Régulation de la glycémie et diabètes BNEI ELAZAR /2016

Régulation de la glycémie et diabètes BNEI ELAZAR - 2015/2016

Rappels sur la digestion

Rappels sur la digestion Dégradation d aliments en nutriments Par voie mécanique Par voie thermique Par voie chimique

Rappels sur la digestion Dégradation d aliments en nutriments Par voie mécanique Par voie thermique Par voie chimique Absorption des nutriments dans l IG (villosités) et passage dans la circulation générale

Rappels sur la digestion Dégradation d aliments en nutriments Par voie mécanique Par voie thermique Par voie chimique Absorption des nutriments dans l IG (villosités) et passage dans la circulation générale Transit des éléments non absorbables

Dégradation d aliments en nutriments Par voie mécanique Par voie thermique Par voie chimique Absorption des nutriments dans l IG (villosités) et passage dans la circulation générale Transit des éléments non absorbables

Rappels sur le fonctionnement d un système de régulation

Rappels sur le fonctionnement d un système de régulation Valeur de consigne : mesurée - homéostat Système réglant : Système de commande Organes effecteurs Paramètre réglé

Enzymes et catalyse Comment transformer des ALIMENTS en NUTRIMENTS?

Enzymes et catalyse Comment transformer des ALIMENTS en NUTRIMENTS? Molécules polymérisées : poids moléculaire trop important CATABOLISME naturel mais LENT! (hydrolyse) Accélération de la dégradation par des catalyseurs biologiques sécrétés par notre organisme : les enzymes

Enzymes et catalyse Comment transformer des ALIMENTS en NUTRIMENTS? Molécules polymérisées : poids moléculaire trop important CATABOLISME naturel mais LENT! (hydrolyse) Accélération de la dégradation par des catalyseurs biologiques sécrétés par notre organisme : les enzymes Autrement appelées «sucs» /terminent par «-ase» saccharase, isomaltase, amylase, glucoamylase, protéases, lipases, polymérases, BIOCATALYSEURS : concentrations initiales et finales identiques (facilitent une réaction mais ne réagissent pas)

Fonctions et structures d enzymes

Fonctions et structures d enzymes Rencontre entre enzyme et SUBSTRAT se fait par COMPLEMENTARITE GEOMETRIQUE Au niveau du SITE ACTIF : site de reconnaissance SPECIFICITE DE SUBSTRAT

Fonctions et structures d enzymes Rencontre entre enzyme et SUBSTRAT se fait par COMPLEMENTARITE GEOMETRIQUE Au niveau du SITE ACTIF : site de reconnaissance SPECIFICITE DE SUBSTRAT Catalyse enzymatique permet la libération de PRODUITS Au niveau du SITE ACTIF : site de catalyse SPECIFICITE D ACTION

Fonctions et structures d enzymes Rencontre entre enzyme et SUBSTRAT se fait par COMPLEMENTARITE GEOMETRIQUE Au niveau du SITE ACTIF : site de reconnaissance SPECIFICITE DE SUBSTRAT Catalyse enzymatique permet la libération de PRODUITS Au niveau du SITE ACTIF : site de catalyse SPECIFICITE D ACTION Enzyme + Substrat <=> complexe ES <=> Enzyme + Produit

Fonctions et structures d enzymes

Conditions de milieu et enzymes

Conditions de milieu et enzymes Structure de la protéine «enzyme» liée à sa structure primaire, secondaire, tertiaire et quaternaire

Conditions de milieu et enzymes Structure de la protéine «enzyme» liée à sa structure primaire, secondaire, tertiaire et quaternaire liaisons peptidiques, covalentes, ioniques, hydrogène, disulfure

Conditions de milieu et enzymes Structure de la protéine «enzyme» liée à sa structure primaire, secondaire, tertiaire et quaternaire liaisons peptidiques, covalentes, ioniques, hydrogène, disulfure sensibles aux conditions de milieu

