Cours-premièreS - Homéostat glycémique Année 2010 / 2011

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1 LA GLYCÉMIE ET LES DIABÈTES... 2 CHAPITRE I LA GLYCÉMIE / découverte de l homéostat glycémique... 2 A/ L homéostat glycémique... 2 B / Modèle hypothétique de l homéostat glycémique / Les organes effecteurs de la glycémie... 3 A/ Le rôle du foie dans la glycémie... 3 B / Les transformations chimiques du glucose dans le foie...3 C / Le stockage du glycogène dans les autres organes / Le système de commande pour la régulation de la glycémie... 5 A / Le pancréas... 5 B/ Les hormones de la régulation de la glycémie : insuline et glucagon... 5 CHAPITRE II PERTURBATIONS DE L HOMÉOSTAT GLYCÉMIQUE : L ORIGINE DES DIABÈTES / Diabète de type I ou Diabète Insulinodépendant (DID) / Diabète de type II ou Diabètenoninsulinodépendat (DNID) / L origine du diabete?... 6 Lycée Jean Moulin Pézenas / P. Carbonne 1/6

2 LA GLYCÉMIE ET LES DIABÈTES CHAPITRE I LA GLYCÉMIE 1/ DÉCOUVERTE DE L HOMÉOSTAT GLYCÉMIQUE A/ L homéostat glycémique Document : Les variations de la glycémie Bilan : La glycémie est le taux de glucose sanguin chez un individu à jeun. Sa valeur est comprise entre 0,65 et 1,1 g/l. La glycémie reste relativement stable autour de sa valeur de référence, malgré un apport de glucose irrégulier par l alimentation et une consommation continue de glucose par l organisme. Lorsqu un paramètre physiologique est ainsi maintenu stable autour d une valeur de référence on l appelle constante homéostatique. Il existe donc un système dynamique dans l organisme permettant une autorégulation (involontaire) de la glycémie appelée homéostat glycémique. Problème : Comment l organisme régule t il la glycémie? B / Modèle hypothétique de l homéostat glycémique On peut concevoir un modèle hypothétique qui permettrait de maintenir la variable «taux de glucose dans le sang» à une valeur de référence de 1g/L : Voir modélisation numérique de la glycémie avec le logiciel de modélisation Stella. Lycée Jean Moulin Pézenas / P. Carbonne 2/6

3 2/ LES ORGANES EFFECTEURS DE LA GLYCÉMIE A/ Le rôle du foie dans la glycémie TP Expérience du foie lavé (p140 du livre) / Observation d hépatocytes au microscope Bilan : Le foie est un organe capable d échanger du glucose avec la circulation sanguine. Le glucose est stocké dans les hépatocytes (cellules du foie) sous la forme de glycogène (un polymère de glucose insoluble) La position du foie dans l organisme favorise la régulation de la glycémie : - Le foie reçoit le sang riche en nutriments par la veine porte hépatique qui draine l intestin grêle (le foie peut donc récupérer le glucose digéré lors des repas) Le sang ayant traversé le foie rejoint la circulation générale par la veine sus-hépatique. (Le foie peut ainsi rejeter du glucose dans la circulation sanguine) B / Les transformations chimiques du glucose dans le foie Les hépatocytes peuvent réaliser : - La synthèse de glycogène à partir des plusieurs molécules de glucoses (polymérisation) : glycogénogenèse (stockage de glucose) - La synthèse de glucose par hydrolyse du glycogène : glycogénolyse (libération de glucose dans le sang) - La synthèse de glucose à partir des acides aminés et des acides gras et du G6P: néoglucogenèse (libération de glucose dans le sang) C / Le stockage du glycogène dans les autres organes Les tissus musculaires peuvent également synthétiser du glycogène (on parle aussi de glycogènogenèse). Cependant les cellules musculaires ne peuvent pas libérer directement du glucose dans le sang lors de la glycogénolyse. Elles se limitent à libérer du G6P. Les tissus adipeux, dont les cellules sont appelées adipocytes, peuvent stocker du glucose sous une forme chimique différente appelée triacylglycérol ou triglycérides (la formation des triglycérides à partir du glucose est appelé la lipogenèse). Cependant les adipocytes ne peuvent pas, à l instar des cellules musculaires, transformer les triglycérides directement en glucose sanguin. Les triglycérides sont tranformés en acides gras dans les tissus adipeux. Les acides gras et le G6P (Glucose 6 Phosphate) sont transportés dans le sang jusqu'au foie où ils sont transformés en glucose lorsque cela est nécessaire (néoglucogenèse). Lycée Jean Moulin Pézenas / P. Carbonne 3/6

