La régulation de la glycémie - Ts
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Introduction
La glycémie est le taux de glucose dans le sang Chez une personne en bonne santé, la valeur moyenne de la glycémie est estimée à $1g/L$ soit $5.5\,mmol/L.$
Cette glycémie est une constante biologique mais elle peut avoir des variations ou fluctuations physiologiques normale ou anormale.
I. Variation de la glycémie
A. Variation normale de la glycémie
1. Observation
Un dosage de la concentration de glucose dans les veines port et sus-hépatique a été effectuer après un jeun et un repas. Les résultats sont recueillis dans le tableau ci-dessous :
Après un repas riche en glucide, les dosages donnent $2.5g/L$ dans la veine port hépatique et $1g/L$ dans les veines sus-hépatiques.
Après un jeun de courte durée, on note $0.8g/L$ dans les veines port hépatiques et $1g/L$ dans les veines sus-hépatiques.
1. Conclusion
Le foie semble être un régulateur de la glycémie. Il retient l'excédent éventuel de glucose et fournit du glucose en cas de déficit.
Le foie serait-il un réservoire de glucose ?
2. Mise en réserve du glucose dans le foie
En $1855$ CLAUDE BERNARD a mis en évidence par sa célèbre expérience du foie lavé que cet organe contenait des réserves en glucose sous forme d'un polymèreappelé : glycogène
Le glycose présente un précipité rouge brique au contact de la liqueur de Fehling à chaud tandis que le glycogène se coloré en brun au contact avec l'eau iodée.
Le foie est capable de mettre en réserve l'excès de glycose alimentaire par formation de glycogène.
Ce phénomène s'appelle la glycogénogenèse.
$n\left(C_{6}H_{12}O_{6}\right).............>\left(C_{6}H_{10}O_{5}\right)n+n\left(H_{2}0\right)$
Le foie est également capable de restituer au corps le glucose dont il a besoin en cas de déficit par hydrolyse du glycogène.
Ce phénomène s'appelle la glycogénolyse.
$\left(C_{6}H_{10}O_{5}\right)n+n\left(H_{2}0\right).............>\left(C_{6}H_{12}O_{6}\right)$
B. Variation anormale de la glycémie
Quand le taux de glucose diminue de plus de $20\%$ de la normale, on dit qu'il y'a hypoglycémie ou hyperglycémie au cas contraire.
1. Hypoglycémie
L'ablation du foie (hépatectomie) chez le chien est suivie d'une baisse de la glycémie.
Le dosage du glucose dans une artère donne les résultats ci-dessous :
Une diminution rapide de la glycémie provoquant finalement un coma puis la mort du chien. Cela indique que l'organisme a absolument besoin du glucose pour fonctionner.
2. Hyperglycémie
L'hyperglycémie très poussée est liée à une maladie appelée DIABETE SUCRE qui se prose en deux formes : le diabète maigre et le diabète gras.
a) Le Diabète maigre
Il est appelé diabète du jeune car il apparait généralement chez les personnes de moins de $35$ ans et il est associe à un amaigrissement important.
Il résulte d'une incapacité du pancréas à secrète une quantité suffisante d'insuline, pour cette raison, on le qualifie de diabète insulino-dépendant. Ces signes sont : glycosurie, soif intense (polydipsie), faim intense (polyphagie), hypotension, polyurie etc.
a) Le Diabète gras
Par ailleurs, on trouve une autre forme de diabète sucrée qui atteint des individus de $40$ ans souvent obèse et qu'on appelle alors diabète gras. Ces troubles sont moins graves que ceux du diabète maigre mais il peut évoluer de façon alarment.
Il est dû à l'acquisition d'une résistance des cellules cibles à l'action de l'insuline.
II. Les mécanismes régulateurs de la glycémie
1. Cas d'une hyperglycémie
On fait absorber à un sujet sain et a un sujet diabétique du sirop glycose au temps $t=0$ :
$-\ $La glycémie augmente dans les deux cas mais d'une façon importante chez le sujet diabétique et dure plus longtemps.
$-\ $La glycosurie n'apparait que chez le sujet diabétique. Ce rejet de glucose avec l'urine peut être considérer comme un procéder modérateur de l'augmentation de la glycémie.
La glycémie se manifeste dès qu'elle atteint $1.8g/L.$ Le rein joue un rôle de barrière vis-à-vis du glucose jusqu'à $1.8g/L$ et au-delà il laisse l'excèdent
2. Rôle du pancréas
a) Expériences
L'ablation totale du pancréas chez le chien provoque l'augmentation de sa glycémie, de sa diurèse, l'apparition de la glycosurie, le chien a soif, il mange beaucoup et pourtant il maigrit, s'affaiblit et meurt à moins d'un mois.
