Partie II : Maintien de l intégrité de l organisme

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1 Partie II : Maintien de l intégrité de l organisme Chapitre I : Mécanismes de l'homéostasie Introduction : exemple de la régulation de la glycémie Chez un sujet en bonne santé, la glycémie est d environ de 1 g par litre. Cette constance est en fait relative : elle oscille tout au long de la journée autour de sa valeur moyenne ( 0,7 à 1,1) car la prise de repas tend à augmenter la glycémie, tandis que le jeûne ou l effort physique tend à baisser la glycémie. I) La glycémie, une valeur stabilisée : A Quelques définitions - Homéostasie : stabilisation des différents paramètres physiologiques - Glycémie : taux de glucose dans le sang - Hyperglycémie : taux de glucose sanguin supérieur à 1,1. Dans un cas chronique, le risque est d entraîner à long terme des dégradations des systèmes cardiovasculaire, rénal et de la rétine (cécité). - Hypoglycémie : taux de glucose sanguin inférieur à 0,7. Dans ce cas, toutes les cellules de l organisme sont en déficit de glucose, qui est un métabolite énergétique. Les cellules nerveuses souffrent en particulier, entraînant convulsions, lésions, coma et même la mort urgence médicale. 1

2 B Rôle du foie dans le stockage et la libération du glucose Comme la valeur de 1 g par litre est vitale, cela nécessite l intervention active de mécanismes physiologiques, permettant le stockage et le déstockage du glucose. Le foie libère du glucose stocké dans ses cellules (les hépatocytes). Le glucose est en fait stocké sous la forme de glycogène, polymère du glucose. Comme le foie, d autres tissus participent également à la mise en réserve du glucose : les muscles squelettiques (stockage du glucose sous forme de glycogène) et le tissu adipeux (stockage sous forme de triglycérides). 2

3 Malgré des variations importantes (prise alimentaire discontinue, effort physique..), la glycémie oscille autour de 1 g par litre. Cet homéostat glycémique nécessite une gestion des réserves de l organisme. II) Régulation de la glycémie: Chez certains individus, on observe une glycémie anormale (trop élevée). Des examens complémentaires révèlent des dysfonctionnements au niveau du pancréas. Comment cet organe intervient-il? A Rôle du pancréas Pour établir le rôle précis du pancréas dans la régulation de la glycémie, on réalise des expériences. 1- ablation du pancréas expériences résultats interprétations pancréatectomie Hyperglycémie sévère Le pancréas agit sur la glycémie Ablation puis greffe du Hyperglycémie puis retour à pancréas Ablation puis greffe du pancréas puis retrait du greffon une glycémie normale Hyperglycémie puis retour à une glycémie normale puis hyperglycémie 2- mode d action du pancréas Le pancréas agit sur la glycémie par voie sanguine Le pancréas libère une substance dans le sang qui est capable de réguler la glycémie. Une telle substance libérée dans le sang et agissant à distance sur des cellules cibles est appelée hormone. En fait le pancréas est une glande double : - c est une glande exocrine, qui libère des enzymes pancréatiques dans le tube digestif. - c est une glande endocrine, qui libère des hormones dans le sang. B Les cellules pancréatiques produisent des hormones régulant la glycémie 3

4 Le pancréas est constitué de 2 types de cellules : les cellules acineuses et les cellules des îlots de Langerhans. 1- mise en évidence de la sécrétion d hormones pancréatiques Si on procède à la suture du canal collecteur du suc pancréatique, le sujet présente des troubles digestifs les acini participent à la digestion. Si on procède à la destruction des îlots de Langerhans, la glycémie est largement perturbée de manière durable ce sont ces cellules qui participent à la régulation de la glycémie. Les îlots de Langerhans sont constitués de 2 catégories de cellules : des cellules α (alpha) situées en position externe et constituant 25 % d un îlot. des cellules β (bêta) situées en position interne et constituant 75 % d un îlot. 2- l insuline, une hormone hypoglycémiante Les cellules β produisent une hormone, l insuline constituée de 51 acides aminés. On détermine le rôle de cette substance en mesurant la glycémie et le taux d insuline chez un sujet au cours d un jeûne de 4 jours. Prélèvement chaque jour entre 8h et 9h Glycémie (pg/ml) Insuline (mg/100 ml) 24 h avant Premier jour du jeûne 24 h 48 h 72 h 96 h Lors du jeûne, la prise alimentaire étant nulle, l individu doit puiser dans ses réserves. On note qu au fil des heures, le taux de glycémie diminue régulièrement, tandis que celui de l insuline diminue fortement. 4

