Spécialité - Thème 3 Glycémie et diabète. Chapitre 2 – La régulation de la glycémie. I) Le rôle du pancréas dans la régulation de la glycémie. − L'examen histologique du pancréas révèle deux types de tissus à l'origine de sa double fonction. Près de 98% des cellules sont regroupées en acini responsables de l'excrétion du suc pancréatique impliqué dans la digestion (fonction exocrine du pancréas). Les 2% de cellules restantes forment des amas compacts richement irrigués, les îlots de Langerhans. Ces îlots sont identifiés comme des acteurs de la régulation de la glycémie, car des anomalies à leur niveau sont associées à des troubles de la glycémie (diabètes). o Comme le démontrent des expériences d'ablation, de greffe du pancréas et d'injection d'extraits pancréatiques, le pancréas régule la glycémie en sécrétant des hormones. o L'insuline, découverte en 1921, est une hormone pancréatique hypoglycémiante. Mais, des injections d'extraits pancréatiques ont parfois un court effet hyperglycémiant. Ce constat est à l'origine de la découverte d'une seconde hormone pancréatique : le glucagon. o L'insuline et le glucagon sont deux hormones peptidiques (≈ protéine) dont les effets sur la glycémie sont opposés (ou antagonistes). Une injection d'insuline entraîne une hypoglycémie, alors qu'une injection de glucagon provoque une hyperglycémie. Organisation tissulaire du pancréas. (Nathan spé 2012 P. 114). − − − Un marquage de coupes pancréatiques à l'aide d'anticorps dirigés contre l'insuline ou le glucagon met en évidence deux populations de cellules endocrines : les cellules de la périphérie des îlots de Langerhans, ou cellules alpha, sécrètent le glucagon, tandis que les cellules du cœur des îlots, ou cellules béta, sécrètent l'insuline. Les cellules endocrines du pancréas sont sensibles à la glycémie, et y répondent par une sécrétion adaptée d'hormones : o en cas d'hyperglycémie, les cellules béta sont activées et sécrètent de l'insuline, ce qui fait baisser la glycémie ; o en cas d'hypoglycémie, les cellules alpha sont activées et libèrent du glucagon, ce qui fait augmenter la glycémie. L’insuline et le glucagon ont une très courte demi-vie, ce qui permet une adaptation rapide de leurs concentrations plasmatiques aux variations de la glycémie. Connaitre parfaitement les noms et fonctions des cellules et hormones pancréatiques. Réponse des cellules endocrines du pancréas aux variations de la glycémie. (Belin Spé P.178) 1 VIGIER – BOZON – SVT Wittmer 2013 - 2014 Spécialité - Cours bilan – Thème 3 Chapitres n°2 et 3. II) L’action des hormones pancréatiques sur les cellules cibles de l’organisme. − − − − − Le tissu hépatique contient un stock de glucose sous une forme de réserve peu soluble : le glycogène (qui est un polymère de glucose). Ce stock se constitue suite aux prises alimentaires et il peut être mobilisé en période de jeûne. Les hormones pancréatiques contrôlent le stockage et le déstockage du glycogène hépatique donc la glycémie. En effet, des injections d'insuline font augmenter la teneur du foie en glycogène (= stockage de glucose) ce qui fait baisser la glycémie. À l'opposé, le glucagon provoque une augmentation de la glycémie (= déstockage du glucose) chez un animal dont le foie contient des réserves de glycogène suffisantes. Les hormones pancréatiques agissent sur leurs cellules cibles (= effecteurs) en se fixant sur des récepteurs membranaires spécifiques. o Les récepteurs du glucagon ne sont présents qu'à la surface des cellules du foie (hépatocytes). o Pratiquement toutes les cellules de l'organisme sont équipées de récepteurs de l'insuline si bien que pratiquement toutes les cellules de l’organisme consomment du glucose en présence d’insuline ce qui fait baisser la glycémie. Ainsi certains organes et ou/tissus sont des effecteurs prépondérants dans la régulation de la glycémie : le tissu adipeux stocke le glucose sous forme de molécules lipidiques ; le tissu musculaire consomme de grandes quantités de glucose et peut aussi le stocker sous forme de glycogène ; le foie stocke le glucose sous forme de glycogène. La fixation des hormones pancréatiques sur leurs récepteurs déclenche l'activation ou l'inactivation de Effets de Effet du certaines enzymes. Ainsi, l'insuline favorise l'entrée l’insuline glucagon du glucose dans les cellules et son stockage sous forme de glycogène (glycogénogenèse = synthèse de glycogène). À l'inverse, le glucagon favorise au Cellules cibles niveau du foie seulement, la libération de glucose Cellules cibles des principaux organes effecteurs. de l’organe effecteur. notamment par dégradation du