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Solution des exercices : La régulation de la glycémie - Ts

Classe:

Terminale

Exercice 1

$-\ $ La différence entre une hormone et un neurotransmetteur est :

Une hormone est une molécule chimique biologique active synthétisée par une cellule glandulaire et qui agit à faible dose sur une cellule cible.

Quand elle est secrétée par un neurone, circule à forte dose dans le milieu extra-cellulaire et agit sur un autre neurone, c'est un neurotransmetteur.

$-\ $ Certaines substances comme l'adrénaline sont à la fois des hormones et des neurotransmetteurs parce qu'elles sont produites par des glandes (comme la modulo surrénale) et se retrouvent dans les vésicules synaptiques des terminaisons nerveuses des neurones.

L'adrénaline est secrétée par les glandes surrénales et le système nerveux central.

Elle appartient à la famille des catécholamines, provient des la synthèse de la tyrosine qui donne la dopamine, la noradrénaline puis l'adrénaline.

Exercice 2

1) Le glucagon parait être une hormone hyperglycémiante.

Il augmente le taux de glucose dans le sang.

Il agit sur les cellules hépatiques.

L'augmentation de son taux entraine une diminution du taux de l'insuline.

2) a) Le taux de glucose sanguin diminue progressivement de $1g/L$ vers $0g/L$ pour $1h$ $30\,min$ avant d'augmenter jusqu'au environ de $1.8g/l$ $1h$ $30\,min$ après.

Avant l'injection de l'insuline, le taux de glucose dans le sang artériel $(0.9g/l)$ est supérieur au taux de glucose dans le sang veineux $(0.8g/l).$

Après injection d'insuline, les taux de glucose dans le sang artériel et veineux diminuent.

Cette diminution est plus rapide dans le sang artériel (courbe b) de $0.9$ à $0.72g/l.$

b) En tenant conte de l'évolution des taux de glucose arrivant et sortant du foie, on retient que la présence de l'insuline diminue le taux de glucose sanguin.

L'insuline à un effet hypoglycémiant.

3) L'injection d'insuline augmente le rapport entre le taux de glucose intracellulaire et la glycémie.

L'insuline favorise l'utilisation du glucose par les cellules ; ce qui diminue la glycémie.

4) Analyse de la figure 3

Au du repas, les taux d'insuline et de glucose sont constant mais juste avant la fin du repas, le taux de glucose augmente un peu.

Après le repas, le taux d'insuline augmente rapidement de $90$ à plus de $120uU/ml$ de sang et le taux de glucose diminue de $120$ à $90pg/ml$ de sang.

En effet, l'insuline secréter en grande quantité après le repas est la cause de la faible augmentation de la glycémie.

L'insuline entraine la transformation du glucose en glycogène au niveau du foie et du muscle.

En cas d'abondance alimentaire, l'insuline stimule aussi la conversion des glucides en acides gras, en vue de leur stockage dans le tissu adipeux.

Dans cette situation d'abondance alimentaire, après les repas, l'insuline bloque la production de glucose par le foie.

5) Ces hormones (insuline et glucagon) sont secrétées par une des cellules glandulaires (ilots de langerhans du pancréas) et déversées dans le sang avant d'agir sur des cellules cibles à faible dose.

Les cellules $\beta$ qui produisent l'insuline sont les plus nombreuses et sont localisées au centre de l'îlot.

Les cellules α élaborent le glucagon et occupent une position périphérique.

Les cellules $\alpha$ et les cellules $\beta$ libèrent directement le glucagon et l'insuline dans le sang.

Les îlots étant richement irrigués, ce mode de sécrétion, sans l'intermédiaire d'un canal excréteur, est dit endocrine.

L'insuline est formée dans les cellules $\alpha$ et le glucagon est formé dans les cellules $\beta.$

Elles répondent alors à tous les critères qui permettent de les qualifier entant qu'hormone.

a) L'hypothèse testée est :

Le pancréas intervient dans la régulation de la glycémie en produisant l'insuline et le glucagon.

b) Au niveau de l'intestin, les nutriments sont absorbés, comme le glucose.

L'augmentation du taux de glucose intra jéjunale stimule la sécrétion d'insuline.

Il existe des glycorecepteurs sensible aux variations de la glycémie.

c) Une injection de solution glucose à un animal dont la glycémie est égale à $1g/l$ donne ; après injection $1.9g/l$ de glucose.

Des dosages du taux d'insuline avant et après injection montre une augmentation de cette hormone qui entraine le retour à la valeur initiale de la glycémie.

Exercice 3

1. L'absortion de $50g$ de glucose à entrainée l'augmentation de la glycémie.

Mais une heure après la glycémie a retrouvé sa valeur initiale.

