la membrane d’une
cellule-cible.
B.
L’insuline agit sur certaines cellules-cibles : les cellules hépatiques, les cellules musculaires et les
cellules adipeuses.
Le glucagon agit sur les cellules hépatiques uniquement.
Document 3 : Effets des hormones pancréatiques sur les muscles
Afin de déterminer l’action des hormones pancréatiques sur les muscles, on réalise deux expériences.
Expérience 1
Expérience 2
on perfuse un tissu musculaire avec une solution sur des cellules musculaires isolées, on mesure
contenant du glucose en présence ou non l’activité de la glycogène synthase, une enzyme
d’insuline. On mesure la teneur en glycogène du intervenant dans la synthèse du glycogène, en
tissu et la quantité de glucose prélevé.
présence
de
différentes
concentrations
d’insuline.
Activité de la glycogène synthase musculaire en
fonction de la concentration d’insuline dans le
milieu
Action de l’insuline sur le tissu musculaire
Document 3 : Effets des hormones pancréatiques sur les muscles.
Expérience 1 :
Condition expérim.
Taux de glycogène
dans le muscle
Glucose prélevé par
les muscles en 10 mn
Interprétation
Il y a davantage de
Milieu sans insuline
2,45 mg.g-1
1,43 mg.g-1
glucose prélevé par le
muscle pour une
même durée puis
transformé en
Milieu avec insuline
2,85 mg.g-1
1.88 mg.g-1
glycogène
L’insuline favorise le stockage de glucose dans le muscle sous forme de glycogène,
c’est une hormone hypoglycémiante.
Expérience 2 :
Dans les cellules musculaires, l’activité de la glycogène-synthase augmente lorsque le taux
d’insuline augmente. L’insuline stimule l’activité de la glucose-synthase.
Document 4 : Effets des hormones pancréatiques sur le foie
Afin de déterminer l’action des hormones pancréatiques sur le foie, on réalise deux expériences.
Expérience 1
Expérience 2
Des hépatocytes de rats sont cultivés en présence On mesure la quantité de glucose libérée par un
de glucose radioactif et on mesure son foie de souris perfusé avec différentes
incorporation dans le glycogène hépatique en concentrations de glucagon.
présence de différentes doses d’insuline ou de
glucagon, dans le milieu d’incubation.
a. Incorporation du glucose radioactif
dans le glycogène en fonction de la
concentration d’hormones.
b. Effets du glucagon sur la libération de
glucose par des hépatocytes.
Document 4 : Effets des hormones pancréatiques sur le foie.
Expérience 1
Lorsqu’on augmente la concentration d’insuline le taux de glucose incorporé dans le glycogène
augmente : l’insuline permet la synthèse de glycogène à partir de glucose.
L’insuline a donc bien un rôle hypoglycémiant.
Lorsqu’on augmente la concentration de glucagon le taux de glucose incorporé dans le glycogène
diminue : le glucagon permet l’hydrolyse de glycogène pour donner du glucose.
Le glucagon a donc bien un rôle hyperglycémiant.
Expérience 2
Lorsqu’on augmente le taux de glucagon, le taux de glucose libéré s’élève, ce qui confirme Le rôle
hyperglycémiant du glucagon.
Synthèse
L'insuline se fixe sur des récepteurs présents à la surface des cellules des organes effecteurs de
la glycémie : foie, muscles, tissus adipeux.
Cette fixation entraîne une augmentation du stockage du glucose sous forme de glycogène et
de triglycérides.
Le glucagon ne se fixe que sur les récepteurs des cellules hépatiques ce qui entraîne une
libération plus importante de glucose dans le sang à partir de glycogène.
La fixation de l'insuline sur ses cellules cibles favorise le stockage du glucose sous forme de
glycogène, en activant les enzymes nécessaires à sa synthèse (glycogène synthase) et en diminuant
l'activité des enzymes impliquées dans la libération du glucose.
Le glucagon conduit aux effets strictement inverses.
Schéma de régulation
Système réglé : homéostasie
Fonction réglée : glycémie
Paramètre réglé :
Le taux de glucose sanguin
(glycémie)
Valeur de référence
1 g.L-1
Le taux de glucose
Par action du glucagon (hyperglycémiant)
+ de Glucose sanguin
Par action de l’insuline (hypoglycémiante)
- de Glucose sanguin
Effecteurs
s
Foie
Messagers :
hormones
Glucagon
Muscles
Tissu adipeux
ou
Capteurs - Intégrateurs
Pancréas
(Ilots de Langerhans)
-
Cellule α
-
Cellule β
Insuline