$-\ $La greffe d'un morceau de pancréas a un animal pancréatectomisé fait disparaitre l'hyperglycémie.
$-\ $L'injection d'extrait pancréatique a un chien pancréatectomisé fait disparaitre les symptômes du diabète.
b. Interprétation
Le pancréas agit sur la glycémie par voie hormonale par l'intermédiaire d'une hormone appelée l'insuline.
Celle-ci a une action hypoglycémiante.
C. Dualité fonctionnelle du pancréas
Une observation plus poussée des îlots de Langerhans révèle que ceux-ci contiennent $2$ types de cellules :
$-\ $les cellules $\alpha$ à la périphérie,
$-\ $les cellules $\beta$ au centre.
Le pancréas sécrète deux hormones : l'insuline et le glucagon.
L'insuline est fabriquée par les cellules $\beta$ et le glucagon est fabriqué par les cellules $\alpha.$
Les îlots de Langerhans étant richement vascularisés, ces cellules libèrent directement les hormones dans le sang.
Le pancréas est une glande mixte. Il a une fonction exocrine assurée par les acini produisant le suc pancréatique qui intervient dans la digestion, il a une fonction endocrine assurée par les ilots de Langerhans possédants deux types de cellules : les cellules alpha qui sécrètent le glucagon et les cellules bêta qui sécrètent l'insuline.
D. Action de l'insuline
Cette hormone a été découverte en $1922$ ; les cellules $\beta$, qui sont en centre des îlots de Langerhans, sont des capteurs de glycémie, c'est-à-dire elles sont directement sensibles à la glycémie.
Les cellules $\beta$ sécrètent l'insuline, qui est un polypeptide de $51$ acides aminés : plus la glycémie augmente, plus la libération d'insuline augmente.
L'insuline sanguine n'agit que sur des cellules possédant des récepteurs protéiques spécifiques dans leur membrane plasmique : ce sont des cellules cibles. L'insuline ne pénètre pas dans ces cellules.
C'est une hormone hypoglycémiante de nature protéique à double action :
$-\ $Au niveau du foie : elle accélère la glycogénogenèse pour diminuer la glycémie.
$-\ $Au niveau des cellules : elle facilite l'utilisation du glucose par les cellules en augmentant la perméabilité de la membrane à cette substance.
L'insuline a plusieurs rôles :
$-\ $favoriser la pénétration du glucose dans le foie,
$-\ $favoriser son utilisation dans la respiration cellulaire dans les muscles,
$-\ $stimule la glycogénogenèse et inhibe la glycogénolyse $(\Rightarrow$ stockage du glucose sous forme de glycogène accru dans le foie$)$,
$-\ $stimule la lipogenèse à partir du glucose et inhibe l'hydrolyse des graisses.
De façon générale, l'insuline favorise donc le stockage du glucose et favorise son utilisation $\Rightarrow$ elle fait donc baisser le taux de glucose dans le sang.
L'insuline fait donc baisser la glycémie : c'est une hormone hypoglycémiante. C'est la seule hormone hypoglycémiante que l'organisme possède.
E. Causes du diabète
Parmi ces causes, on peut citer l'absence de cellule bêta, la formation d'insuline anormale et l'absence de récepteurs sur les cellules cibles.
Le diabète a comme conséquence un amaigrissement poussé du fait de l'utilisation des protides et des lipides a la place du glucose. Ces réactions produisent des résidus acides qui provoquent une acidose pouvant aboutir au coma et à la mort.
N.B :
Le coma diabétique se produit quand la glycémie atteint $4$ ou $5g/L.$
F. Traitement du diabète
$-\ $Le diabète gras se traite par un régime alimentaire pauvre en glucide.
$-\ $Le diabète maigre ou jeune se traite par des injections d'insuline ; on dit qu'il est insulino-dépendant.
Par l'adjonction du zinc on peut étaler les injections.
Remarque :
L'action de l'insuline s'oppose à celle du glucagon secrété par les cellules alpha ; ces deux hormones ont des effets antagonistes.
3. Cas d'une hypoglycémie
a) Action du glucagon
Les cellules $\alpha$, situées à la périphérie des îlots de Langerhans sont aussi des capteurs de la glycémie.
Les cellules $\alpha$ sécrètent du glucagon (polypeptides de $29$ acides aminés). Plus la glycémie baisse, plus la libération de glucagon augmente.
Le glucagon se fixe également sur des récepteurs spécifiques sur les membranes de ces cellules cibles, qui sont uniquement des cellules hépatiques.
Le glucagon fait augmenter la glycémie $\Rightarrow$ c'est une hormone hyperglycémiante.