Conditions de milieu et enzymes Structure de la protéine «enzyme» liée à sa structure primaire, secondaire, tertiaire et quaternaire liaisons peptidiques, covalentes, ioniques, hydrogène, disulfure sensibles aux conditions de milieu ph, température et pression : structure de l enzyme

Conditions de milieu et enzymes Structure de la protéine «enzyme» liée à sa structure primaire, secondaire, tertiaire et quaternaire liaisons peptidiques, covalentes, ioniques, hydrogène, disulfure sensibles aux conditions de milieu ph, température et pression : structure de l enzyme température : agitation du milieu, c est à dire probabilité de rencontre enzyme - substrat

Conditions de milieu et enzymes Structure de la protéine «enzyme» liée à sa structure primaire, secondaire, tertiaire et quaternaire liaisons peptidiques, covalentes, ioniques, hydrogène, disulfure sensibles aux conditions de milieu ph, température et pression : structure de l enzyme température : agitation du milieu, c est à dire probabilité de rencontre enzyme - substrat présence d inhibiteur spécifiques (molécules analogues)

Conditions de milieu et enzymes

La glycémie

La glycémie Glycémie : taux sanguin de glucose

La glycémie Glycémie : taux sanguin de glucose A jeûn : 0,8 à 1g /L de sang (glycémie normale 1g/L) Après un repas : hyperglycémie 1,2 g/l En cas d hypoglycémie : rester au dessus de 0,5 g/l ou risque de perte de connaissance

La glycémie Glycémie : taux sanguin de glucose A jeûn : 0,8 à 1g /L de sang (glycémie normale 1g/L) Après un repas : hyperglycémie 1,2 g/l En cas d hypoglycémie : rester au dessus de 0,5 g/l ou risque de perte de connaissance Dans la veine PORTE : glycémie fluctuante suite à la digestion

La glycémie Glycémie : taux sanguin de glucose A jeûn : 0,8 à 1g /L de sang (glycémie normale 1g/L) Après un repas : hyperglycémie 1,2 g/l En cas d hypoglycémie : rester au dessus de 0,5 g/l ou risque de perte de connaissance Dans la veine PORTE : glycémie fluctuante suite à la digestion Dans la veine CAVE : glycémie régulée, maintenue autour d une valeur de consigne (HOMEOSTAT)

La glycémie Glycémie : taux sanguin de glucose A jeûn : 0,8 à 1g /L de sang (glycémie normale 1g/L) Après un repas : hyperglycémie 1,2 g/l En cas d hypoglycémie : rester au dessus de 0,5 g/l ou risque de perte de connaissance Dans la veine PORTE : glycémie fluctuante suite à la digestion Dans la veine CAVE : glycémie régulée, maintenue autour d une valeur de consigne (HOMEOSTAT) Entre les deux : le FOIE - effecteur de la régulation de la glycémie (stockage / déstockage de glucose)

Le pancréas

Rôle de glande exocrine Le pancréas

Le pancréas Rôle de glande exocrine Sécrétion des enzymes digestives pancréatiques : protéases, lipases, amylases

Le pancréas Rôle de glande exocrine Sécrétion des enzymes digestives pancréatiques : protéases, lipases, amylases Cellules exocrines, sécrétant dans le canal de Wirsung

Le pancréas Rôle de glande exocrine Sécrétion des enzymes digestives pancréatiques : protéases, lipases, amylases Cellules exocrines, sécrétant dans le canal de Wirsung Réunies en Ascini (ascinus)

Le pancréas Rôle de glande exocrine Sécrétion des enzymes digestives pancréatiques : protéases, lipases, amylases Cellules exocrines, sécrétant dans le canal de Wirsung Réunies en Ascini (ascinus) Rôle de glande endocrine

Le pancréas Rôle de glande exocrine Sécrétion des enzymes digestives pancréatiques : protéases, lipases, amylases Cellules exocrines, sécrétant dans le canal de Wirsung Réunies en Ascini (ascinus) Rôle de glande endocrine Sécrétion d hormones : insuline et glucagon

