CH 5 RÉGULATION DE LA GLYCEMIE

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1 CH 5 RÉGULATION DE LA GLYCEMIE I. les hormones : généralités 1. définition d'une hormone Substance sécrétée par une glande endocrine. Elle est libérée dans le sang et se retrouve dans toute la circulation sanguine. Elle arrive ainsi à ses cellules cibles dans des organes cibles. La définition d'une glande endocrine découle de celle de l'hormone : une glande endocrine est une glande qui sécrète des hormones dans la circulation sanguine. Exemple : les îlots de Langerhans (cellules β, qui sécrètent de l'insuline et α le glucagon) sont une glande endocrine. L'insuline est une hormone. Ses organes cibles sont surtout le foie, les muscles et le tissu adipeux. Schéma : 2. Nature biochimique Une hormone peut être de nature lipidique (ex : testostérone) ou protidique (ex : insuline qui est polypeptidique). 3. Action sur les cellules cibles Lorsque l'hormone arrive au niveau de la cellule cible, on a deux cas : -si l'hormone est de nature lipidique, elle traverse la membrane, elle aussi lipidique, de la cellulecible et vient se fixer sur un récepteur intracellulaire. Cette fixation entraîne le plus souvent une synthèse protéique (la fabrication d'une protéine qui peut être une enzyme, une autre hormone). -si l'hormone est de nature protidique, elle se fixe sur un récepteur membranaire. Cette fixation entraîne des modifications intra-cytoplasmiques. Par exemple, dans le cas de l'insuline, lorsqu'elle se fixe sur son récepteur membranaire, celà libère de petits transporteurs à glucose qui étaient jusqu'alors emprisonnés dans des vésicules cytoplasmiques. ces transporteurs viennent s'intégrer dans la membrane plasmique de la cellule cible pour permettre l' entrée du glucose dans la cellule. 1

2 II. La glycémie 1. Définitions La glycémie est un exemple de régulation de l'homéostasie permettant de maintenir la concentration sanguine en glucose constante, même en cas de jeûne. Le glucose est un nutriment énergétique utilisé par toutes les cellules, les neurones et les hématies n'utilisent même que lui. Quand on mange, il y a pratiquement toujours des glucides dans notre ration alimentaire, essentiellement des sucres lents qui sont coupés en monosaccharides par les enzymes pancréatiques. Dans 99% des cas, le monosaccharide est le glucose, donc, la glycémie augmente pendant la période qui suit le repas, période qu'on appelle postprandiale. Glycémie (g/l) 1 valeurs normales : entre 0,8 et 1,2 g/l temps (heures) repas On constate que la glycémie varie, c'est pourquoi, quand on mesure la glycémie d'un patient, on doit le faire lorsqu'il est à jeûn (le matin). Cette mesure se fait sur le sang du patient. On compare ensuite le résultat aux normes : "le résultat obtenu est dans les normes donc la glycémie est normale", ou alors : Hypoglycémie = conc de glucose sanguin d'un sujet à jeûn inférieur à 0,8 g/l. Le sujet a des maux de tête, des troubles nerveux pouvant aller jusqu'au coma (si inf à 1 mmol/l). L'hyperglycémie = conc de glucose sanguin d'un sujet à jeûn supérieur à 1,2 g/l. Remarque : l'hyperglycémie peut s'accompagner de glycosurie, cad de présence anormale de glucose dans les urines. Elle caractérise les diabètes (qui touchent 1,5 millions de personnes en France). 2. Rôle du foie dans le maintien de la glycémie Le glucose ingéré passe dans le sang au niveau des entérocytes. Il rejoint le foie par le système porte hépatique. Là, le foie fabrique du glycogène à partir de ce glucose, cette étape s'appelle la glycogénogénèse. Le foie stocke ce glycogène. Puis, pendant les périodes interprandiales (entre les repas), quand la glycémie commence à baisser, l'organisme a besoin de glucose. Le foie va dégrader un peu de glycogène en glucose et le relâcher dans la cirulation sanguine. Cette étape s'appelle la glycogénolyse. La glycémie remonte. 2

