CUE : Régulation de la glycémie
Glycémie : du grec glukus=doux (douceur du sucre) et haima= sang -Emie: sang Glyc: glucose
Glycémie correspond aux taux de glucose dans le sang.
Homéostasie glucidique :
-Besoin en énergie : continu (le cerveau n’utilise que le glucose) -Prise alimentaire contenant des substrat énergétiques : discontinue
-Besoin d’une régulation fine : stockage/ déstockage de l’énergie par des tissus spécialisés
I)Les tissus impliqués dans la régulation de la glycémie
Après un bol alimentaire, nous allons digérer les nutriments puis absorber notamment les glucides. Le glucose ainsi absorbé provoque une augmentation de la glycémie.
Ce glucose peut ensuite être utilisé par différents organes et systèmes du corps. Certains, comme le cerveau et les hématies (globules rouges), utilisent exclusivement le glucose comme source d’énergie. En revanche, ils ne sont pas capables de stocker ni de libérer du glucose : ils utilisent simplement celui disponible pour couvrir leurs besoins immédiats.
Il est donc nécessaire que d’autres organes puissent capter et libérer le glucose afin de maintenir une glycémie stable.
Mais avant même cette étape, il faut un organe central capable de détecter la glycémie et de réguler la libération hormonale nécessaire au maintien de l’équilibre : c’est le pancréas.
Le pancréas est au cœur de la régulation glycémique.
Il libère plusieurs hormones – notamment l’insuline et le glucagon – qui agiront ensuite sur différents organes cibles, principalement :
• Le foie,
• Les muscles,
• Le tissu adipeux.
Ces organes sont responsables du stockage, de la libération ou de l’utilisation du glucose, permettant ainsi de maintenir la glycémie dans des limites normales.
A) Le Foie
Le foie est irrigué par deux systèmes :
• Un système veineux, principalement la veine porte,
• Un système artériel, issu de l’aorte via l’artère hépatique.
La veine porte reçoit le sang provenant de l’estomac, de l’intestin, de la rate et du pancréas.
Au niveau du tube digestif, les nutriments issus de la digestion passent dans le sang. Ce sang riche en nutriments rejoint ensuite le foie via la veine porte.
Après un repas, la concentration en glucose (glycémie) dans la veine porte peut dépasser 0,8 à 1 g/L, ce qui est normal. Le foie reçoit donc un sang particulièrement riche en glucose.
L’une des fonctions essentielles du foie est alors de filtrer et réguler ce sang ; Il capte et stocke le glucose en excès sous forme de glycogène, ce qui fait diminuer la glycémie.
L’artère hépatique provient d’une ramification de l’aorte. Elle apporte au foie :
• Du sang oxygéné,
• Une glycémie normale, autour de 1 g/L.
• Si la glycémie artérielle diminue, le foie peut :
• Déstocke le glucose qu’il contient (glycogénolyse),
• Produire de nouvelles molécules de glucose (néoglucogenèse).
Le foie possède trois capacités majeures pour maintenir une glycémie stable :
1. Stockageduglucoseenexcès.
2. Déstockageduglucoseencasdebesoin.
3. Productiondeglucoselorsquelesréservessontinsuffisantes.
1)Stockage
Au niveau du foie, le glucose est stocké sous une forme compacte appelée glycogène.
Le glycogène correspond à du glucose polymérisé, c’est-à-dire un enchaînement de nombreuses molécules de glucose associées entre elles.
La synthèse du glycogène à partir du glucose s’appelle : ➡ glycogénogenèse.
Avantages du stockage sous forme de glycogène
1. Compactageduglucose
Le fait d’associer de nombreuses molécules de glucose entre elles permet au foie de stocker beaucoup plus de glucose dans un espace réduit.
→ Cela augmente considérablement sa capacité de réserve.
2. Dégradationrapide
Le glycogène peut être hydrolysé rapidement (cassé en glucose) par l’hépatocyte.
→ Cette dégradation facile permet de libérer du glucose rapidement lorsque la glycémie baisse.
2)Déstockage et libération : glycogénolyse
En réponse à une diminution de la glycémie : la glycogénolyse = dégradation du glycogène.
La glycogénolyse va permettre au foie de produire du glucose qui est attaché à des groupements phosphate, appelé glucose-phosphate.
Dans le foie, il y a un élément très singulier et très caractéristique : le foie exprime une phosphatase, c’est-à-dire une enzyme capable de retirer les groupements phosphate. Ainsi, le glucose-phosphate, sous l’action de cette enzyme, va perdre ses groupements phosphate et se retrouver sous forme de glucose libre dans l’hépatocyte.
Comme il ne possède plus de groupement phosphate, il va pouvoir traverser les membranes plasmiques et se retrouver dans le compartiment sanguin.
En résumé, le déstockage du foie correspond à la glycogénolyse hépatique, qui va permettre la conversion du glycogène en glucose-phosphate ; celui-ci subira l’action d’une phosphatase, et le glucose produit pourra réintégrer le compartiment sanguin et augmenter la glycémie.