Le pancréas Rôle de glande exocrine Sécrétion des enzymes digestives pancréatiques : protéases, lipases, amylases Cellules exocrines, sécrétant dans le canal de Wirsung Réunies en Ascini (ascinus) Rôle de glande endocrine Sécrétion d hormones : insuline et glucagon Cellules des Ilots de Langerhans : alpha et bêta

Le pancréas Rôle de glande exocrine Sécrétion des enzymes digestives pancréatiques : protéases, lipases, amylases Cellules exocrines, sécrétant dans le canal de Wirsung Réunies en Ascini (ascinus) Rôle de glande endocrine Sécrétion d hormones : insuline et glucagon Cellules des Ilots de Langerhans : alpha et bêta Sécrétion dans les capillaires sanguins

Le pancréas

Pancréas endocrine

Pancréas endocrine Hormone : messager protéique sécrété par une glande endocrine agissant sur une cellule cible à très faible concentration en se fixant sur des récepteurs spécifiques (complémentarité géométrique) pour en modifier l activité

Pancréas endocrine Hormone : messager protéique sécrété par une glande endocrine agissant sur une cellule cible à très faible concentration en se fixant sur des récepteurs spécifiques (complémentarité géométrique) pour en modifier l activité Insuline : hormone hypoglycémiante sécrétée par les cellules bêta des îlots de Langerhans (pancréas) - internes

Pancréas endocrine Hormone : messager protéique sécrété par une glande endocrine agissant sur une cellule cible à très faible concentration en se fixant sur des récepteurs spécifiques (complémentarité géométrique) pour en modifier l activité Insuline : hormone hypoglycémiante sécrétée par les cellules bêta des îlots de Langerhans (pancréas) - internes Cellules cibles : hépatocytes, myocytes, adipocytes

Pancréas endocrine Hormone : messager protéique sécrété par une glande endocrine agissant sur une cellule cible à très faible concentration en se fixant sur des récepteurs spécifiques (complémentarité géométrique) pour en modifier l activité Insuline : hormone hypoglycémiante sécrétée par les cellules bêta des îlots de Langerhans (pancréas) - internes Cellules cibles : hépatocytes, myocytes, adipocytes Glucagon : hormone hyperglycémiante sécrétée par les cellules alpha des îlots de Langerhans - externes

Pancréas endocrine Hormone : messager protéique sécrété par une glande endocrine agissant sur une cellule cible à très faible concentration en se fixant sur des récepteurs spécifiques (complémentarité géométrique) pour en modifier l activité Insuline : hormone hypoglycémiante sécrétée par les cellules bêta des îlots de Langerhans (pancréas) - internes Cellules cibles : hépatocytes, myocytes, adipocytes Glucagon : hormone hyperglycémiante sécrétée par les cellules alpha des îlots de Langerhans - externes Cellules cibles : hépatocytes, adipocytes

Les organes de stockage

Les organes de stockage Hépatocytes Cellules du foie - sensibles à l insuline et au glucagon Capables de stocker / déstocker du glucose sous forme de glycogène Glycogénogénèse Glycogénolyse

Les organes de stockage Hépatocytes Cellules du foie - sensibles à l insuline et au glucagon Capables de stocker / déstocker du glucose sous forme de glycogène Glycogénogénèse Glycogénolyse Myocytes - sensibles à l insuline Capables de stocker du glucose sous forme de glycogène Glycogénèse

Les organes de stockage Hépatocytes Cellules du foie - sensibles à l insuline et au glucagon Capables de stocker / déstocker du glucose sous forme de glycogène Glycogénogénèse Glycogénolyse Myocytes - sensibles à l insuline Capables de stocker du glucose sous forme de glycogène Glycogénèse Adipocytes - sensibles à l insuline et au glucagon Capables de stocker du glucose sous forme de glycérol puis triglycérides par association à des acides gras Capables de libérer du glycérol qui sera transformé en glucose par les hépatocytes (néoglucogénèse)

