Controle hormonal du métabolisme glucidique

Contrôle hormonal du métabolisme glucidique
Introduction
Le fonctionnement harmonieux d'un organisme pluricellulaire nécessite une coordination
des voies métaboliques des différents organes entre eux, on à besoin d'un système de
communication.
Deux grands systèmes de communication:
- par le système nerveux (en adéquation avec ce qui se passe à lʼextérieur)
- par le système endocrinien (il repère lʼapport énergétique)
Les variation du niveau d'hormones plasmatiques permet à l'organisme de stocker de
l'énergie quand la nourriture est abondante ou de mobiliser lʼénergie stockée dans les
réserves en cas de besoin.
Quelque soit l'état nutritionnel, la glycémie doit être maintenue dans des limites étroites
=> (4,4 à 6 mmol/L : a jeun)
Ceci est rendu nécessaires du fait de l'utilisation exclusive (ou quasi exclusive) du glucose
par certains types cellulaire. (Excès de glucose => pathologie).
Cette homéostasie est réalisée essentiellement par lʼaction combinée de 4 hormones qui
permettent le maintient de la glycémie :
- l'insuline est la seule hypoglycémiante
- les hormones hyperglycémiantes comme le glucagon, l'adrénaline et le cortisol sont les
principales hormones hyperglycémiantes
Rôle central du foie dans la maintient de la glycémie.
Le foie est le principal centre de triage de l'organisme : il récupère les oses et les acides
aminés par le système de la veine porte.
Il prend ou libère du glucose selon les besoins énergétiques et la concentration sanguine
en hormones régulatrices : role de tampon «glucose».
3 catégories d'hormones:
- hormones peptidiques et protéiques, venant de l'hypothalamus, de l'hypophyse et du
pancréas (insuline et glucagon)
- hormones dérivées d'acides aminé (TYR) venant de la médullo-surrénale (adrénaline) ou
de la thyroïde
- les hormones stéroïdes (dérivés du cholestérols) et lipidiques, venant du cortico
surrénale (cortisol) et des gonades
I- L'insuline
Elle signal l'état nourrit, elle est sécrétée en réponse à l'hyperglycémie.
Structure: peptide a 51 résidus, avec deux chaines A et B reliées entre elles par des pont
disulfures + 1 pont intrachaine A.
Elle est synthétisée par les cellules béta des ilots de Langerhans à partir dʼun polypeptide
unique.

2
A PARTIR DES STRUCTURES BIOCHIMIQUES:
A PARTIR DES STRUCTURES BIOCHIMIQUES:
TROIS CAT
TROIS CATÉ ÉGORIES D GORIES D’ ’HORMONES HORMONES
-Hormones peptidiques et protéiques (3 à200 AA)
Hypothalamus, hypophyse, pancréas
Insuline, glucagon
-Hormones dérivées d’acides aminés (TYR)
Médullo-surrénale, thyroïde
Adrénaline
-Hormones stéroïdes dérivées du cholestérol
et lipidiques
Cortico-surrénale, gonades
Cortisol
CONTRÔLE HORMONAL
CONTRÔLE HORMONAL DU METABOLISME
INTRODUCTION
A - L'INSULINE
SIGNALE L’ETAT NOURRI: elle est sécrétée en réponse
àl’hyperglycémie
Peptide de 51 résidus formé de 2 chaînes A et B unies entre elles
par 2 ponts disulfures + 1 pont intrachaîne A.
L’insuline est synthétisée par les cellules !
!!!des îlots de
Langerhans du pancréas à partir d’un polypeptide unique.
Insuline
7Peptides
Thr
Leu
Ala
His
Ser
Gln
Asn
Ile
Leu
Tyr
Val
Cys
Cys
Glu
Arg
Gly
Phe
Tyr
Pro Lys Thr
Thr
Asn
Phe
Gly
Glu Val
Gly
Cys
Leu
His
Val
Phe
Cys Ala
Ser
Val
Cys
Cys
Gln
Glu
Val
Gly
SerLeuTyr
GlnLeu
Glu
Asn
H
2
N
H
2
N
COOH
HOOC
Tyr Leu
B
A
Taux de glucose sanguin
Taux de glucose sanguin é élev levé é
Pancréas
Insuline lib
Insuline libé ér ré ée par e par exocytose exocytose
Foie Muscle Adipocytes
Cellule !