3 Remarque : en cas de glycogénolyse qui aurait dégradé tout le glycogène présent dans le foie et que l'organisme ait encore besoin de glucose pour maintenir sa glycémie, le foie réalise alors la fabrication de glucose à partir de molécules autres que le glycogène : acide lactique, glycérol, acides-aminés. C'est la néoglucogénèse. BILAN : glucose glycogénogénèse glycogénolyse glycogène néoglucogénèse acide lactique, glycérol, acides aminés Dans le cours, nous allons étudier le comportement de 3 types de cellules : l'hépatocyte, le myocyte et l'adipocyte. Seuls l'hépatocyte et le myocyte sont capables de réaliser la glycogénogénèse et la glycogénolyse. C'est le pancréas qui donne l'ordre de réaliser ces étapes. 3. Rôle du pancréas C'est lui le chef! pancréas hépatocyte myocyte adipocyte Le pancréas, en dehors de son rôle exocrine (fabrication de suc pancréatique par les acini pancréatiques), le pancréas a un rôle fondamental endocrine. car certaines de ces cellules fabriquent des hormones. Ces cellules sont regroupées en structures particulières : les îlots de Langerhans. Chaque îlot possède différents types de cellules parmi lesquelles on distingue des cellules α et β. Les cellules β fabriquent une hormone : l'insuline, qui est un polypeptide de 51 AA. C'est l'hormone hypoglycémiante. Action de l'insuline : elle commande la pénétration du glucose dans les cellules hépatiques, musculaires, adipeuses. Ainsi le glucose part du sang et la glycémie diminue. Dans le foie et les muscles, il est transformé et stocké en glycogène : c'est la glycogénogenèse. Dans les cellules adipeuses, il est transformé en lipides : c'est la lipogénèse. L'insuline est libérée en période post-prandiales. 3

4 les cellules α fabriquent une autre hormone : le glucagon, qui est une hormone peptidique. C'est l'hormone hyperglicémiante. Action : le glucagon commande de libérer du glucose au foie. Pour celà, il active dans le foie et le muscle la glycogénolyse puis, lorsque tout le glycogène a été consommé, il faut trouver une autre source de glucose. Le glucagon active alors la lipolyse dans le tissu adipeux, ce qui fournit du glycérol, et la protéolyse dans les muscles, ce qui fournit des acides aminés. Ces deux molécules rejoignent le foie par voie sanguine. Là, elles sont transformées en glucose : c'est la néoglucogénèse. Le glucagon est libéré en période de jeûne. (Rappeler la définition d'inhiber = bloquer - opposé à stimuler, activer + ) Donc, les cellules α et β sont très sensibles à la glycémie. Une augmentation de la glycémie stimule les cellules β et inhibe les cellules α. A l'inverse, une baisse de glycémie stimule les cellules α et inhibe les cellules β. Dans tous les cas, il n'y a jamais libération d'insuline en même temps que de glucagon. HYPERGLYCEMIE HYPOGLYCEMIE β α insuline glucagon foie muscle tissu adipeux foie muscle tissu adipeux (glycogénogénèse) lipogénèse glycogénolyse glycogénolyse lipolyse néoglucogénèse protéolyse Remarque : en cas de jeûne, d'autres hormones interviennent aussi : l'adrénaline qui est sécrétée par les glandes surrénales en cas de choc hypoglycémique. elle stimule la glycogénolyse, la néoglucogénèse, la lipolyse. le cortisol, hormone sécrétée par les glandes surrénales et qui stimule la lipolyse et la protéolyse (formation de corps cétoniques). Lorsqu'une personne fait beaucoup de néoglucogénèse, la dégradation de ses lipides favorise aussi l'apparition de molécules appelées les corps cétoniques. 4