4 Lycée Jean Moulin Pézenas / P. Carbonne 4/6

5 3 / LE SYSTÈME DE COMMANDE POUR LA RÉGULATION DE LA GLYCÉMIE Problème : Comment l organisme commande t il la glycogénolyse ou le glycogénogenèse en fonction de la glycémie? A / Le pancréas Fiche d exercice : Les expériences historiques pour identifier l'organe responsable de la détection + Observation microscopique Bilan : Le pancréas est l organe permettant la commande la régulation glycémique. Seule une petite partie du Pancréas est impliquée dans cette régulation les Ilots de Langerhans. (Les autres cellules pancréatiques étant regroupées en Acinus, dont le rôle est de sécréter les sucs pancréatiques dans le duodénum par le biais du canal pancréatique). B/ Les hormones de la régulation de la glycémie : insuline et glucagon Fiche d exercice : Les hormones de la régulation de la glycémie : insuline et glucagon Hormone : Molécule sécrétée dans le sang et représentant un message pour un organe cible. Les hormones sont en général en concentration très faible. Elles représentent un système de communication entre les organes. L autre système de communication étant le système nerveux. Bilan : Les Ilots de Langerhans sécrètent dans le sang deux types d hormones selon les conditions de glycémie: - Glycémie > 1g/L (hyperglycémie) : Les cellules en au centre des îlots appelées cellules β vont sécréter de l insuline. L insuline rejoint le foie et provoque la glycogénogenèse et donc la baisse de la glycémie : effet hypoglycémiant. (Elle provoque également la glycogènogenèse dans les muscles et la lipogenèse dans les tissus adipeux) - Glycémie < 1g/L (hypoglycémie) : Les cellules en périphérie des îlots appelées cellules α vont sécréter du glucagon. Le glucagon rejoint le foie et provoque la glycogénolyse et la néoglucogenèse et donc la hausse de la glycémie : effet hyperglycémiant. Lycée Jean Moulin Pézenas / P. Carbonne 5/6

6 CHAPITRE II PERTURBATIONS DE L HOMÉOSTAT GLYCÉMIQUE : L ORIGINE DES DIABÈTES 1 / DIABÈTE DE TYPE I OU DIABÈTE INSULINODÉPENDANT (DID) Exercice : Fiche «Les différents diabètes (type 1 et 2) Bilan : Le diabète type 1 est caractérisé par une absence de cellules β dans les idl. L individu est donc incapable de produire de l insuline. Ce diabète apparaît généralement vers l âge de 20 ans et de manière brutale. Les individus atteints de ce diabète régule leur glycémie par des injections d insuline, d où l appellation DID (Diabète Insulino Dépendant). 2 / DIABÈTE DE TYPE II OU DIABÈTENONINSULINODÉPENDAT (DNID) Exercice : Fiche «Les différents diabètes (type 1 et 2) Bilan : Le diabète de type 2 est caractérisé par une insensibilité des cellules cibles des organes effecteurs à l insuline. Les injections d insuline sont donc inutiles d où l appellation DNID (Les personnes atteintes par le type II possèdent des cellules β encore capable de produire de l insuline). Ces individus régule leur glycémie en augmentant l activité physique et en adaptant leur alimentation. 3 / L ORIGINE DU DIABETE? Exercice : Fiche «Les origines des diabètes» Bilan : Le diabète (type I et type II) est une maladie pour laquelle la prédisposition génétique peut être très importante. Cependant des facteurs non génétiques (environnementaux), comme l alimentation dans le cas du diabète de type II vont également influencer le développement d un diabète. Lycée Jean Moulin Pézenas / P. Carbonne 6/6

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