TP 13 : La glycémie et son maintien
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Thème : La régulation de la glycémie et les phénotypes diabétiques Chap.8 : La glycémie et sa régulation T TPP 1133 :: LLaa ggllyyccéém miiee eett ssoonn m maaiinnttiieenn Le taux sanguin de glucose ou glycémie est un paramètre biologique que les médecins font régulièrement doser chez leurs patients. Malgré de nombreuses causes de variations, la glycémie est normalement stable. En effet, le glucose est la principale source d’énergie pour les cellules de l’organisme. Celles-ci la prélèvent dans le sang selon leurs besoins, variables mais permanents. Le glucose est apporté de manière intermittente à l’organisme par l’alimentation. L’organisme doit donc faire face aux variations de l’approvisionnement et de l’utilisation du glucose. Problème : o Quelle est la valeur « normale » de la glycémie et quelles variations anormales peut-on constater ? o Quelles sont les réponses de l’organisme vis-à-vis de ces variations de glycémie ? Activité 1 : Le glucose sanguin, une valeur régulée Q1- Etudier les Doc 1a p.148. Décrire l’évolution de la glycémie sur 24h : valeur moyenne, amplitude des écarts par rapport à la moyenne, influence de repas, des exercices physiques, du repos. Ce document est un graphique qui montre l’évolution de la glycémie au cours de 24h. On remarque que la glycémie est en général constante, autour d’une valeur de 1g/L environ lors d’une journée sans effort intense et au cours du repos. Pourtant la glycémie augmente au moment des repas : en effet, on peut voir 3 pics correspondant au 3 repas de la journée. La glycémie augmente alors jusqu’à 1,5 g/L environ. Q2- Etudier les Doc 1b p.148. 1. Indiquer les conséquences sur la glycémie de l’ingestion de glucose. On fait ingérer du glucose à un patient et on suit ensuite l’évolution de sa glycémie. On peut voir qu’après ingestion de glucose, la glycémie augmente passant de 0,9g/L à 1,5g/L en 60min. Puis la glycémie diminue durant 120min et continue à descendre au-delà de 0,9g/L pour atteindre une valeur proche de 0,8g/L environ 240min après ingestion. On remarque alors que la glycémie réaugmente pour se stabiliser alors à 0,9g/L. 2. Montrer qu’il existe un système qui régule la glycémie. On remarque donc que dès que la valeur de 0,9g/L est dépassé, la glycémie varie afin de toujours se stabiliser à cette valeur. Ainsi, il doit exister un système capable de réguler la glycémie afin que celle-ci soit constante. Activité 2 : Devenir du glucose à la suite d’un repas Q1- Etudier les Doc 2 p.149. 1. Indiquer les organes qui interviennent dans le devenir du glucose alimentaire. Le glucose alimentaire passe tout d’abord par l’intestin où il est absorbé afin d’être redistribué aux différents organes : foie ; muscle ; encéphale ; tissu adipeux… 2. Que devient le glucose une fois ingéré ? Une fois ingéré, le glucose est : - soit utilisé (37%) majoritairement par l’encéphale et ensuite par les muscles ; - soit stocké (63%) principalement par le foie puis par les muscles. Q2- Le foie est un organe important dans la régulation de la glycémie, intervenant dans le stockage du glucose. 1. Réaliser le protocole Doc 1 p.150. a. Que trouve-t-on dans le foie ? En réalisant l’expérience avec la liqueur de Fehling, on voit que le filtrat vire du bleu au rouge. Ce changement de couleur révèle la présence de sucre réducteur tel que le glucose. Il y a donc du glucose dans le foie. En réalisant l’expérience avec l’eau iodée, on constate une coloration en brun acajou. Cette coloration traduit la présence de glycogène. Ainsi on peut en déduire qu’il y a dans le foie du glucose et du glycogène. 