Les organes de stockage

Effet hypoglycémiant : forte insulinémie Modification du métabolisme des hépatocytes / myocytes / adipocytes Glycogénogénèse

Effet hyperglycémiant : forte glucagonémie Modification du métabolisme des hépatocytes / adipocytes Glycogénolyse / Lipolyse Antagoniste insuline

Boucle de régulation

Boucle de régulation Paramètre mesuré et régulé : LA GLYCEMIE Valeur de consigne : 1g /L Système de mesure : Îlots de Langerhans (cellules endocrines) Système réglant : Cellules alpha et/ou bêta Effecteurs : foie / muscles / adipocytes

Boucle de régulation

Boucle de régulation 1. Mesure de la glycémie par les cellules des îlots de Langerhans 2. Comparaison à la valeur de référence, appelée VALEUR DE CONSIGNE 3. Application d une opération de correction : Si Vc > Vm alors : hypoglycémie, nécessité de LIBERER du glucose - libération de glucagon Si Vc < Vm alors : hyperglycémie, nécessité de STOCKER du glucose - libération d INSULINE 4. Action (excrétion d hormones) 5. Vérification de la correction de la mesure On appelle cela un HOMEOSTAT GLUCIDIQUE (état d homéostasie)

Troubles de la régulation de la glycémie : les diabètes

Les diabètes

Les diabètes Prévalence : 6 millons de nouveaux cas par an 190 millions de personnes, en constante hausse (370 millions en 2030?) Diagnostic : hyperglycémie chronique Glycémie à jeun > 1,26g /L Glycosurie (présence de glucose dans les urines) DID or DNID? Insuline-Dépendant ou Non-Insuline-Dépendant Des phénotypes bien différents DID : maladie auto-immune DNID : maladie à fondamentaux environnementaux -90% des diabètes

DID Destruction totale des cellules bêta des Îlots de Langerhans par des LT - maladie auto-immune

DID Destruction totale des cellules bêta des Îlots de Langerhans par des LT - maladie auto-immune Origine inconnue, facteurs de risque environnementaux hypothétiques : virus, lait de vache pour les nourrissons,

DID Destruction totale des cellules bêta des Îlots de Langerhans par des LT - maladie auto-immune Origine inconnue, facteurs de risque environnementaux hypothétiques : virus, lait de vache pour les nourrissons, Fortes prédispositions génétiques (gènes DR3 et DR4)

DID Destruction totale des cellules bêta des Îlots de Langerhans par des LT - maladie auto-immune Origine inconnue, facteurs de risque environnementaux hypothétiques : virus, lait de vache pour les nourrissons, Fortes prédispositions génétiques (gènes DR3 et DR4) Phénotype : individus jeunes, amaigrissement malgré une alimentation excessive, soif intense, polyurie, hyperglycémie très forte pouvant atteindre 4 g/l et entraîner coma et hospitalisation

DID Destruction totale des cellules bêta des Îlots de Langerhans par des LT - maladie auto-immune Origine inconnue, facteurs de risque environnementaux hypothétiques : virus, lait de vache pour les nourrissons, Fortes prédispositions génétiques (gènes DR3 et DR4) Phénotype : individus jeunes, amaigrissement malgré une alimentation excessive, soif intense, polyurie, hyperglycémie très forte pouvant atteindre 4 g/l et entraîner coma et hospitalisation Non stockage de glucose, énergie fournie par la dégradation de lipides et protéines (corps cétoniques toxiques en résultant)

DNID Insuline-Résistance des cellules cibles due à une forte exposition à l insuline de manière chronique :

DNID Insuline-Résistance des cellules cibles due à une forte exposition à l insuline de manière chronique : développement d un nombre important de récepteurs à insuline

