TD. Régulation de la glycémie

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1 TD. Régulation de la glycémie 1. Mise en évidence de la régulation de la glycémie A - Evolution de la glycémie A.1 A jeune, quelle est la valeur de la glycémie? Qu observe-t-on lors de l ingestion de glucose (doc. 1)? A jeune, la glycémie est de 1 g/l. Lorsque l on ingère du glucose, elle passe en 1 h à environ 1,8g/L puis redescend légèrement au-dessous de 1g/L après 2h pour retourner à la normale après 3h. è Il existe des mécanismes de régulation de la glycémie. A.2 Définir les notions d hyperglycémie et d hypoglycémie. Hyperglycémie : quand le taux de sucre dans le sang est supérieur à une valeur maximale (1,26 g/l à jeûne et 2 g/l le reste du temps). Hypoglycémie : quand le taux de sucre dans le sang est inférieur à une valeur minimale (< 0.6 g/l). A.3 Comment évolue la glycémie en 24 heures chez un sujet sain? Elle est en moyenne stable, mais des déséquilibres sont causés à chaque repas. Une correction de ces déséquilibres vient immédiatement après è la glycémie est régulée. A.4 Comment évolue la glycémie en 24 h chez un sujet diabétique? Elle est moins stable, les déséquilibres causés à chaque repas sont corrigés de façon beaucoup moins rapide et beaucoup moins efficace : la valeur de la glycémie ne revient quasiment jamais à celle précède le repas. A.5 Quelles sont les valeurs minimales, maximales et moyennes de la glycémie de ces deux sujets? Valeurs extrêmes Valeur moyenne Sujet sain 0,8-1,5 g/l 1 Sujet diabétique 2,3-3.3 g/l 2.7 A.6 Faire le bilan de ces observations. La glycémie est une valeur régulée à 1 g/l (= 5mmol/L). Des hyperglycémies normales sont observées après les repas. Chez les diabétiques, l hyperglycémie est constante. i

2 B- Mise en évidence du rôle du foie B.7 r ces expériences Doc 3 Expérience de traçage de glucose radioactif après absorption On retrouve majoritairement le glucose dans le foie (55%), dans les muscles (18%), dans le tissu adipeux (11%) et dans le sang (5%). Très peu de glucose reste à circuler dans le sang. Il est stocké dans le foie, les cellules musculaires et le tissu adipeux. Doc 4 Doc 5 Doc 6 Doc 5.bis Expérience de traçage de glucose radioactif après absorption La radioactivité du glucose diminue pour approximer 0 après 120 min. La radioactivité du glycogène augmente rapidement, pour atteindre un maximum après 60 min (10%) et diminuer légèrement par la suite. La radioactivité progresse lentement et atteint moins de 5%. Le glucose qui n est pas consommé est stocké sous forme de glycogène (10%) et d acides gras (<5%). Expérience de détection de glucose dans le corps de deux chiens ayant été nourrit différemment. Chez le chien nourrit sans glucides, on trouve tout de même des glucides dans son sang. Le corps est capable de se produire du glucide sans avoir recours à l alimentation (stock de glucide sous une autre forme libéré en cas de manque). Expérience de détection de glucose sur du foie et muscles après différents traitements. Après lavage, le foie ne contient plus de glucose mais est positif 20 min après. Ceci est valable au second lavage. Les muscles par contre ne contiennent jamais de glucose. Le foie est capable de libérer du glucose à partir d une autre molécule (molécule de stockage, polymère de glucose). Observations histologiques de cellules hépatiques avant et après un jeune (obs. glycogène) Avant le jeune, les cellules sont riches en glycogène. Après le jeune, les cellules sont pauvres en glycogène. Le glycogène est la molécule de stockage. ii

