III. L`insuline - Cours de PCEM2 2009/2010 à Amiens

Physiologie endocrinienne.
Cours d’Inès Masmoudi. PCEM2 2009-2010.
PANCREAS
I. Introduction
- Il existe deux types de tissus au niveau du pancréas :
o Du tissu exocrine.
o Du tissu endocrine (ilots de Langerhans) : 1 à 2% du pancréas.
- Les ilots de Langerhans sont :
o Situés essentiellement au niveau de la queue du pancréas.
o Sont très vascularisés et sont innervés par le SN ortho et parasympathique.
o On distingue trois types de cellules qui sécrètent différentes hormones (peptides) :
o L’insuline sécrétée par les cellules β (70% des cellules des ilots situés au centre).
o Le glucagon sécrété par les cellules α (20%).
o La somatostatine sécrétée par les cellules δ (10%). Elle agit par voie paracrine.
- Entre les ilots et les acini de tissu exocrine on trouve des cellules qui sécrètent le polypeptide-
pancréatique (dont on ne connait pas bien l’action).
- L’insuline et le glucagon sont sécrété par exocytose, se retrouvent dans le sang et vont
directement dans le foie par le système porte.
- Ces deux hormones sont souvent sécrétées en même temps bien qu’elles aient des effets
opposés.
Ce qui importe est le rapport entre la quantité d’insuline et la quantité de glucagon (plus que
les valeurs absolue de l’une ou de l’autre).
II. Orientations du métabolisme énergétique
- Le métabolisme énergétique est surtout celui des glucides et des lipides.
- Le glucose est la principale source d’énergie de l’organisme.
1. Etat postprandial
- Il a lieu après la prise d’un repas, pendant la digestion et l’absorption, lorsque les nutriments
présents dans le tube digestif passent dans le sang ou la lymphe.
- Vont entrer dans le sang par la circulation portale :
o Des monosaccharides : glucose, lactose et fructose.
o Des monomères de protéines : des acides aminés.
o Des triglycérides, le cholestérol et les phospholipides. Ils sont emballés et formant dans
le sang les VLDL et dans la lymphe les chylomicrons.
- Les monomères des glucides et des protéines entrent dans le sang et vont directement au foie
par le sang portal.
- Par contre pour les lipides, les polymères sont emballés avec les apoprotéines sous forme de
chylomicron (lymphe) ou VLDL (sang).

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- Le foie n’utilise pas de glucose comme substrat énergétique. Il le met en réserve :
o Sous forme de glycogène avec la glycogène-synthase.
o De transformations plus complexes à partir du glucose et des acides gras pour mettre
en réserve des TG. Ces TG peuvent rester dans le foie ou passer dans le sang pour
rejoindre le tissu adipeux.
- En surface des adipocytes on trouve une enzyme qui sépare les TG en glycérol et acides gras.
Acides gras et glycérol reforment des TG à l’intérieur des adipocytes.
- Le tissu adipeux :
o Une certaine quantité de TG mise en réserve provient directement des TG de
l’alimentation.
o L’autre partie des TG vient du foie.
- Le glucose, non utilisé par le foie, est utilisé dans le muscle comme substrat énergétique et pour
former des réserves.
- Dans les autres tissus l’énergie est fournie par le glucose et les acides aminés qui ont étaient
préalablement transformés en acides cétoniques (dans le foie ou dans ces tissus).
- En postprandial, on utilise les nutriments absorbés pour fournir de l’énergie aux tissus (avec
glucose et autres) et il y a une mise en réserve. C’est une activité anabolisante.
2. L’état de jeûne
- On ne retrouve pas d’absorption intestinale car il n’y a pas d’apports (l’intestin est vide).
- On retrouve l’était de jeûne trois fois par jour :
o Fin de matinée.
o Après-midi.
o Nuit.
- L’encéphale n’accepte comme source d’énergie que le glucose. L’organisme se débrouille donc
pour donner du glucose et orienter son métabolisme pour que ce soit l’encéphale qui profite de
cette production de glucose.
- Les possibilités de fournitures de glucose :
o Le glycogène du foie. Le foie dispose d’une enzyme appelée la glucose-6-phosphatase
permettant la conversion du glycogène en glucose.

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o Le glycogène du muscle. Il n’y a pas l’enzyme capable de dégrader le glycogène en
glucose. On utilise une enzyme qui le dégrade en pyruvate et lactate. Ce pyruvate et
lactate sont transformés en glucose.
o Les autres tissus ont leur substrat énergétique à partir des acides gras lesquels sont
fourni par dissociation des triglycérides du tissu adipeux. Ils sont pris en charge au niveau
du foie où ils sont convertis en corps cétoniques. En même temps qu’il y a production
d’acides gras il y a production de corps cétoniques qui sont normalement éliminé. Si ils
sont en grandes quantité ils sont éliminés par le système respiratoire en donnant
l’halène d’acétone.
- Si le glycogène hépatique ou musculaire est épuisé, le tissu nerveux a du glucose à partir des
acides gras en passant par une néoglucogenèse hépatique.
- Dernier recours si le jeune se prolonge encore, est l’utilisation des protéines qui vont être
dégradés en acides aminés. Lesquels sont des substrats pour la néoglucogenèse et fournir du
glucose.
- Durant le jeûne c’est le catabolisme qui l’emporte.
- Le glucose fourni est réservé aux tissus nerveux.
- Ce sont les lipides en passant par la néoglucogenèse qui fournissent l’énergie aux autres tissus.
- En cas de jeune prolongé on peut avoir une dégradation des protéines.
- Les deux hormones principales du pancréas interviennent pour orienter le métabolisme en état
postprandial ou en état de jeune.
III. L’insuline
- Elle a été découverte en 1822 (il y a assez longtemps).
1. Structure et synthèse
- SCHEMA 1