!!!
ATP
SECRETION INSULINIQUE
Granules de stockage
2
A PARTIR DES STRUCTURES BIOCHIMIQUES:
A PARTIR DES STRUCTURES BIOCHIMIQUES:
TROIS CAT
TROIS CATÉ ÉGORIES D GORIES D’ ’HORMONES HORMONES
-Hormones peptidiques et protéiques (3 à200 AA)
Hypothalamus, hypophyse, pancréas
Insuline, glucagon
-Hormones dérivées d’acides aminés (TYR)
Médullo-surrénale, thyroïde
Adrénaline
-Hormones stéroïdes dérivées du cholestérol
et lipidiques
Cortico-surrénale, gonades
Cortisol
CONTRÔLE HORMONAL
CONTRÔLE HORMONAL DU METABOLISME
INTRODUCTION
A - L'INSULINE
SIGNALE L’ETAT NOURRI: elle est sécrétée en réponse
àl’hyperglycémie
Peptide de 51 résidus formé de 2 chaînes A et B unies entre elles
par 2 ponts disulfures + 1 pont intrachaîne A.
L’insuline est synthétisée par les cellules !
!!!des îlots de
Langerhans du pancréas à partir d’un polypeptide unique.
Insuline
7Peptides
Thr
Leu
Ala
His
Ser
Gln
Asn
Ile
Leu
Tyr
Val
Cys
Cys
Glu
Arg
Gly
Phe
Tyr
Pro Lys Thr
Thr
Asn
Phe
Gly
Glu Val
Gly
Cys
Leu
His
Val
Phe
Cys Ala
Ser
Val
Cys
Cys
Gln
Glu
Val
Gly
SerLeuTyr
GlnLeu
Glu
Asn
H
2
N
H
2
N
COOH
HOOC
Tyr Leu
B
A
Taux de glucose sanguin
Taux de glucose sanguin é élev levé é
Pancréas
Insuline lib
Insuline libé ér ré ée par e par exocytose exocytose
Foie Muscle Adipocytes
Cellule !
!!!
ATP
SECRETION INSULINIQUE
Granules de stockage
Synthèse sous forme de préproinsuline. Dans le réticulum endoplasmique elle se retrouve
sous forme de préinsuline. Dans le golgi, elle s'accumule dans des granules des cellules
béta des ilots de langerhans, là, elle subit une maturation. Si taux de glucose sanguin
élevée, on a une pénétration du glucose dans les cellules béta par lʼintermédiaire dʼun
transporteur (GLUT 2), dans la cellule il sera transformé en gl6P, il va subir la dégradation
glycolitique et on aura une augmentation de la synthèse dʼATP. L'afflux de glucose
entraine une augmentation de concentration en ATP, car glycolyse intense, se qui
déclenche la sécrétion de ces granules par exocytose. L'insuline se retrouve dans la
circulation et va agir au niveau du foie, des muscles et des tissus adipeux.

L'insuline stimule la mise en réserve des molécules énergétique.
3
L
L’ ’INSULINE STIMULE LA MISE EN RESERVE INSULINE STIMULE LA MISE EN RESERVE
DES MOLECULES ENERGETIQUES
DES MOLECULES ENERGETIQUES
Effet m
Effet mé étabolique tabolique Prot
Proté éine ou enzyme cible ine ou enzyme cible
Capture du glucose dans
le muscle et l’adipocyte
Acétyl-CoA
Synthèse du glycogène
Dégradation du glycogène
2°
1°
Translocation à la membrane du
transporteur de Glc GLUT4
!