5 L insuline est en fait une hormone hypoglycémiante : si la glycémie est supérieure à 1, elle provoque l entrée du glucose dans les cellules des organes de stockage, où du glycogène va être synthétisé à partir du glucose. La glycémie diminue donc après son intervention. Dans le cas du jeûne, les cellules β détectant que la glycémie est de plus en plus basse, produisent de moins en moins d insuline, pour permettre à l organisme de retrouver une glycémie la plus proche de la normale. 3- le glucagon, une hormone hyperglycémiante Les cellules α produisent une hormone, le glucagon constitué de 29 acides aminés. On détermine le rôle de cette substance en mesurant la glycémie et le taux de glucagon chez un sujet au cours d un jeûne de 4 jours. Prélèvement chaque jour entre 8h et 9h Glycémie (pg/ml) Glucagon (mu/100 ml) 24 h avant Premier jour du jeûne 24 h 48 h 72 h 96 h Lors du jeûne, la prise alimentaire étant nulle, l individu doit puiser dans ses réserves. On note qu au fil des heures, le taux de glycémie diminue régulièrement, tandis que celui du glucagon augmente fortement. Le glucagon est en fait une hormone hyperglycémiante : si la glycémie est inférieure à 0,7 elle permet le déstockage du glucose, en provoquant la dégradation du glycogène contenu dans les organes de stockage. La glycémie augmente donc après son intervention. Dans le cas du jeûne, les cellules α détectant que la glycémie est de plus en plus basse, produisent de plus en plus de glucagon, pour permettre à l organisme de retrouver une glycémie la plus proche de la normale, en libérant du glucose à partir des organes de stockage. Le glucagon et l insuline sont des hormones qui agissent sur les cellules des tissus de stockage du glucose, qu elles incitent respectivement à libérer ou prélever du glucose sanguin, en cas de glycémie non conforme. 5

6 6

7 III) Un exemple de dysfonctionnement de la régulation de la glycémie : les diabètes de types I et II Chez certaines personnes, on détecte une hyperglycémie chronique. Ce trouble caractérise le diabète, qui se décline en 2 pathologies de type bien distinct. Le diabète correspond à une hyperglycémie chronique, défini arbitrairement par une glycémie mesurée à jeun, à deux reprises, supérieure à 1,4 g par litre. Dans les pays occidentaux, 2 à 6 % de la population sont atteints par le diabète. Si les hommes et les femmes sont atteints avec la même fréquence, l hyperglycémie chronique est très rare chez le nourrisson et l enfant (1 pour 1000 avant 15 ans), mais croît avec l âge (7% après 65 ans). Le diabète peut être cependant découvert à tout age avec un maximum de fréquence vers 50 ans. A Le diabète de type I Symptômes : 1- symptômes et causes Le diabète de type I se caractérise ainsi : il survient généralement avant l age de 20 ans le sujet atteint ne présente pas de surcharge pondérale, peut maigrir rapidement et de manière visible l analyse sanguine du sujet atteint met en évidence une absence d insuline. Causes : On dit que le diabète de type I est insulinodépendant (ou maigre), qui est due à une destruction auto-immune des cellules des îlots de Langerhans. Lors que 80% d entre elles sont détruites, la sécrétion d insuline est insuffisante pour que la régulation de la glycémie s opère normalement. Une maladie auto-immune est une pathologie due au dysfonctionnement du système immunitaire, qui agit contre l organisme lui-même. Si 90% des personnes souffrant d un diabète de type I sont porteuses de certains mêmes allèles (versions d un gène) concernant le système immunitaire, il ne s agit que d une susceptibilité à la maladie. Ce sont plutôt des facteurs externes (certaines habitudes alimentaires, l exposition à certains virus, le stress physique ou psychique ou encore l utilisation de certains médicaments), qui semblent responsables du déclenchement du diabète de type I. 2- dépistage et traitements On le détecte quand les symptômes exposés précédemment surviennent et que l individu présente une hyperglycémie chronique, défini arbitrairement par une glycémie mesurée à jeun, à deux reprises, supérieure à 1,4 g par litre. Le traitement le plus courant consiste en des injections régulières d insuline, pour compenser le déficit de l organisme en cette même substance. Le patient doit mesurer régulièrement sa glycémie. On peut également implanter une pompe à insuline, qui permet de compenser de manière continue et régulière le déficit, tout en améliorant la qualité de vie du sujet. 7

