Thème 3 – Chapitre 4 – Activité 1 LA RÉGULATION DE LA GLYCÉMIE Éléments de réponse 1. Thermostat Nerfs afférents Système nerveux central Nerfs efférents Cœur Système de chauffage Thermomètre Température Barorécepteur Fréquence cardiaque Régulation de la température d’une pièce à 20 °C PAM PAM Température Régulation nerveuse* de la pression artérielle moyenne à une valeur normale de 100 mm Hg * Bien que trois effecteurs interviennent dans cette boucle de régulation (cœur, vaisseaux sanguins et reins), seul le cœur est pris en compte dans ce schéma. Régulation de la température d’une pièce Régulation de la pression artérielle moyenne Paramètre à réguler Température Pression artérielle moyenne Valeur consigne du paramètre régulé 20 °C 100 mmHg Variations du paramètre Variations de la température Variations de la pression artérielle Capteur des variations Thermomètre Barorécepteurs Système régulateur comparant la valeur donnée par le capteur et la valeur consigne Thermostat Système nerveux central Système effecteur permettant de corriger la perturbation Système de refroidissement/ ou de chauffage Cœur 2. 3. Première hypothèse : le sucre (glucose) est produit par l’organisme, il est retrouvé dans le sang en dehors de tout apport alimentaire. Deuxième hypothèse : le sucre prendrait naissance dans le foie. Approche expérimentale - Expérience du foie lavé : après avoir soumis un chien à un régime uniquement carné, Claude Bernard le sacrifie et isole le foie. Il constate que le sang sortant du foie est “sucré”. Il lave abondamment le foie en faisant circuler de l’eau à l’intérieur par l’intermédiaire des vaisseaux sanguins jusqu’à ce que le liquide sortant soit incolore et non sucré. Il laisse le foie “au repos” plusieurs heures. Le lendemain il constate que le foie contient à nouveau du “sucre”. Chimie - Biochimie - Sciences du vivant 1re STL, CRDP Aquitaine, 2012 4. Le foie est le principal organe de stockage, mais les muscles et le tissu adipeux peuvent aussi stocker le glucose. Ils sont les effecteurs de la régulation de la glycémie. Cependant, le foie, par ces deux fonctions opposées (stockage et libération), occupe une place essentielle dans le maintien de la glycémie. 5. Variations hypoglycémie hyperglycémie Paramètres à réguler la glycémie Valeur consigne 1,2 g.L-1 Capteurs Système intégrateur Effecteurs pancréas îlots de Langerhans foie muscle tissus adipeux 6. 7. 1 : glucose 2 : glycogène Message insuline glucagon 3 : glycogénogénèse cellules α cellules β 4 : glycogénolyse “matière assez peu soluble dans l’eau” : Claude Bernard parle ici du glycogène qui, de par sa structure polymère, est peu soluble dans l’eau, se “fixe au tissus hépatique ” car situé à l’intérieur des hépatocytes et “donne naissance au sucre très soluble”, le glucose, molécule soluble car hydrophile. “donne naissance ” : hydrolyse du glycogène en glucose (glycogénolyse). “ l’action vitale du foie ” pourrait faire référence à l’ensemble des enzymes nécessaires à la glycogénolyse. 8. Lorsque la concentration en glucose augmente, la quantité de glucagon diminue et la quantité d’insuline augmente. Les quantités d’hormones produites dépendent donc de la concentration en glucose. 9. Deux fonctions des cellules α et β : - capteurs : détecter les variations en glucose ; - système régulateur : sécréter les hormones en fonction de ces variations. 10. Graphe 1 - Lors de la perfusion d’insuline, une hypoglycémie est observée : l’insuline a donc une action hypoglycémiante. Ce qui est en accord avec l’hyperglycémie observée lors de la destruction, par l’alloxane, des cellules α sécrétrices de l’insuline. Graphe 2 - Lors de la perfusion de glucagon, une hyperglycémie est observée. Le glucagon a donc une action hyperglycémiante. 11. Lors d’une augmentation du glucose sanguin, il y a augmentation de la sécrétion d’insuline (9.), hormone hypoglycémiante (10.1). Elle agirait au niveau des organes effecteurs (foie, muscles et tissu adipeux) pour stocker le glucose. Lors d’une diminution de la glycémie, il y aurait augmentation de la sécrétion de glucagon, hormone hyperglycémiante. Elle agirait au niveau des organes effecteurs pour libérer le glucose stocké. Chimie - Biochimie - Sciences du vivant 1re STL, CRDP Aquitaine, 2012