!!!de la
glucokinase (foie)
PFK-1 et Pyruvate kinase L
Glycogène synthase
Glycogène phosphorylase
Pyruvate deshydrogénase
Glycolyse
3°
Synthèse des AG et des lipides Acétyl-CoA carboxylase
CONTRÔLE HORMONAL
CONTRÔLE HORMONAL DU METABOLISME
INTRODUCTION
A - L'INSULINE
B - LE GLUCAGON :
SIGNALE L’ETAT DE JEUNE:
Polypeptide de 29 résidus provenant d’un précurseur de
plus grande taille: préproglucagon
Il est sécrété par les cellules "
"""des îlots de Langerhans
en réponse à la baisse du taux de glucose sanguin
Taux de glucose sanguin bas
Taux de glucose sanguin bas
Pancréas
Glucagon
Glucagon
Cellules "
"""
SECRETION DE GLUCAGON
LE GLUCAGON MOBILISE LES RESERVES DE GLYCOGENE
LE GLUCAGON MOBILISE LES RESERVES DE GLYCOGENE
ET STIMULE LA NEOGLUCOGENESE DANS LE FOIE
ET STIMULE LA NEOGLUCOGENESE DANS LE FOIE
Effet m
Effet mé étabolique tabolique Enzyme cible
Enzyme cible
Dégradation du glycogène
Synthèse du glycogène
2°
1° Glycogène phosphorylase
Glycogène synthase
F-1,6-bisphosphatase
PFK1 ( F-2,6-BP)
Néoglucogenèse
Glycolyse
Forte libération de glucose par le foie
Pyruvate kinase L
II- Le glucagon
Il signal de l'état de jeun. Quand le taux de glucose sanguin diminue, le rapport insuline
glucagon sʼinverse, avec une augmentation de la synthèse de glucagon et diminution
dʼinsuline.
Polypeptide de 29 résidus qui provient d'un précurseur de plus grande taille : le
préproglucagon.
Il est sécrété par les cellules alpha des ilots de Langerhans en réponse à la baisse de la
glycémie.
3
L
L’ ’INSULINE STIMULE LA MISE EN RESERVE INSULINE STIMULE LA MISE EN RESERVE
DES MOLECULES ENERGETIQUES
DES MOLECULES ENERGETIQUES
Effet m
Effet mé étabolique tabolique Prot
Proté éine ou enzyme cible ine ou enzyme cible
Capture du glucose dans
le muscle et l’adipocyte
Acétyl-CoA
Synthèse du glycogène
Dégradation du glycogène
2°
1°
Translocation à la membrane du
transporteur de Glc GLUT4
!
!!!de la
glucokinase (foie)
PFK-1 et Pyruvate kinase L
Glycogène synthase
Glycogène phosphorylase
Pyruvate deshydrogénase
Glycolyse
3°
Synthèse des AG et des lipides Acétyl-CoA carboxylase
CONTRÔLE HORMONAL
CONTRÔLE HORMONAL DU METABOLISME
INTRODUCTION
A - L'INSULINE
B - LE GLUCAGON :
SIGNALE L’ETAT DE JEUNE:
Polypeptide de 29 résidus provenant d’un précurseur de
plus grande taille: préproglucagon
Il est sécrété par les cellules "
"""des îlots de Langerhans
en réponse à la baisse du taux de glucose sanguin
Taux de glucose sanguin bas
Taux de glucose sanguin bas
Pancréas
Glucagon
Glucagon
Cellules "
"""
SECRETION DE GLUCAGON
LE GLUCAGON MOBILISE LES RESERVES DE GLYCOGENE
LE GLUCAGON MOBILISE LES RESERVES DE GLYCOGENE
ET STIMULE LA NEOGLUCOGENESE DANS LE FOIE
ET STIMULE LA NEOGLUCOGENESE DANS LE FOIE
Effet m
Effet mé étabolique tabolique Enzyme cible
Enzyme cible
Dégradation du glycogène
Synthèse du glycogène
2°
1° Glycogène phosphorylase
Glycogène synthase
F-1,6-bisphosphatase
PFK1 ( F-2,6-BP)
Néoglucogenèse
Glycolyse
Forte libération de glucose par le foie
Pyruvate kinase L
Libération des granules au niveau des cellules alpha du pancréas lorsque la glycémie
devient basse. Le foie est lʼorgane cible du glucagon.