2. A l’aide des Doc p.151, (pour chaque question vous préciserez le document qui vous a aidé à répondre et vous ferez ensuite son étude détaillée) a. Indiquer comment se comportent les cellules du foie vis- à-vis du glucose alimentaire. En étudiant le Document a, on peut voir l’évolution de la glycémie au cours du temps. Celle-ci augmente au moment des repas et diminue ensuite. Le graphe suivant montre l’évolution du glycogène hépatique au cours du temps après le premier repas. On remarque que ce glycogène augmente de plus en plus après chaque repas. Ainsi, le glucose ingéré à chaque repas fait augmenter le glycogène hépatique. Les cellules du foie stockent donc le glucose alimentaire en glycogène. Ceci nous est d’ailleurs confirmé à l’aide des photographies de cellules : on remarque dans ces cellules des granules noirs qui correspondent à des grains de glycogène. b. Montrer, en comparant les formules chimiques du glucose et du glycogène, comment se fait la mise en réserve du glucose. En comparant les formules chimiques du glucose et du glycogène, on remarque que le glycogène est un polymère de glucose = (Glucose)n. Donc la mise en réserve du glucose se fait par ajout de molécule de glucose au glycogène déjà existant. Ce mécanisme s’appelle la Glycogénogenèse (Glycogéno=glycogène ; génèse=fabrication). N.B : La libération de glucose à partir de glycogène s’appelle Glycogénolyse (Glycogéno=glycogène ; lyse=destruction). Q3- Dresser sous forme d’un schéma, le bilan du devenir du glucose dans l’organisme, à la suite d’un repas. Glucose alimentaire Stockage Utilisation Glycogénogenèse Foie, muscles… Encéphale, muscles… Activité 3 : Le glucose sanguin dans l’organisme à jeun Q1- Etudier le texte de C.Bernard : 1. Retrouver l’idée initiale de C. Bernard sur l’origine du glucose sanguin et dire en quoi les résultats observés chez l’animal qui n’a consommé que de la viande peuvent provoquer l’étonnement du physiologiste. C. Bernard pensait que le glucose sanguin venait forcément de l’alimentation : « Il était tout naturel […] de penser que ce sucre trouvé dans les veines sus-hépatiques était celui que j’avais donné à l’animal dans sa soupe. » Il s’attend donc à ne pas trouver de sucre chez l’animal ayant mangé de la viande. Or il trouve du glucose dans le sang des veines sus-hépatiques de cet animal… 2. Quelle hypothèse cherche-t-il alors à tester quant au rôle du foie ? Il constate qu’ « il n’existe aucune trace de matière sucrée dans le sang de la veine porte avant son entrée dans le foie, tandis qu’on en trouve dans le même sang à la sortie du foie par les veines sus-hépatiques ». Il suppose donc que c’est la foie qui libère le sucre dans le sang. 3. Quelle méthode emploie-t-il ? Pour vérifier cela, il effectue des dosages du même tissu hépatique à des moments différents Q2- Réaliser l’expérience suivante : Expérience du foie lavé. 1. Indiquer le rôle du foie mis en évidence par cette manipulation Grâce à cette expérience, on montre le rôle du foie dans la libération du glucose dans le milieu. - Au début, le test est négatif : pas de glucose - Après quelques heures, le test est positif : présence de glucose. 2. Les résultats de l’expérience du foie lavé permettent-ils de valider ou d’invalider l’hypothèse de C. Bernard. Cette expérience valide donc l’hypothèse de Claude Bernard, concernant le rôle du foie dans la libération du glucose dans le sang. Q3- Dire quelle est l’origine du glucose sanguin quand l’organisme est à jeun et résumer cette situation dans un schéma-bilan. Ainsi d’après ces expériences, on peut donc dire que c’est le foie qui libère le glucose nécessaire au bon fonctionnement de l’organisme, quand l’individu est à jeun. Foie Glycogénolyse Encéphale et autres organes Bilan : Comment se fait le maintien de la glycémie ? Vous mettrez en relation vos conclusions sur le devenir du glucose après un repas et en période de jeun afin de réaliser un schéma bilan. En période de digestion En période de jeûne Glucose Glucose Glycémie < 1g/L Glycémie > 1g/L Libération Stockage Cellules musculaires Glycogène Cellules hépatiques + Glucokinase Tissu adipeux Cellules hépatiques + Enzyme Lipides (phosphorylase) hépatique Dégradation du Glycogène Glycogène Glycogénèse Glycogénolyse Glycémie = 1g/L Glycémie = 1g/L
