1 3.2 Sciences de la vie Glycémie et diabète
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3.2 Sciences de la vie Glycémie et diabète REGULATION DE LA GLYCEMIE L’étude des diabètes a mis en évidence l’importance le lien entre des perturbations de la glycémie et l’apparition des symptômes de la maladie. La glycémie est donc un paramètre du milieu intérieur qui doit être régulé. Son maintien par l’organisme dans une gamme de valeur étroite est un indicateur et une condition de bonne santé. Problème Comment l’organisme régule-t-il la glycémie ? Objectif Construire un schéma fonctionnel de la boucle de régulation impliquée dans la régulation glycémique. I. LA GLYCEMIE : UN PARAMETRE REGULE Activité 1 Un paramètre régulé Nathan Le glucose est un nutriment essentiel pour nos cellules qui le prélèvent dans le sang. Malgré des apports alimentaires discontinus, sa concentration dans le sang varie peu car contrôlée par un système de régulation. I.1. Un apport discontinu et des besoins variables en glucose Le fonctionnement des cellules s’accompagne d’un prélèvement de glucose apporté par le sang. Ainsi le cerveau consomme, de jour comme de nuit, 6mg de glucose par minute pour 100g de tissu. Cette consommation peut être divisée par 2 en état végétatif et devient nulle en cas de mort cérébrale. La consommation de glucose par les muscles augmente avec la puissance de l’effrot fourni. Certaines cellules comme les neurones ou les hématies sont dites gluco-dépendantes car elles ne sont pas capables d’utiliser d’autres sources d’énergie que le glucose. I.2. Glycémie et santé > Les mesures de la glycémie montrent qu’elle oscille autour d’une valeur de consigne de 1 g.L-1 (entre 0.8 et 1.2) Valeur de consigne : valeur d’un paramètre qui doit être maintenue constant. Les prises alimentaires conduisent à une augmentation transitoire de la glycémie alors qu’une activité physique ne provoque qu’une légère diminution. La glycémie est donc un paramètre régulé. > De trop grandes variations de la glycémie par rapport à la valeur de consigne (hyper ou hypoglycémie) conduisent à des pathologies graves. > Cette constance de la glycémie suppose l’existence d’un système de régulation permettant : la diminution de la glycémie et son retour à la normale après un apport extérieur de polymères de glucose (après la prise d’amidon contenu dans les féculents ou glycogène contenu dans le foie d’animaux) le maintien de la glycémie en l’absence d’apport (entre les repas ou en cas de jeûne) ou lors d’une consommation importante par les cellules au cours d’un effort physique. DOSSIER 3.2 > REGULATION DE LA GLYCEMIE 1 Cette régulation nécessite une bonne gestion des réserves en glucose de l’organisme. Problème 1 Quels sont les organes qui corrigent les perturbations de la glycémie (diminution: hypoglycémie en cas de jeûne ou augmentation : hyperglycémie en cas d’apport exogène) en stockant ou en libérant du glucose. ? II. LES ORGANES EFFECTEURS DE LA GLYCEMIE II.1. Le stockage du glucose alimentaire > Après son absorption au niveau des intestins, le glucose se retrouve dans le sang et la lymphe (5%) mais principalement dans 3 organes de stockage : Foie (55%) : stockage sous forme de glycogène Muscle (18%) : stockage sous forme de glycogène Tissu adipeux (11%) : stockage sous forme de triglycérides > Le foie reçoit, via la veine porte, le sang en provenance des intestins. Cette position anatomique lui permet d’absorbé rapidement l’excès de glucose suite à un repas. > Glycogénogénèse : production de réserve glycogénique à partir de glucose II.2. L’utilisation des réserve de glycogène en cas d’hypoglycémie > Le glycogène est rapidement mobilisable par les cellules, ce qui permet de répondre efficacement aux besoins énergétiques des cellules. > Glycogénolyse : production de glucose à partir de glycogène > Les muscles réalisent la glycogénolyse pour leurs propres besoins. Le glucose obtenu par dégradation du glycogène ne peut être libéré dans le sang. > Le foie est le seul organe à pouvoir libérer le glucose dans le sang. C’est donc un organe essentiel de la régulation glycémique. Cette action est liée à la possession d’une hormone importante : la Glucose-6-phosphatase. Problème n° 2 : Qu’est ce qui déclenche le stockage du glucose par le foie, les muscles et le tissu adipeux ou sa libération par le foie seulement ? ou comment les enzymes catalysant la synthèse de glycogène ou la libération de glucose dans le sang sont-elles activées ou désactivées en fonction des perturbations? III. LE ROLE DU PANCREAS II.1. Anatomie, histologie et rôles du pancréas > Le pancréas est un organe de 20 cm de long raccordé à l’appareil digestif par le canal pancréatique. Il est irrigué par l’artère pancréatique. Le sang quittant le pancréas rejoint le foie par la veine porte. > Le pancréas a une double fonction : exocrine : les cellules 1 regroupées autour de canaux secrètent dans le tube digestif (milieu extérieur) des enzymes indispensables à la digestion. DOSSIER 3.2 > REGULATION DE LA GLYCEMIE 2 endocrine : les cellules 3 regroupées en îlots secrètent des hormones dans le sang (milieu intérieur) > Une hormone est : une molécule organique (protéine ou lipide) fabriquée par des cellules qualifiées d’endocrine; leur fabrication étant déclenchée par une modification physique ou chimique du milieu intérieur appelé stimulus déversée dans le sang circulant dans le sang modifiant l’activité de cellules cibles possédant des récepteurs membranaires complémentaires. > L’ablation du pancréas provoque une augmentation de la glycémie de 1 à 3 g.L -1. Le pancréas intervient donc dans la régulation de la glycémie. Les expériences de greffe avec rétablissement de circulation sanguine ou d’injection d’extraits bruts contenant les substances synthétisées par les îlots de Langerhans permettent de restaurer une glycémie normale. Le pancréas a une fonction endocrine. II.2. Glycémie et sécrétion des hormones pancréatiques > Le pancréas produit deux hormones aux effets antagonistes : insuline : hormone hypoglycémiante synthétisée par les cellules . glucagon : hormone hyperglycémiante synthétisées par les cellules . > Quand la glycémie du sang irriguant les îlots de Langerhans diminue, il y a une augmentation de la sécrétion de glucagon par les cellules . Quand la glycémie augmente, ce sont les cellules qui secrètent plus d’insuline. II.3. Actions de l’insuline et du glucagon > L’insuline se fixe sur des récepteurs à la surface des cellules des organes effecteurs de la glycémie : foie, muscles, tissus adipeux. Cette fixation entraine une augmentation du stockage du glucose sous forme de glycogène et de triglycérides. > Le glucagon ne possède des récepteurs que sur les cellules du foie ce qui entraine une libération de glucose dans le sang. > la fixation de l’insuline sur ces cellules cibles favorise le stockage du glucose sous forme de glycogène, en activant les enzymes nécessaires à sa synthèse et en diminuant l’activité des enzymes impliquées dans la libération du glucose. Le glucagon conduit aux effets exactement inverses. DOSSIER 3.2 > REGULATION DE LA GLYCEMIE 3
