TP 14 : La régulation de la glycémie par les hormones
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Thème : La régulation de la glycémie et les phénotypes diabétiques Chap.8 : La glycémie et sa régulation T TPP 1144 :: LLaa rréégguullaattiioonn ddee llaa ggllyyccéém miiee ppaarr lleess hhoorrm moonneess Chez une personne en bonne santé, la glycémie est remarquablement stable (autour de 1g de glucose par litre de sang) : cette constance traduit un équilibre entre la consommation cellulaire de glucose et les différentes formes de stockage. Ceci nous permet de supposer qu’il existe un système de régulation capable de corriger rapidement et à chaque instant, toute tendance à l’augmentation ou à la diminution de la glycémie. Problème : o Quel organe intervient dans cette régulation de la glycémie ? o Quels mécanismes sont mis en place pour la régulation de cette valeur physiologique ? Activité 1 : Mise en évidence du rôle du pancréas dans la régulation de la glycémie Etudier les Doc p.152-153. Q1- A l’aide du Doc 1A, préciser le rôle du pancréas sur la glycémie. On réalise une ablation du pancréas chez un animal. En plus de l’apparition de troubles digestifs, on remarque que la glycémie de cet animal augmente passant de 0,87 g/L avant ablation à 4,58 g/L, 9 jours après. D’après cette expérience, on peut dire que l’absence de pancréas conduit à l’augmentation de la glycémie. Donc le pancréas a pour rôle de faire diminuer la glycémie. Q2- A l’aide des Doc 1B et 2, indiquer par quel type de mécanisme le pancréas peut intervenir dans la régulation de la glycémie. On réalise une ablation totale du pancréas chez un animal puis on réalise une greffe au cou d’un fragment de pancréas. On observe que la glycémie, devenue anormale suite à l’ablation, revient à sa valeur normale. On réalise ensuite différentes injections sur des animaux pancréatectomisés et on observe alors les résultats. - Si on injecte l’ensemble des extraits du pancréas, il n’y a aucune correction de la glycémie ; - Si on injecte des extraits avec inactivation des enzymes digestives, il y a correction ; - Si on ingère des extraits avec inactivation des enzymes digestives, il n’y a aucune correction. On peut donc dire que l’injection rétablie la glycémie si l’on inactive les enzymes digestives et pas l’ingestion des mêmes extraits. Ces différentes expériences permettent de déduire que le pancréas libère des substances (greffe) qui vont passer dans le sang (injection) afin de corriger la glycémie. On peut voir que le lieu de production de ces substances est différent de leur lieu de réponse. Cela suggère donc l’intervention d’hormones. Q3- A l’aide du Doc 2, préciser quelle partie du pancréas est responsable du contrôle de la glycémie. Il existe deux parties au sein du pancréas : - une partie sécrétant les sucs digestifs : le pancréas exocrine. - une partie sécrétant les hormones pour le contrôle de la glycémie : le pancréas endocrine. Activité 2 : Organisation du pancréas Q1- Observer au microscope optique la coupe de pancréas mis à votre disposition. Réaliser un dessin d’observation du pancréas. (Vous pouvez vous aider du Doc 2 p. 158 pour les légendes) Q2- A l’aide du Doc 2 p. 158, indiquer quelles cellules sont responsables de la sécrétion d’insuline et celles responsable de la sécrétion de glucagon. Dans un îlot de Langerhans, on peut distinguer 2 types cellulaires : - les cellules , responsables de la sécrétion de glucagon ; - les cellules , responsables de la sécrétion d’insuline. Q3- A l’aide du Doc 3 p. 153, préciser le rôle de chacune de ces 2 substances. On réalise des perfusion de glucagon et d’insuline afin d’étudier les effets de ces substances sur la glycémie. En perfusant l’animal avec de l’insuline, on peut voir que la glycémie diminue passant de 1g/L à 0,6g/L en 90 min. A l’arrêt de la perfusion d’insuline, on constate que la glycémie réaugmente jusqu’à sa valeur de départ. On peut donc en conclure que l’insuline a pour effet de faire diminuer la glycémie. En perfusant l’animal avec du glucagon, on peut voir que la glycémie augmente passant de 1g/L à environ 2g/L en 180 min. A l’arrêt de la perfusion de glucagon, on constate que la glycémie diminue jusqu’à sa