3 B.8 A partir de ces résultats et de vos connaissances expliquer le rôle du foie ainsi mis en évidence. Sachant que les neurones et les hématies ne peuvent utiliser QUE le glucose comme source d énergie, expliquer l intérêt de cette «manœuvre». Le glucose absorber par la nutrition est stocké sous une autre forme, glycogène et acide gras (doc. 4) dans le foie, les muscles et le tissu adipeux (doc. 3). Le foie stocke le glucose issu de l absorption sous forme de glycogène (glycogenèse). Lorsque le glucose vient à manquer ou est absent de la nutrition, il est capable de transformer le glycogène en glucose (glycogenolyse) et de le restituer au corps via le circulation sanguine (doc. 5, 6 et 5). C est donc le foie qui permet de maintenir la concentration sanguine à 1g/L. La manœuvre est essentielle pour les cellules qui ne peuvent utiliser que du gucose comme source d énergie. En effet, elle assure une réserve en cas de besoin en poussant certaines autres cellules à utiliser des lipides comme source d énergie. iii

4 C Mise en évidence du rôle du pancréas C.9 A partir de ces expériences déterminer le rôle et le mode de fonctionnement du pancréas. Le pancréas est une glande digestive. Il est donc capable de sécréter des sucs digestifs. Son absence induit des troubles de la digestion (doc. 6). Mais il sécrète aussi des molécules qui circulent par le sang, hormones, (doc. 6) et participent à la régulation de la glycémie (doc. 6). Ces hormones induisent une diminution de la glycémie (doc. 7). 2. Mécanisme de régulation de la glycémie A Mode d action de l insuline A. 10 r chacune de ces données expérimentales. Conclure en précisant sur quels organes/cellules et de quelle manière agit l insuline. Doc 8 Doc 9 Doc 10 Doc 11 Expérience d injection d insuline et mesure de la glycémie L injection d insuline induit une baisse immédiate de la glycémie (0.5 g/l en 1H). La situation revient progressivement à la normale l heure d après. L insuline est une hormone hypoglycémiante. Expérience d ablation du pancréas et injection d insuline Après l ablation du pancréas, la quantité de glycogène dans le foie baisse (de 3g/100g à près de 0 en près de 30 min). Dès l injection d insuline, la quantité de glycogène remonte en près de 15 min au taux initial. Le pancréas est nécessaire à la glycogenèse. Une injection d insuline suffit à restaurer la fonction pancréatique. L insuline stimule donc la glucogénèse. Isolement de cellules musculaires en milieu avec ou sans insuline En présence d insuline, les muscles prélève 0.3 umol/g min de plus que sans (0.8 et 1.1 umol(g min). La présence d insuline stimule aussi la glycogénèse (2,5 à 3.9 mg/g). L insuline stimule la captation de glucose par les myocytes et la glucogénèse. Mesure du bilan hépatique et injection d insuline Dès l injection d insuline le BH baisse drastiquement pour approcher 0 en 30 min. L insuline agit soit sur la prise de glucose (augmente) soit sur la libération d insuline (diminue). iv

5 B Mode d action du glucagon B.11 Quel est l effet du glucagon? Le glucagon est une hormone hyperglycémiante. Son injection induit l augmentation de la glycémie (doc. 12 courbe a). Il induit aussi une diminution de la quantité de glycogène hépatique (doc. 12 courbe b). B.12 Quel est son mode d action? Le glucagon induit une augmentation de la glycémie par glycogénolyse. En effet, le taux de glucose, n augmente pas chez un chien ayant subit un jeûne, ne possédant donc pas de réserve de glycogène hépatique (doc 12, courbe c). B.13 Comment le glucose influence-t-il les deux hormones? Une hyperglycémie induit la sécrétion d insuline et inhibe la sécrétion de glucagon. Schéma récapitulatif Après un repas : Stimulus : augmentation de la glycémie Période inter-prandiale ou en cas de jeûne Stimulus : baisse de la glycémie + + Cellules β Cellules α Pancréas Insuline Glucagon CELLULES ADIPOCYTES FOIE + MUSCLE FOIE Favorise l utilisation du glucose lipogenèse Inhibe la lipolyse lipolyse glycogénogénèse glycogénolyse néoglucogénèse Baisse de la glycémie = perturbation corrigée Augmentation de la glycémie = perturbation corrigée v

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