Le pancréas endocrine - Physiologie et Thérapeutique Ecole Véto
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ECOLE NATIONALE VETERINAIRE TOULOUSE Le pancréas endocrine V. Gayrard Physiologie Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse 23, chemin des Capelles 31076 Toulouse Historique • « Du sucre dans les urines » Glycosurie • Thomas Watson : glycémie – Pas d ’hyperglycémie: réabsorption insuffisante glucose – Hyperglycémie • Diabète sucré: glycosurie, hyperglycémie – 2 types de malades • Diabète gras Historique • 1889: Minkowski (effet pancréatectomie) • 1893: îlots de Langerhans (Laguesse) • 1921: Paulesco (Roumanie), Gardin (France): insuline isolée • 1956: structure chimique de l ’insuline (Sanger) Ablation pancréas Débit urinaire Volume urinaire (x5) Perte poids (45 %) Mort (10-20 j) Troubles digestifs : Temps rumination Plan de l ’exposé I. Les hormones pancréatiques II. Hormones pancréatiques et régulation du métabolisme énergétique III. Hormones pancréatiques et dérèglements du métabolisme énergétique LE PANCREAS ENDOCRINE: • Localisé partiellement derrière l’estomac • Glande mixte: cellules exocrines et cellules endocrines • 98% des cellules produisent le suc pancréatique (enzymes) libérées dans la lumière duodénale au cours de la digestion • 1-2% cellules forment 1 million d’ilots de Langerhans qui produisent les hormones pancréatiques Ilot de Langerhans Ilot de Langerhans Type cellulaire Hormone Cellules A ou 2 (20%) Glucagon Cellules B ou (80%) Insuline Cellules D 1 ou Cellules F ou pp Somatostatine Polypeptide pancréatique Importance glucose • Principal substrat énergétique – Oxydation par tous types cellulaires – Source primaire d ’énergie pour neurones, hématies, cellules médullo-surrénale – Maintien glycémie critique pour survie • Glucose – Ruminants : 10% production CO2 – Omnivores, carnivores: 20-50% production CO2 La glycémie Espèce Glycémie (g/l) Monogastriques 0.8-1.2 Ruminants 0.4-0.6 Chien 1.0-1.1 Chat 1.08 Singe 0.75-080 Canard 0.97-1.33 Origine glycémie Digestion Absorption Oxydation Glucose Plasma Glycogénolyse Gluconéogenèse (lactate,aa, glycérol) Stockage Glycogène, lipides, protéines Métabolisme glucose Glycogénogenèse glucokinase Glucose 6Glucose-6-phosphatase phosphate Glucose Glycogène synthétase Glycogène Glycogène phosphorylase Glycolyse Glycogénolyse Triose phosphate Glycolyse PEPCK Gluconéogenèse Phosphoenolpyruvate Pyruvate kinase Oxaloacétate Pyruvate carboxylase Pyruvate Acétyl CoA carboxylase Acétyl CoA Oxydation (CO2) Lactate Acides gras (triglycérides) Cholestérol Corps cétoniques Rôle insuline Glycogénogenèse glucokinase Glucose 6Glucose-6-phosphatase phosphate Glycogène synthétase Glucose Glycolyse 6-P-fructokinase Glycogène Glycogène phosphorylase Fructo- 1.6 biP aldolase Glycogénolyse Triose phosphate Glycolyse PEPCK Phosphoenolpyruvate Pyruvate kinase Oxaloacétate Gluconéogenèse Pyruvate carboxylase Pyruvate Acétyl CoA Acétyl CoA carboxylase Lactate Acides gras libres Cholestérol Corps cétoniques FOIE Processus métabolique Métabolisme glucides Métabolisme lipides Métabolisme protéines Rôle insuline Effets métaboliques + Synthèse glycogène - Gluconéogenèse - Glycogénolyse + Lipogenèse - Lipolyse - gluconéogenèse Muscle Rôle insuline Processus métabolique Effets métaboliques Métabolisme glucides + Synthèse glycogène + Transport glucose - Glycogénolyse Métabolisme protéines + capture aa + synthèse