valeur de départ. On peut donc en conclure que l’e glucagon a pour effet de faire augmenter la glycémie. Activité 3 : Le double contrôle du pancréas sur la glycémie Etudier les Doc p.154-155. Q1- A l’aide du Doc 1, étudier les variations des hormones en fonction des variations de la glycémie. Ces différents documents sont des graphiques montrant l’évolution de la concentration des hormones lors d’ingestion de glucose, au cours du temps. On remarque, quelque soit le document, qu’après une ingestion de glucose, la glycémie augmente. Cette augmentation de la glycémie est accompagnée d’une augmentation d’insuline et d’une diminution de glucagon. Suite à cette augmentation d’insuline, la glycémie a tendance à diminuer. D’après le document 1b, on peut aussi voir une augmentation de la concentration en glucagon, accompagnée de la diminution de celle de l’insuline, lorsque la glycémie est basse. On peut donc en conclure que ces 2 hormones ont des rôles antagonistes sur la glycémie et ceci permet alors de la maintenir autour d’une valeur constante. Pourquoi peut-on qualifier les îlots de Langerhans de « capteur de la glycémie » D’après le document 1c, on peut voir que la quantité d’insuline libérée est proportionnelle à la concentration de glucose : plus la concentration de glucose est forte, plus la sécrétion d’insuline par les îlots de Langerhans sera importante. Ainsi, l’îlot de Langerhans adapte la sécrétion d’insuline et donc d’hormone à la concentration de glucose ingérée. On peut donc qualifier les îlots de Langerhans de capteur de la glycémie. Q2- A l’aide du Doc 2, étudier le rôle de chacune des 2 hormones sur différents organes cible que vous nommerez. Lors d’une injection d’insuline, on peut voir que la glycémie diminue. On constate aussi que cette injection d’insuline agit sur la production hépatique de glucose en la faisant diminuer, et aussi sur l’utilisation du glucose qui augmente alors. Ainsi, l’insuline fait diminuer la glycémie en augmentant l’utilisation du glucose par les cellules de l’organisme. Lors d’une injection de glucagon, on peut voir que la glycémie augmente. On constate aussi que cette injection de glucagon agit sur la production hépatique de glucose en la faisant augmenter, par contre l’utilisation du glucose reste globalement stable. Ainsi, le glucagon fait augmenter la glycémie en augmentant la production hépatique du glucose afin qu’il puisse être utiliser par les cellules de l’organisme. Comment les cellules cibles en question peuvent répondre/recevoir le message délivré par les 2 hormones. Afin de pouvoir répondre aux différents messages hormonaux, les cellules présentent à leur surface membranaire des récepteurs de l’une ou l’autre de ces hormones. Les cellules des organes de stockage (foie, muscles, tissu adipeux) vont présenter des récepteurs à insuline. Les cellules du foie vont aussi avoir des récepteurs à glucagon afin de pouvoir libérer le glucose lors d’un jeun afin que les cellules de l’organisme puissent l’utiliser pour leurs besoins. Q3- Réaliser un schéma précisant le fonctionnement d’un message hormonal (cellules intervenant dans ce mécanisme, voie de transport, …) Cellules Cellules Glucagon Foie Insuline Muscles Tissu adipeux Bilan : Comment se fait la régulation de la glycémie ? Vous mettrez en relation vos conclusions sur le message hormonal et le rôle du pancréas dans la régulation de la glycémie (Vous penserez à faire apparaître les différentes hormones mises en jeu…). Thème : La régulation de la glycémie et les phénotypes diabétiques Chap8 : La glycémie et sa régularisation Grille d’évaluation : Critères Points Activité 1 : Mise en évidence du rôle du pancréas dans la régulation de la glycémie Q1- Rôle du pancréas sur la glycémie 3 Q2- Mécanisme du pancréas pour réguler la glycémie 4 Q3- Partie du pancréas responsable de la production d’hormones 1 Activité 2 : Organisation du pancréas Q1- Dessin d’observation d’une coupe de pancréas montrant les îlots de Langerhans Q2- Rôles des différentes cellules de l’îlot de Langerhans Q3- Rôle de chacune des hormones clairement expliqué Notes /8 / 10 5 2 3 Présentation : (Fautes d’orthographe, soin du CR, Phrases rédigées et précises) / 2 TOTAL : /20