8 On peut également pratiquer une greffe de pancréas, qui est une technique efficace, mais cette intervention est lourde (car elle est souvent couplée à une greffe de rein) et se heurte à un inconvénient de taille : le manque de donneur. Symptômes : B Le diabète de type II 1- symptômes et causes Le diabète de type II se caractérise ainsi : il survient généralement après 40 ans. le sujet atteint présente une surcharge pondérale. l analyse sanguine du sujet atteint met en évidence une carence relative d insuline. Causes : On dit que le diabète de type II est non insulinodépendant (ou gras), qui est due à une insensibilité des cellules cibles pour l insuline, qui ne stockent donc plus le glucose, qui reste alors dans le plasma. Le diabète de type II est une maladie multi génique (plusieurs gènes sont responsables de différents dysfonctionnements de la cellule cible).de plus une alimentation hypercalorique et unie vie sédentaire peuvent favoriser le développement d un tel diabète. 2- dépistage et traitements On le détecte quand les symptômes exposés précédemment surviennent et que l individu présente une hyperglycémie chronique, défini arbitrairement par une glycémie mesurée à jeun, à deux reprises, supérieure à 1,4 g par litre. Le traitement le plus courant consiste en la prise de médicaments hypoglycémiants et les modifications des habitudes alimentaires et de la pratique du sport. Conclusion : Le pancréas régule la glycémie en produisant de manière équilibrée deux hormones, l insuline et le glucagon qui ont des effets antagonistes (respectivement hypoglycémiante et hyperglycémiante),afin de maintenir une glycémie autour de 1 g par litre. Chez certaines personnes, on détecte une hyperglycémie chronique. Ce trouble caractérise le diabète, qui se décline en 2 pathologies de type bien distinct.le diabète de type I est du à une carence en insuline, provoquée par la destruction des îlots de Langerhans : son traitement consiste en l administration pluriquotidienne d insuline. Le diabète de type II est du à une incapacité des cellules cibles à absorber le glucose plasmatique : son traitement consiste en la prise de médicaments hypoglycémiants et une modification du mode de vie. Le déclenchement de ces 2 pathologies dépend de facteurs génétiques et externes. 8

9 Planche exercices : Exercice 1 : QCM 1) L'homéostasie : A- correspond à l'ensemble des paramètres physico-chimiques du milieu intérieur. B- correspond au maintien des paramètres physico-chimiques du milieu intérieur à leur valeur optimale. C- correspond à l'absence de variations des paramètres physico-chimiques du milieu intérieur. D- correspond à la coagulation. 2) Le foie : A- est le seul effecteur de la régulation glycémique B- agit sur la glycémie uniquement en libérant du glucose dans le sang C- possède des enzymes permettant l'hydrolyse du glycogène et d'autres permettant sa synthèse D- est insensible à l'insuline E- est sensible au glucagon 3) La glycémie : A- est le taux de glucose plasmatique. B- est maintenue à peu près constante, principalement par contrôle nerveux C- diminue temporairement à la suite d un exercice physique. D- diminue temporairement à la suite d'un repas. 9

10 4) Une glycosurie : A- est un excès de glucose dans le sang. B- est un déficit en glucose dans le sang. C- est la présence de sang dans les urines. D- est la présence de glucose dans les urines. E- est la présence d acide urique dans le sang. 5) L'insuline : A- est une hormone protéique. B- est une des hormones hypoglycémiantes. C- est une hormone hyperglycémiante. D- est sécrétée par les cellules alpha du pancréas endocrine. E- est sécrétée au moment des repas. 6) La mise en jeu de la sécrétion de l'insuline: A- est essentiellement nerveuse. B- est provoquée par une hypoglycémie. C- est provoquée par une hyperglycémie.. D- dépend de récepteurs pancréatiques. E- dépend de récepteurs intestinaux. 7) Le glucagon possède sur le métabolisme glucidique tous les effets suivants sauf un : A- il augmente la glycogénolyse. B- il augmente la lipolyse dans le tissu adipeux. C- il augmente la glycolyse. D- il est hyperglycémiant. Exercice 2 : Exercice 3 : 10

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