5 III.Un exemple de dérèglement de la glycémie : les diabètes 1. caractéristiques des diabètes sucrés Un diabète est dit «sucré» car le sang est trop sucré, le corps n'arrive pas à le débarrasser de son glucose. (il y a longtemps, les médecins goutaient le sang des malades pour voir s'il était sucré). Ce problème peut être du : à un défaut de libération d'insuline : diabète de type 1 ou insulino-dépendant (DID), ou l'insuline n'est pas reconnue par les tissus cibles : diabète de type 2 non insulinodépendant (DNID) cellβ cellβ cellβ insuline insuline insuline Symptômes = polyurie, polydipsie, polyphagie. Ces maladies conduisent à de nombreuses complications : au niveau des yeux, reins, coeur, nerfs... signe paraclinique important : la glycémie à jeûn est supérieure à 1,26 g/l. 2. le diabète insulino-dépendant (de type 1) Le diabète de type 1 touche surtout les jeunes mais peut survenir à tout âge. C'est une maladie auto-immune où le patient fabrique lui-même les molécules qui détruisent son pancréas. Ce sont des auto-ac dirigés contre les cellules β de ses îlots de Langerhans. Le pancréas de diabétique n'a pas le même aspect que celui d'un individu normal. Chez ce dernier, on voit bien les ilôts entourés d'acini. Chez le diabétique, il y a toujours les acini mais les îlots ne sont plus visibles (les cellules α sont toujours là mais éparses au milieu des acini). pancréas normal pancréas de diabétique type 1 5

6 Comme le diabétique ne fabrique pas d'insuline, son foie et ses muscles ne peuvent pas stocker le glucose et sa glycémie augmente, il présente une hyperglycémie. Du coup, les tissus sont en manque de glucose, et pour fonctionner le tissu adipeux va faire de la lipolyse et les muscles de la protéolyse, on observe donc chez les diabétiques de type 1 un amaigrissement et une fonte musculaire. Le diabétique fabrique aussi des corps cétoniques en excès, qui sentent une odeur de pomme (retrouvée dans l'haleine du diabétique). Le diagnostic repose sur un interrogatoire du patient, l'examen clinique et des examens paracliniques : mesure de la glycémie, de la lipidémie, mesure de la glycosurie. On cherche à mettre en évidence une absence de régulation de la glycémie grâce au test d'hyperglycémie provoquée orale (HGPO). C'est un test qui consiste à faire boire au patient une très grande quantité de glucose (75g) et à mesurer sa glycémie avant et pendant 2 à 3 heures. En parallèle, on dose aussi la concentration en insuline dans le sang (insulinémie). Ce test permet de mettre en évidence chez un diabétique de type I l'absence de production d'insuline. Une fois le diagnostic posé, le patient devra mesurer sa glycémie plusieurs fois par jour, pour celà, il se pique le bout du doigt et dépose la goutte de sang sur un lecteur numérique qui donne un résultat instantanément. Son traitement consiste en des injections d'insuline. 3. Glycosurie et rein L'appareil urinaire comprend les reins et les voies urinaires. Voir anatomie rein en TD. Les reins filtrent le sang pour fabriquer l'urine. Dans les reins, ce sont de petites structures qui assurent ce filtrage : les néphrons. On en trouve 1 million par rein. Normalement, on ne doit pas trouver de glucose dans l'urine mais dès que la glycémie passe au dessus 1,8 g/l, l'excédent de glucose sanguin passe dans l'urine, c'est pourquoi on observe une glycosurie chez le diabétique. On appelle glycosurie la présence anormale de glucose dans l'urine. Voir TD. 4. le diabète de type 2 On peut aussi l'appeler le diabète gras, il survient chez des personnes de 40 à 50 ans qui présentent comme facteur de risque un excès alimentaire et une sédentarité (facteurs génétiques parfois). Ces personnes sont souvent en surpoids et peuvent présenter des problèmes cardiovasculaires. La découverte de leur diabète est souvent fortuite, par exemple lors d'un bilan sanguin ou d'une visite chez l'ophtalmologiste. En Europe, la prévalence du diabète de type 2 est plus importante que celle du type I. Ce diabète de type 2 a deux causes : - une diminution de la sensibilité des cellules cibles à l'insuline - une diminution de la sécrétion d'insuline par les cellules β Ces deux anomalies entrainent une hyperglycémie chronique.et une glucotoxicité qui engendre des complications par exemple oculaires et rénales. 6

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