L'organisme est capable de lutter contre une augmentation de la glycémie.

2.1 cf graphique

Courbes de variation de la glycémie, glycosurie et du glycogène

en fonction du temps

$$\begin{array}{rcl}\text{Échelle : }0.9\;g/l&\longrightarrow&1\;cm\\0.3\;u.a&\longrightarrow&1\;cm\\0.6\;b/l&\longrightarrow&1\;cm\\1\;h&\longrightarrow&1\;cm\end{array}$$

2.2 Le graphe montre les variations de la glycémie, la glucosurie et le glycogène hépatique en fonction du temps en heure.

Le glycogène hépatique diminue peu tandis que la glycémie a une diminution plus importante durant les $3$ premiers heures de $1$ à $0.85g/l$ avant d'augmenter jusqu'à $3.4g/l$ avec le temps.

Durant cette augmentation de la glycémie, la glucosurie qui était nulle durant les $6$ premières heures augmente de $0.1$ à $6.8b/l.$

L'absence du pancréas entraine une augmentation de la glycémie qui a comme conséquence une glucoserie.

En effet, le pancréas empêche l'augmentation de la glycémie par la production de l'insuline.

2.3 Non ! Ces variations du taux de glycogène hépatique et de la glucoserie ne peuvent pas être observer au cours de ce test.

Au cours de ce test, la glycémie a augmenté suite à une alimentation donc c'est une variation normale et que le surplus de glucose est vite utilisé par l'organisme ; ce qui ramène la glycémie à sa valeur.

3.1 Analyse

Expérience 1

L'ablation du pancréas a comme conséquence des troubles digestifs et un diabète sucré.

Donc le pancréas empêche l'accumulation du glucose dans le sang.

Expérience 2

Avant la greffe la glycémie est égale à $4g/l.$

Après la greffe elle est passée de $4$ à $1g/l.$

La suppression du greffon augmente à nouveau la glycémie.

Le pancréas empêche l'augmentation de la glycémie.

Expérience 3

L'injection de la substance $S$ extraite du tissu pancréatique diminue la glycémie.

Son effet est éphémère.

Il s'agit d'une hormone. (Fig 4)

3.2 Le pancréas lutte contre l'augmentation de la glycémie.

3.3 La substance $S$ est : l'insuline.

4.1 Une ligature du canal pancréatique entraine les mêmes troubles qu'une ablation du pancréas.

En effet la ligature empêche le passage des secrétions pancréatiques vers les autres organes.

Le pancréas agit sur la régulation de la glycémie par voie hormonale.

4.2.a L'alloxane stimule la sécrétion du glucagon par le pancréas.

b. L'alloxane n'a pas d'effet sur le pancréas où elle ne trouve des récepteurs spécifiques.

c. Le diéthylthiocarbamate stimule la sécrétion d'insuline par le pancréas.

d. Le glucagon est sécrété par le pancréas et elle entraine les réactions de la transformation du glycogène en glucose.

Ce qui augmente la glycémie.

4.3 Le pancréas est un organe comportant deux ensembles cellulaires :

L'essentiel de sa masse $(99\%)$ est constitué par les cellules des acini, sécrétrices du suc digestif déversé dans l'intestin par deux canaux collecteurs.

Le reste du pancréas est constitué d'amas cellulaires dispersés entre les acini : les îlots de Langerhans.

Ces îlots sont dépourvus de canaux mais irrigués par des capillaires sanguins.

Les cellules des îlots de Langerhans $($cellules $\alpha$ et cellules $\beta)$ participent à la régulation de la glycémie en dehors de toute connexion nerveuse, par l'intermédiaire du sang, en y libérant une ou des substances.

Les cellules $\alpha$ représenter par les cellules $A$ sécrètent le glucagon qui est hyperglycémiant et les cellules $\beta$ représenter par les cellules $B$ sécrètent l'insuline qui est hypoglycémiant.

4.4 L'ablation du pancréas du chien rendu diabétique atténue sensiblement les manifestations de ce diabète ; parce que les cellules $\alpha$ sécrètent le glucagon et donc l'absence de ces cellules $\alpha$ aura un effet négatif sur l'augmentation de la glycémie.

5.1 Le document 6 montre que l'injection du glucose est suivie d'une baisse de la glycémie qui était égal à $1g/l.$

Cette diminution ne dure qu'une seule heure après l'injection.

5.2 La fig 7 montre qu'avant l'injection de glucose, la glycémie est légèrement supérieure à $1g/l.$

Après injection, elle diminue durant les $30$ minutes suivantes avant d'augmenter.

Oui ! ce résultat confirme la réponse d.

6. Schéma de la régulation de la glycémie.