DNID Insuline-Résistance des cellules cibles due à une forte exposition à l insuline de manière chronique : développement d un nombre important de récepteurs à insuline diminution de la sensibilité à l insuline

DNID Insuline-Résistance des cellules cibles due à une forte exposition à l insuline de manière chronique : développement d un nombre important de récepteurs à insuline diminution de la sensibilité à l insuline Insuline-Déficience des cellules bêta : sécrétion en baisse due à un épuisement endocrin

DNID Insuline-Résistance des cellules cibles due à une forte exposition à l insuline de manière chronique : développement d un nombre important de récepteurs à insuline diminution de la sensibilité à l insuline Insuline-Déficience des cellules bêta : sécrétion en baisse due à un épuisement endocrin Forte corrélation avec le développement d une obésité

DNID Insuline-Résistance des cellules cibles due à une forte exposition à l insuline de manière chronique : développement d un nombre important de récepteurs à insuline diminution de la sensibilité à l insuline Insuline-Déficience des cellules bêta : sécrétion en baisse due à un épuisement endocrin Forte corrélation avec le développement d une obésité Prédispositions génétiques mises en évidence dans certaines populations / influences environnementales fortes (sédentarité / mal-nutrition)

DNID Insuline-Résistance des cellules cibles due à une forte exposition à l insuline de manière chronique : développement d un nombre important de récepteurs à insuline diminution de la sensibilité à l insuline Insuline-Déficience des cellules bêta : sécrétion en baisse due à un épuisement endocrin Forte corrélation avec le développement d une obésité Prédispositions génétiques mises en évidence dans certaines populations / influences environnementales fortes (sédentarité / mal-nutrition) Cas des indiens Pima ou des populations polynésiennes

DNID Insuline-Résistance des cellules cibles due à une forte exposition à l insuline de manière chronique : développement d un nombre important de récepteurs à insuline diminution de la sensibilité à l insuline Insuline-Déficience des cellules bêta : sécrétion en baisse due à un épuisement endocrin Forte corrélation avec le développement d une obésité Prédispositions génétiques mises en évidence dans certaines populations / influences environnementales fortes (sédentarité / mal-nutrition) Cas des indiens Pima ou des populations polynésiennes Personnes de plus de 50 ans, en surpoids, sédentaires, intolérance progressive mais durable au glucose

Traitements

Traitements Contrôle régulier de la glycémie : connaissance d état et réponse pharmaceutique DID : administration quotidienne d insuline (injections, pompes) - le patient joue le rôle du système réglant DNID : injections d insuline, médicaments augmentant l efficacité de l insuline, limitation de l absorption intestinale de glucose, diététique et sport

Perspectives

Perspectives Inconvénients des traitements diabétiques : A mettre en oeuvre toute la vie Le patient doit bien connaître et réguler ses paramètres physiologiques

Perspectives Inconvénients des traitements diabétiques : A mettre en oeuvre toute la vie Le patient doit bien connaître et réguler ses paramètres physiologiques Pompes à insuline automatisées

Perspectives Inconvénients des traitements diabétiques : A mettre en oeuvre toute la vie Le patient doit bien connaître et réguler ses paramètres physiologiques Pompes à insuline automatisées Greffes d Îlots de Langerhans / suppression de la réaction LT

Perspectives Inconvénients des traitements diabétiques : A mettre en oeuvre toute la vie Le patient doit bien connaître et réguler ses paramètres physiologiques Pompes à insuline automatisées Greffes d Îlots de Langerhans / suppression de la réaction LT Greffe de cellules souche permettant de remplacer les IG

Perspectives Inconvénients des traitements diabétiques : A mettre en oeuvre toute la vie Le patient doit bien connaître et réguler ses paramètres physiologiques Pompes à insuline automatisées Greffes d Îlots de Langerhans / suppression de la réaction LT Greffe de cellules souche permettant de remplacer les IG Lutte contre l obésité et la sédentarité (DNID)

Fin de la seconde partie

Fin de la seconde partie et au travail!