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- L’insuline est un polypeptide avec deux chaines d’acides aminés :
o La chaine A (21 acides aminés).
o La chaine B (30 acides aminés).
- Ces deux chaines sont reliées entre elles par deux ponts disulfures. Il y a un troisième pont
disulfure sur la chaine A.
- Cette molécule est sécrétée sous forme d’une pré-pro-insuline.
- Il y a une synthèse de pré-pro-insuline.
- Puis il y a une première étape de transformation dans le réticulum endoplasmique ou il y a
clivage du peptide signal pour donner la pro-insuline.
- Dans l’appareil de golgi il y a scission du peptide-C pour donner dans des granules de sécrétions
le peptide-C et l’insuline.
- Chez les patients diabétiques, le dosage du peptide-C (sécrété dans les mêmes proportions que
l’insuline), permet d’apprécier la quantité d’insuline que le patient continu à sécréter. Ainsi on
peut doser quelle est la participation de la production d’insuline du patient par rapport à
l’insuline qu’on lui a injecté.
2. Sécrétion
- SCHEMA 3
- Le stimulant majeur de la sécrétion d’insuline est le glucose.
- Le glucose circulant vient se fixer sur un système de transport GLUT-2 afin de rentrer dans les
cellules β.
- Le glucose est alors transformé en pyruvate avec libération d’ATP.
- L’ATP ferme des canaux K+-ATP dépendant ce qui ouvre des canaux calcium. Il y a alors une
entrée de calcium qui permet la migration des granules de sécrétion et donc la sécrétion de
l’insuline.
3. Circulation & demi-vie
- L’insuline circule libre car c’est un polypeptide.
- Sa demi-vie est assez courte (environ 5minutes).
- Elle est donc rapidement dégradée au niveau du foie et des autres tissus cibles.
4. Mécanismes cellulaires d’action de l’insuline
- Les récepteurs à l’insuline sont présents à peu près sur tous les tissus de l’organisme.
- Les principaux tissus cibles sont deux du métabolisme énergétique :
o Le foie.
o Les muscles.
o Le tissu adipeux.
- Les cellules qui n’ont pas de récepteurs à l’insuline sont :
o Les globules rouges.
o Les gonades.
o Les cellules des tubules rénales.
o Le tissu nerveux sauf au niveau de l’hypothalamus. En effet l’hypothalamus est un centre
régulateur de la faim. Cette régulation se fait à partir de la glycémie.
- Le récepteur à l’insuline est un récepteur couplé aux enzymes : des protéines kinases.

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- C’est un tétramères qui comportent :
o Deux sous unités extra-membranaires : α.
o Deux sous unités transmembranaires : β.
- L’insuline se fixe sur les sous-unités α ce qui entraine la phosphorylation des résidus tyrosine des
sous-unités β.
- Puis il va y avoir phosphorylation des substrats peptidiques qui servent de seconds messagers
(exemple : IRS-1). C’est à partir de ces substrats que vont être activés d’autres messagers
intracellulaires qui sont à l’origine de ses actions.
- Après cette cascade de réaction on observe les effets de l’insuline sur les tissus cibles que l’ont
peut classer en fonction de leur temps d’apparition, en trois types d’actions :
o Des actions rapides, qui se produisent sur des bases de temps de l’ordre des secondes.
Ce sont des actions de transport des substrats à travers la membrane des cellules du
tissus cible :
o Entrée de glucose.
o Entrée d’acides aminés.
o Entrée d’ions potassium.
o Des actions intermédiaires, qui se produisent sur des bases de temps de l’ordre de la
minute. Ce sont des actions qui portent sur l’activité d’enzyme intracellulaire déjà
présente :
o Soit l’activité de ses enzymes est augmentée : enzymes anabolisantes.
o Soit l’activité de ces enzymes est diminuée : enzymes catabolisantes.
o Des actions longues, qui se produisent sur des bases de temps de l’ordre de l’heure. C’est
une action sur le noyau pour permettre la synthèse d’enzymes qui n’étaient pas
présentent dans le tissu cible.
- Il y a des modulations de l’activité des récepteurs. Ces modulations vont dans le sens des
modifications d’affinité pour l’insuline :
o Elle diminue sous l’influence des glucocorticoïdes.
o En cas d’insuffisance surrénalienne il y a une augmentation de l’affinité.
- Le nombre de récepteurs par cellule de tissu cible :
o Augmente au cours du jeune.
o Diminue en cas d’obésité.
o Il y a une « down-régulation » c'est-à-dire qu’au fur et à mesure que l’insuline se lie sur
des récepteurs, ceci sont internalisés ce qui diminue le nombre de récepteurs disponibles
pour l’action de l’insuline.
5. Effets biologiques
- L’insuline fait rentrer le glucose, elle favorise les effets anabolisants. C’est donc l’hormone de la
période postprandial d’où son surnom « hormone de l’abondance ».
- Elle favorise le stockage énergétique.
a. Métabolisme énergétique
- On favorise toutes les réactions qui utilisent le glucose.
On défavorise toutes les réactions qui produisent le glucose.