Le glucagon agit en stimulant la glycogénolyse $\Rightarrow$ augmentation de la libération du glucose dans le sang.
Remarque :
Le corps possède d'autres hormones hyperglycémiantes comme l'adrénaline, le cortisol etc.
En cas d'hypoglycémie, les cellules alpha des ilots de Langerhans captent cette variation et sécrètent une hormone appelée glucagon.
Le glucagon stimule la glycogénolyse et la néoglucogenèse. Par conséquent on assiste à une élévation de la glycémie qui va revenir progressivement à la normale.
Remarque :
Lorsque la glycémie est aux alentours de $1\,g\cdot L^{-1}$, les sécrétions d'insuline et de glucagon sont basses : c'est ce qu'on appelle des sécrétions basales.
Si la glycémie augmente, le taux d'insuline augmente, le taux de glucagon diminue, le rapport insuline/glucagon devient très important, et du glucose est mis en réserve.
Si la glycémie diminue, c'est l'inverse.
Le message n'est pas l'hormone (c'est le messager) mais la concentration de l'hormone dans le sang : le message hormonal est donc codé en amplitude. Les hormones sont transportées dans le sang et n'agissent que sur certaines cellules de l'organisme, ce sont les cellules cibles. Ces cellules disposent de récepteurs aux hormones, situés sur leur membrane plasmique. Dans le foie par exemple, la liaison entre l'hormone et son récepteur active les enzymes qui vont catalyser la synthèse (insuline) ou la dégradation (glucagon) du glycogène, entraînant ainsi le stockage ou la libération du glucose.
Une hormone est donc une molécule secrétée à faible concentration dans le milieu intérieur par une glande endocrine, déversée dans le sang et qui se fixe sur des récepteurs spécifiques de ses cellules cibles dont elle modifie l'activité selon sa concentration.
b) Action des autres hormones
$-\ $L'adrénaline est une hormone secrétée par les cellules de la médullo-surrénale. Sa sécrétion est déclenchée par des messages nerveux qui peuvent avoir plusieurs origines. L'adrénaline active la glycogénolyse et fournit à l'organisme le glucose dont il a besoin : c'est l'hormone de l'urgence.
$-\ $Le cortisol en cas d'hypoglycémie, l'hypophyse peut secréter $L'ATCH$ (Adreno-corticotrophique hormone) stimulant la corticosurrénale qui en son tour secrète le cortisol qui est hyperglycémiant.
$-\ $La $GH$ (Growth hormone) ; elle est secrétée par l'antéhypophyse. Elle agit comme antagoniste de l'insuline au niveau des cellules musculaires, bloquant l'utilisation du glucose.
3. Action du système nerveux
$-\ $En piquant le bulbe rachidien d'un animal, le sucre se repend dans l'organisme en si grande abondance qu'il en apparait dans les urines : c'est la piqure diabétique.
$-\ $L'hypothalamus possède aussi des glucorécepteurs alerter par une hypoglycémie. L'influx nerveux qui en découle passe par le bulbe, la moelle épinière, le nerf splanchnique et arrive à la médullo-surrénale qui secrète l'adrénaline hyperglycémiant.
$-\ $Des influx nerveux efférents transportés par les nerfs pneumogastriques peuvent déclencher aussi la sécrétion d'insuline par les cellules bêta des ilots de Langerhans.
4. Régulation neuro6hormonale
Les messages partent de l'hypothalamus, à la suite de la stimulation des glycorecepteurs (par la baisse brutale de la glycémie) ou du centre adrénalinosécréteur bulbaire, passant par la moelle épinière puis les nerfs orthosympathiques. Ces messages nerveux agissent à différents niveaux :
$\blacktriangleright\ $La médullosurrénale : dont l'excitation entraine une sécrétion d'adrénaline qui provoque au niveau des cellules hépatiques une glycogénolyse et néoglucogenèse. Ce qui augmente la glycémie ;
$\blacktriangleright\ $Le pancréas : en excitant les cellules $\alpha$ qui sécrètent du glucagon qui agit au niveau :
$\bigstar\ $Du foie : en déclenchant la glycogénolyse et certaine néoglucogenèse.
$\bigstar\ $Les cellules adipeuses : en entrainant une hydrolyse des lipides (lipolyse) comme source d'énergie.
$\bigstar\ $Les cellules utilisatrices du glucose : en bloquant l'utilisation du glucose.
N.B :
Les mécanismes de régulation nerveuse et neurohormonale sont hyperglycémiantes en bloquant l'utilisation du glucose et en stimulant sa production.
Auteur:
Daouda Tine
Commentaires
Sané (non vérifié)
ven, 02/26/2021 - 22:43
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Trés intéressant
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