glycogène en glucose (= glycogénolyse). L'effet de l'insuline et du glucagon sur leurs cellules cibles explique le rôle respectivement hypoglycémiant (= baisse de la glycémie) et hyperglycémiant (= augmentation de la glycémie) de ces deux hormones. Action des hormones pancréatiques sur les cellules cibles, ou effecteurs, qui régulent la glycémie. (Nathan spé 2012 P.141 modifié). Notions fondamentales du thème 3. III) L’homéostat glycémique : un système de régulation. − − − L'homéostasie (du grecque [homios : similaire] et [stasis : état]) est la capacité d'un système à conserver son équilibre de fonctionnement malgré les perturbations qui lui sont extérieures. En biologie, c’est le maintien de paramètres physiologiques proches de valeurs consignes. L'homéostasie met en jeu des systèmes de régulation hormonaux ou nerveux. Dans le cas de l'homéostat glycémique, le paramètre réglé concerne la glycémie. Sa valeur de consigne se situe aux environs de 1g de glucose par litre de plasma sanguin. Le système réglant la glycémie se compose de capteurs (cellules α et β des îlots de Langerhans du pancréas), de messagers antagonistes (insuline et glucagon) et d'effecteurs (cellules cibles des messagers dont les hépatocytes, cellules du foie; myocytes, cellules musculaires; adipocytes, cellules du tissu adipeux). Comprendre parfaitement Toute perturbation de la glycémie (repas, activité physique) donne lieu à une le schéma fonctionnel du réponse adaptée du système de régulation, qui se traduit par un retour vers la bilan du DM. valeur de consigne. L'homéostat glycémique constitue donc une boucle de régulation. 2 VIGIER – BOZON – SVT Wittmer 2013 - 2014 Spécialité - Cours bilan – Thème 3 Chapitres n°2 et 3. Chapitre 3 – Les diabètes, des défauts de la régulation de la glycémie. I) Les diabètes et leurs conséquences sur la santé. − Les diabètes sont des maladies liées à un défaut de régulation de la glycémie. Les individus diabétiques ont une hyperglycémie chronique (= permanente), supérieure à 1,26 g.L-1 en absence de traitement. Cette hyperglycémie chronique a des conséquences néfastes à long terme : le système vasculaire se détériore progressivement, ce qui entraîne des lésions dans de nombreux organes et un risque de décès prématuré. II) Origine et déterminisme des diabètes. A) Les causes physiologiques des diabètes. − On distingue deux principaux types de diabètes : le diabète de type 1 (DT1) et le diabète de type 2 (DT2) qui représentent respectivement 5% et 92% des cas de diabètes. o Le DT1 est une maladie auto-immune : les individus atteints ne sécrètent pas ou peu d'insuline car les cellules β de leurs îlots de Langerhans ont été détruites par leur propre système immunitaire. Ce diabète est traité par des injections d'insuline et par un régime alimentaire adapté. o Le DT2 touche le plus souvent des individus sédentaires en situation de surcharge pondérale. Leur hyperglycémie est la résultante de deux anomalies interdépendantes : la réduction de la sensibilité des tissus cibles à l'insuline (insulinorésistance) et la diminution de la capacité des cellules β à sécréter cette hormone. Le DT2 est traité par une réduction de l'apport calorique, par l'activité physique et par la prise de médicaments hypoglycémiants. Pour un DT2 sévère, des injections d'insuline peuvent s'avérer nécessaires. B) Le déterminisme des diabètes. − Les diabètes sont des maladies multifactorielles : leur apparition est liée à l'interaction de facteurs génétiques et environnementaux. o Les prédispositions génétiques sont plus déterminantes pour le DT2 que pour le DT1. Chaque patient porte une combinaison d'allèles de susceptibilité (ou de prédisposition) qui lui est personnelle. o L'environnement joue un rôle déclencheur pour les deux types de diabètes. Dans le cas du DT1, certaines infections virales ou certaines pratiques alimentaires ont été corrélés à l'apparition de la maladie. Ces facteurs contribuent probablement à l'activation de la réaction auto-immune. La prévalence du DT2 (= proportion d’une population atteinte du diabète) augmente fortement à l'échelle mondiale, au point que l'on parle de pandémie non contagieuse. L'allongement de la durée de vie ne suffit pas à expliquer cette augmentation. L'obésité est un important facteur de risque (environ 80% des DT2 ont un IMC supérieur à 30), notamment associée à la sédentarité Causes physiologiques des diabètes de type 1 et 2. (Bordas spé P.217). Parfaitement connaitre les différences entre le DT1 et le DT2 Fin du Thème 3. 3 VIGIER – BOZON – SVT Wittmer 2013 - 2014 Spécialité - Cours bilan – Thème 3 Chapitres n°2 et 3.