Effets métaboliques du glucagon
3
L
L’ ’INSULINE STIMULE LA MISE EN RESERVE INSULINE STIMULE LA MISE EN RESERVE
DES MOLECULES ENERGETIQUES
DES MOLECULES ENERGETIQUES
Effet m
Effet mé étabolique tabolique Prot
Proté éine ou enzyme cible ine ou enzyme cible
Capture du glucose dans
le muscle et l’adipocyte
Acétyl-CoA
Synthèse du glycogène
Dégradation du glycogène
2°
1°
Translocation à la membrane du
transporteur de Glc GLUT4
!
!!!de la
glucokinase (foie)
PFK-1 et Pyruvate kinase L
Glycogène synthase
Glycogène phosphorylase
Pyruvate deshydrogénase
Glycolyse
3°
Synthèse des AG et des lipides Acétyl-CoA carboxylase
CONTRÔLE HORMONAL
CONTRÔLE HORMONAL DU METABOLISME
INTRODUCTION
A - L'INSULINE
B - LE GLUCAGON :
SIGNALE L’ETAT DE JEUNE:
Polypeptide de 29 résidus provenant d’un précurseur de
plus grande taille: préproglucagon
Il est sécrété par les cellules "
"""des îlots de Langerhans
en réponse à la baisse du taux de glucose sanguin
Taux de glucose sanguin bas
Taux de glucose sanguin bas
Pancréas
Glucagon
Glucagon
Cellules "
"""
SECRETION DE GLUCAGON
LE GLUCAGON MOBILISE LES RESERVES DE GLYCOGENE
LE GLUCAGON MOBILISE LES RESERVES DE GLYCOGENE
ET STIMULE LA NEOGLUCOGENESE DANS LE FOIE
ET STIMULE LA NEOGLUCOGENESE DANS LE FOIE
Effet m
Effet mé étabolique tabolique Enzyme cible
Enzyme cible
Dégradation du glycogène
Synthèse du glycogène
2°
1° Glycogène phosphorylase
Glycogène synthase
F-1,6-bisphosphatase
PFK1 ( F-2,6-BP)
Néoglucogenèse
Glycolyse
Forte libération de glucose par le foie
Pyruvate kinase L
Le glucagon mobilise les réserves de glycogène et stimule la néoglucogenèse dans le
foie.
On a une stimulation de la dégradation du glycogène et une inhibition de sa synthèse.
Stimulation de la néoglucogenèse avec une inhibition de la glycolyse.
Inhibition de la glycolyse se fait pas inhibition de la PFK1.
III- L'adrénaline
Signal d'action imminente.
4
CONTRÔLE HORMONAL
CONTRÔLE HORMONAL DU METABOLISME
INTRODUCTION
A - L'INSULINE
B - LE GLUCAGON
C - L'ADRENALINE:
SIGNAL D’ACTION IMMINENTE
Adr
Adré énaline naline
Glandes
surrénales
CS MS
Système nerveux
autonome
Stimulation
directe
SECRETION D’ADRENALINE
EFFETS DE L
EFFETS DE L’ ’ADRENALINE ADRENALINE
–
–Au niveau du foie Au niveau du foie
Effets identiques au glucagon
•glycogénolyse
•néoglucogenèse
–
–Au niveau du muscle Au niveau du muscle
•glycogénolyse
•utilisation du Glc-6-P pour la glycolyse
CONTRÔLE HORMONAL
CONTRÔLE HORMONAL DU METABOLISME
INTRODUCTION
A - L'INSULINE
B - LE GLUCAGON
C - L'ADRENALINE
D - LE CORTISOL EST L’HORMONE DE LA NEOGLUCOGENESE
Sa sécrétion est sous la dépendance de l’ACTH, soumise elle-même
àun rythme circadien (pic maximum vers 6h du matin).
C'est l'hormone du stress, elle joue un rôle multiple au niveau de la physiologie, en
particulier une action hyperglycémiante
elle est sécrétée a partir d'un signal du système nerveux autonome, qui agit directement
sur la médullo-surrénales, ce qui aboutit a une sécrétion d'adrénaline.