protéines (-gluconéogenèse) - protéolyse Tissu adipeux Rôle insuline Processus métabolique Effets métaboliques Métabolisme glucides + Synthèse glycogène + Transport glucose - Glycogénolyse Métabolisme lipides + Lipogenèse - Lipolyse Effets insuline GLU + + AA AA protéines GLY lipides GLU + GLY GLU FOIE GLU AG + - GLY Cellule musculaire Hypoglycémie AG + Adipocyte Effets insuline • Hypoglycémie • Hypokalémie (hyperpolarisation:influx K) • Modes actions (muscle, tissu adipeux: +GLUT-4) • Diminution sécrétion insuline: hyperglycémie Régulation sécrétion insuline • Glucose – Glycémie <3-4 mmol/l: pas insulinosécrétion – Sécrétion maximale: 18 mmol/l • AA: leucine, lysine • Acides gras libres, corps cétoniques • Ruminants – acides gras volatils: propionate et butyrate Taux sécrétion insuline Régulation sécrétion insuline STIMULATION AU GLUCOSE temps Plasma glucose (mg/dl) Régulation sécrétion insuline 300 200 100 Temps (min) 30 120 Tolérance au glucose Mécanisme action glucose Cellules B Glucose GLUT-2 Glucose ATP K Ca++ Insuline Fermeture canaux ATPsensibles Dépolarisation Ca++ Régulation sécrétion insuline: • Hormones du tractus gastro-intestinal: incrétines + – GLP: glucagon-like peptide – GIP: gastric inhibitory peptide – Sécrétine • Hormones pancréatiques – Glucagon + (en présence de substrats métaboliques) – Somatostatine – Polypeptide pancréatique • Catécholamines • Leptine - Régulation sécrétion insuline: HVM Hypothalamus HVL SN sympatique NA SN parasympatique Ach Cellule B Cellule B 2 - + + Rôle glucagon Glucose Glucose 6phosphate Glycogénogenèse Glycogène Glycogénolyse Glycolyse Triose phosphate Glycérol Gluconéogenèse Phosphoenolpyruvate Oxaloacétate Pyruvate Acétyl CoA lipides Lipolyse Lactate Acides gras libres Cholestérol Corps cétoniques Effets biologiques glucagon • Hormone du besoin urgent • Antagoniste insuline – -synthèse glycogène – +glycogénolyse, gluconéogenèse • Action au niveau foie • Effet transitoire (insulinosécrétion) • Effet natriurétique (+ contractions cardiaques) Régulation sécrétion glucagon • Hypoglycémie • AA (alanine, arginine): + glucagon si repas à base de protéines uniquement (complémentarité insuline/glucagon) • Hormones intestinales • Somatostatine • SN sympathique et parasympathique + • Glucagonémie -variable que insulinémie Somatostatine • Rôles biologiques – Inhibition sécrétions hormones pancréatiques • Régulation sécrétion – Glucose, aa + – Insuline – Agents -adrénergiques - Polypeptide pancréatique • Rôles biologiques – Inhibition sécrétions enzymes pancréatiques • Régulation sécrétion – Prise alimentaire Rôle de l ’insuline Stockage Insuline Diminution Nutriments énergétiques glucose, lactate, aa, ac gras libres Augmentation Libération Glucagon, cortisol, A, GH Régulation du métabolisme énergétique • Maintien glycémie – Effet hypoglycémiant: insuline – Effet hyperglycémiant: glucagon, GH, cortisol, A, NA • Période post-prandriale : utilisation glucides, stockage (insuline) • Période inter-prandriale: métabolisme acides gras (lipolyse) glucose pour cerveau (glycogène), utilisation glycérol ou aa si jeûne prolongé (glucagon, leptine: mobilisation réserves, synthèse glucose) Insuline et glucagon Hyperglycémie Hypoglycémie - + + Cellules Cellules Cellules Glucagon Insuline Glucagon Maintien glycémie Cellules Insuline Déficit insuline Perte de poids TRIGLYC PROTEINES GLU AC GRAS AA AA FOIE GLU urée GLU coma AG CC acidose
