28.10.09 UE.2.2.S1 TD n°3 : Cycles de la vie et grandes fonctions I. La glycémie et l’origine du glucose sanguin 1. Le glucose sanguin : une valeur régulée Expliquez, en exploitant le document 1, les variations de la glycémie au cours d’une journée. Après le petit déjeuner, le taux de glucose augmente, puis rediminue. Après le déjeuner il y a une nouvelle augmentation du taux de glucose qui stagne et diminue vers la fin de journée. Après le repas du soir il y a un pic de la glycémie qui va lentement diminuer. On remarque que après les repas la glycémie augmente constamment et que lors des efforts tels que les efforts en après-midi la glycémie reste élevé, alors que le soir celle-ci baisse. En exploitant les docs 1 et 2, montrez en quoi les résultats observés suggèrent l’hypothèse d’une régulation de la glycémie autour d’une valeur moyenne. Chez 10 sujets à jeun on a provoqué une hyperglycémie par voie orale, et on observe chez eux une très forte augmentation de la glycémie, puis au bout de 30 minutes on observe une diminution progressive de la glycémie jusqu’à atteindre un seuil normal au bout de 3 heures. 2. Le devenir du glucose dans l’organisme a) Le rôle fondamental du foie Quel rôle du foie est montré dans cette expérience ? Chez un animal ayant subit une hépatectomie on remarque que sa glycémie diminue inexorablement, et s’en suit la mort de l’animal due à une hypoglycémie. Seules les injections de glucose peuvent lui permettre de continuer à survivre. Dans cette expérience est montré que le foie a pour rôle une libération de glucose dans le sang. 1 28.10.09 UE.2.2.S1 Expliquez comment se comporte le foie vis-à-vis du glucose alimentaire après un repas et après une période de jeûne. Comportement du foie vis-à –vis du glucose alimentaire après un repas : - On observe que dans la veine port-hépatique, la glycémie est de 2,5g/L ou plus et que dans la veine sus-hépatique (à la sortie du foie) la glycémie n’est plus que de 1 à 1,2 g/L. Comportement du foie vis-à-vis d’une période de jeûne : - On observe que dans la veine port-hépatique, la glycémie est de 0 ,8g/L et que dans la veine sus-hépatique (à la sortie du foie) la glycémie n’est plus que de 0,95 à 1,5g/L. Après un repas, le foie stock le glucose. Lors d’une période de jeun le foie libère du glucose. b) Le rôle d’autres organes Quels renseignements apportent ces informations concernant le stockage du glucose ? Précisez sous quelles formes chimiques est stocké le glucose dans les différents organes. Ces renseignements concernant le stockage du glucose nous informe que la moitié du glucose absorbé est stocké dans le foie. Le glucose est stocké également dans les muscles. Une consommation excessive de sucre entraine un développement excessif du tissu adipeux, ce qui conduit à l’obésité. Le glucose est stocké sous forme de glycogène dans les différents organes. II. Le pancréas et la régulation de la glycémie 1. Mise en évidence du rôle du pancréas Décrivez les conséquences de la greffe, puis de sa suppression sur la glycémie d’un animal pancréatectomisé. Chez un animal dont le taux de glycémie est de 4g/L on procède à la greffe d’un pancréas et l’on observe une diminution de la glycémie qui va se stabilisé vers les 1g/L, puis lors de la suppression du greffon on observe une augmentation de la glycémie. On constate que le pancréas régule la glycémie. 2 28.10.09 UE.2.2.S1 Le mode d’action du pancréas sur la régulation de la glycémie est-il nerveux ou hormonal ? Expliquez. Le mode d’action du pancréas sur la régulation de la glycémie est hormonale car la greffe du pancréas n’est que reliée à la circulation sanguine, car le message hormonale circule dans le sang et le message nerveux dans les nerfs. 2. Le rôle des hormones pancréatiques Analyser les résultats des documents 5 et 6 et déduire le rôle de chaque hormone étudiée. Doc.5 : après l’injection d’insuline, on observe une diminution du taux de glucose dans le sang, on peut donc déduire que l’insuline est hypoglycémiante. Doc. 6 : après l’injection de glucagon, on observe une augmentation du taux de glucose dans le sang, on peut donc déduire que le glucagon est hyperglycémiant. Quel est le mode d’action de l’insuline sur le bilan hépatique ? Expliquez alors l’effet de cette hormone en vous aidant du doc. 5. Sur le doc. 7 on observe que lors d’une injection d’insuline le bilan hépatique diminue. Cette hormone a donc pour effet d’augmenter l’entrée du glucose dans le foie. Quel est le mode d’action du glucagon sur le taux de glycogène hépatique ? Expliquez alors l’effet de cette hormone en vous aidant du doc. 6. Le glucagon a pour action une diminution du taux de glycogène hépatique. Cette hormone a donc pour effet de favoriser la sortie du glycogène du foie. 3. Les cellules cibles des hormones pancréatiques Après avoir analysé ces résultats, citez les cellules-cibles de l’insuline et du glucagon. Les cellules cibles de l’insuline sont : - Les cellules hépatiques Les cellules musculaires Les cellules adipeuses Les cellules cibles de glucagon sont les cellules hépatiques. 3 28.10.09 UE.2.2.S1 III. L’homéostat glycémique A l’aide de toutes les informations précédentes, et en utilisant le modèle figurant ci-dessous, construire le schéma de régulation de la glycémie dans le cas d’une hypoglycémie et dans le cas d’une hyperglycémie. Schéma de régulation de la glycémie dans le cas d’une hypoglycémie Compartiment Sang Taux de glucose Paramètre réglé Valeur consigne 1 à 1,2 g/L Système réglé Retour à la valeur initiale : 1 à 2 g/L Valeur modifiée : < 1 Système de capteurs : cellule cible : foie Système de commande + voie de transmission capteurs : pancréas + circulation sanguine Système effecteur : ilots de langerhans : cellule béta Système réglant 4 28.10.09 UE.2.2.S1 Schéma de régulation de la glycémie dans le cas d’une hyperglycémie Compartiment Sang Taux de glucose Paramètre réglé Valeur consigne 1 à 1,2 g/L Système réglé Retour à la valeur initiale : 1 à 2 g/L Système de capteurs : cellule cible : foie, muscle, graisse Valeur modifiée : >1,2 Système de commande + voie de transmission capteurs : pancréas + circulation sanguine Système effecteur : ilots de langerhans : cellule alpha Système réglant 5