Effets de l'adrénaline
Au niveau du foie: effets identiques au glucagon
- glycogénolyse
- néoglucogenèse
Au niveau des muscles (le glucagon nʼagit pas au niveau du muscle)
- glycogénolyse

- utilisation du Glc 6 P libéré pour la glycolyse qui peut fonctionner en aérobiose ou en
anaérobiose (avec accumulation de lactate).
IV- La cortisol
"
Hormone de la néoglucogenèse
Sa sécrétion est sous la dépendance d'une hormone hypophysaire : ACTH, soumise elle
même à une rythme circadien (pic maximum vers 6h du matin).
5
ACTH
Cortisol
Cortisol
Glandes
surrénales CS MS
Contrôle par l’axe
hypothalamo-hypophysaire
SECRETION DU CORTISOL EFFETS DU CORTISOL
EFFETS DU CORTISOL
Acides aminés précurseurs
de la néoglucogenèse
Néoglucogenèse
Catabolisme protéique
!des enzymes spécifiques:
PC, PEPCK, F-16-BPase
Glc-6-Pase
Libération à plus long terme de glucose par le foie
Taux de glucose sanguin bas
Taux de glucose sanguin bas
Pancréas
Glucagon
Glucagon
Cellules "
"""
ACTH
Cortisol
Cortisol Adr
Adré énaline naline
Glandes
surrénales
CS MS
Contrôle par le
Système Nerveux
Autonome
Contrôle par l’axe
Hypothalamo-hypophysaire
LES TROIS PRINCIPALES HORMONES HYPERGLYCEMIANTES
Effet global des 4 hormones
Effet global des 4 hormones
Glycogène
Glc
Pyruvate
INSULINE
INSULINE
Hormones antagonistes
au niveau du foie
Glycogène
Glc
Pyruvate
GLUCAGON
GLUCAGON
Glycogène
Glc-[6-P]
Pyruvate
Lactate
ADRENALINE
ADRENALINE
Glycogène
Glc
Pyruvate
CORTISOL
CORTISOL
Foie Muscle
Hormone stéroïde sécrétée par la cortico-surrénale, il s'agit du contrôle par l'axe
hypothalamo hypophysaire.
On va avoir sécrétion de cortisol le matin, au moment du réveil.
Effets du cortisol
5
ACTH
Cortisol
Cortisol
Glandes
surrénales CS MS
Contrôle par l’axe
hypothalamo-hypophysaire
SECRETION DU CORTISOL EFFETS DU CORTISOL
EFFETS DU CORTISOL
Acides aminés précurseurs
de la néoglucogenèse
Néoglucogenèse
Catabolisme protéique
!des enzymes spécifiques:
PC, PEPCK, F-16-BPase
Glc-6-Pase
Libération à plus long terme de glucose par le foie
Taux de glucose sanguin bas
Taux de glucose sanguin bas
Pancréas
Glucagon
Glucagon
Cellules "
"""
ACTH
Cortisol
Cortisol Adr
Adré énaline naline
Glandes
surrénales
CS MS
Contrôle par le
Système Nerveux
Autonome
Contrôle par l’axe
Hypothalamo-hypophysaire
LES TROIS PRINCIPALES HORMONES HYPERGLYCEMIANTES
Effet global des 4 hormones
Effet global des 4 hormones
Glycogène
Glc
Pyruvate
INSULINE
INSULINE
Hormones antagonistes
au niveau du foie
Glycogène
Glc
Pyruvate
GLUCAGON
GLUCAGON
Glycogène
Glc-[6-P]
Pyruvate
Lactate
ADRENALINE
ADRENALINE
Glycogène
Glc
Pyruvate
CORTISOL
CORTISOL
Foie Muscle
Hormone de la néoglucogenèse
On à une augmentation de la synthèse (transcriptionel) des enzymes spécifiques de la
néoglucogenèse (PC, PEPCK, Fr 1 6 Bpase, Glc 6 Pase).
Pour faire de la néoglucogenèse il faut des substrat, le cortisol entraine la stimulation de
catabolisme glucidique pour avoir une libération des acides aminés précurseurs de la
néoglucogenèse (glucoformateurs)
Libération à plus long terme (par rapport au glucagon) du glucose par le foie.