3)La néoglucogenèse (environ 90%)
-Synthèse de nouvelles molécules de glucoses à partir de composés non glucidiques :
- À partir de glycérol (suite à hydrolyse de TG=lipolyse)
- À partir d’acides aminés glucoformateur (Ala, Val)
- À partir de lactate (=molécule libéré lors d’un exercice physique intense)
B)Le muscle
-Capable de dégrader ce glycogène, mais il n’y a pas d’expression de la phosphatase. Ainsi, lorsque le glycogène va être dégradé en glucose-phosphate, ce glucose ne pourra pas quitter le myocyte et donc ne pourra pas augmenter la glycémie dans l’organisme.
En revanche, le muscle sera capable d’utiliser ce glucose-phosphate pour réaliser la glycolyse, c’est-à-dire la dégradation du glucose afin de produire des molécules qui vont lui fournir de l’énergie via le cycle de Krebs et produire du lactate à partir du pyruvate .
Le muscle est donc un organe capable de stocker du glucose grâce à la glycogénogenèse (sous forme de glycogène), mais également de dégrader le glycogène par glycogénolyse. Cependant, le glucose-phosphate formé restera dans la cellule musculaire, et c’est le myocyte qui pourra utiliser ce glucose comme source d’énergie.
C)Le tissu adipeux
Le tissu adipeux stocke les graisses sous forme de triglycérides, c’est-à-dire des acides gras associés à du glycérol.
Le glucose, dans l’adipocyte (cellule du tissu adipeux), va être dégradé par les mécanismes de glycolyse cellulaire. Cette glycolyse va fournir des intermédiaires métaboliques qui seront ensuite capables de former des acides gras.
Ces acides gras pourront se complexer avec une molécule de glycérol pour former les triglycérides, que l’on appelle TG.Le fait d’être en mesure de créer de nouveaux lipides sous forme de triglycérides correspond à la lipogenèse.
Lorsque la quantité à stocker est importante, l’organisme peut soit augmenter la taille des adipocytes, soit augmenter le nombre d’adipocytes, ce qui correspond à l’hyperplasie adipocytaire
D)Le rein
En condition physiologique
- Au niveau du néfron tout le glucose filtré est réabsorber - Il réalise 10% de la néoglucogénèse.
-En cas d’une glycémie supérieur à 1,8g/L: glucose excrété dans l’urine;
-Intérêt des bandelettes urinaires pour detecter la précense du glucose (glycosurie)
signe de diabète.
II)Régulation hormonale de la glycémie
Organe au centre de la régulation : le pancréas, qui va agir à distance en libérant des molécules dans le sang. Ces molécules vont agir sur des tissus cibles : foie, muscle et tissu adipeux.
La régulation de la glycémie est avant tout une régulation hormonale.
Hormone : molécule libérée par une glande endocrine dans le sang.
Deux hormones importantes pour la régulation glycémique, libérées par le pancréas :
o Insuline (hormone hypoglycémiante)
o Glucagon (hormone hyperglycémiante)
Ce système a une action rapide, permettant une régulation rapide de la glycémie. A)Mise en évidence de l’importance du pancréas
Lorsque qu’on retire le pancréas, on observe une élévation de la glycémie : c’est à dire que le pancréa est en mesure de libérer une hormone qui va diminuer le taux de glucose sanguin: donc libéré des molécules hypoglycémiantes.
B)L’insuline :hormone hypoglycémiante
-Hormone polypeptidique c’est une petite hormone avec plusieurs acides aminé associé les un avec les autres , elle est maturé en différentes étapes:
Tout d’abord le pancréa va produire la préproinsuline , qui elle , va être clivée en proinsuline qui elle va être maturé soit en insuline soit en peptide C:
Le pancréas est une glande qui peut libérer des enzymes dans le compartiment digestif, au niveau du duodénum : c’est sa fonction exocrine.
Il est également capable de libérer des hormones dans le compartiment sanguin : c’est sa fonction endocrine.
En résumé, le pancréas est une glande mixte (amphicrine), car il possède à la fois des effets endocrines et exocrines.
L’insuline va être synthétisée et produite au niveau des îlots de Langerhans dans le pancréas, où l’on retrouve des cellules B (bêta) responsables de la synthèse et de la libération de l’insuline dans le sang.
B.1)L’insuline: sécrétion par la cellule B
Les cellules B vont être stimulées lorsque la glycémie augmente.
On retrouve sur leur membrane un transporteur du glucose : GLUT2.
Cette élévation de la glycémie entraîne une entrée plus importante de glucose dans la cellule bêta des îlots de Langerhans. L’augmentation de la concentration en glucose dans la cellule va conduire à un phénomène d’exocytose, c’est-à-dire la libération de l’insuline stockée dans des vésicules de sécrétion.
Ainsi, une élévation de la glycémie provoque un afflux de glucose dans la cellule bêta pancréatique. Cet afflux déclenche l’exocytose de...
