La régulation de la glycémie - Cours de SVT Terminale S avec Maxicours - Lycée

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La régulation de la glycémie

Objectif(s)
Pour assurer son fonctionnement l’organisme doit être capable de contrôler certains paramètres. Ce contrôle peut être très précis et conduit à un maintien de paramètres physiologiques dans des échelles de valeurs très étroites, cette particularité des organismes vivants est appelée homéostasie.
On se propose d’étudier l’un de ces paramètres contrôlés par l’organisme : la glycémie.
1. La glycémie : un paramètre physiologique régulé
La glycémie est la concentration de glucose dans le sang en g.L-1 de plasma sanguin à jeun.
La régulation est une action permettant le maintien d’un paramètre physiologique à une valeur constante (exemple : la température corporelle).

Chez un individu sain la glycémie oscille faiblement autour de 1 g.L-1 de plasma à jeun. Si on provoque une forte variation de la glycémie (jeun, repas) cette valeur est rapidement de retour à la valeur habituelle.
On peut dire que la glycémie est régulée.

Cet homéostat glycémique doit être obligatoirement régulé car le glucose est indispensable aux cellules de l’organisme, c'est un métabolite nécessaire aux réactions métaboliques productrices d’énergie.
Il existe des cellules ne pouvant utiliser que le glucose comme source d’énergie, on parle de glucodépendance (exemple : les hématies, les neurones).

L’hypo- et l’hyper-glycémie sont donc des pathologies.
2. Les échanges de glucose au sein de l’organisme
a. Le devenir du glucose
Le glucose ingéré est assimilé dans le sang au niveau de l’intestin grêle. Il est ensuite distribué à l’ensemble des organes via la circulation sanguine.
Cependant, une partie du glucose peut être prélevée par le foie qui occupe une place privilégiée dans la circulation entre l’intestin et les autres organes.



Le foie stocke le glucose sous forme de glycogène (polymère de glucose) tout comme les muscles.
Cependant, les adipocytes (cellules des tissus adipeux) constituent d’autres réserves de glucose sous forme de triglycérides.
Le tissu adipeux est le principal réservoir de substances énergétiques mais seuls les hépatocytes (cellules du foie) sont capables de restituer du glucose au sang.



b. Le rôle du foie
Le foie est indispensable à l’organisme, toute ablation du foie provoque la mort.
On note qu’un sang hypo- ou hyper-glycémique passant par le foie retrouve une glycémie normale. On peut montrer qu’un foie est un organe contenant du glucose en quantité importante.

L’expérience « du foie lavé » de Claude Bernard démontre la capacité du foie à produire du glucose. Le glucose y est stocké sous forme de glycogène. Cette molécule est un polymère de glucose, il existe donc un mécanisme qui permet de transformer les glucoses en glycogène et inversement en fonction des besoins de l’organisme.
c. Stockage et déstockage du glucose
1. Synthèse du glycogène (stockage du glucose).
Cette réaction biochimique peut s’effectuer dans le foie et les muscles.
Ce mécanisme se nomme la glycogénogenèse.
Elle permet d’éviter l’hyperglycémie.

Glycogénogenèse :



2. La synthèse du glucose à partir du glycogène (destockage du glucose).
Cette réaction est l’inverse de la précédente ; elle est appelée glycogénolyse.
Le glucose néoformé est largué dans le sang. Elle ne s’opère que dans les hépatocytes quand l’organisme en fait la demande afin d’éviter l’hypoglycémie.

Glycogénolyse :



3. La régulation de la glycémie
a. Principes généraux d’une régulation
Toute régulation fait de manière générale intervenir les acteurs suivants :

 
b. Rôles du pancréas
Expérience 
Lorsque l’on réalise une ablation du pancréas, on observe rapidement une hyper-glycémie.
Si on rétablit le pancréas grâce à une greffe au niveau de la circulation sanguine, la glycémie redevient normale.

Interprétation

On en déduit que le pancréas a pour fonction de réduire la glycémie, il agit via une substance transportée par le sang (certainement une hormone).

Explications
Le pancréas est en fait une glande double :
- c’est une glande exocrine qui produit des sucs digestifs (enzymes digestives) qui agissent lors de la digestion. Ces sucs sont produits par des cellules glandulaires regroupées en acini, ils sont déversés au niveau de canaux pancréatiques qui se regroupent pour former un canal de grande taille qui rejoint l’intestin grêle au niveau du duodénum.
- c’est une glande endocrine qui possède des cellules regroupées en amas : les îlots de Langerhans.

Ces cellules produisent 2 types de substances :
• Les cellules alpha, situées à la périphérie des îlots produisent du glucagon ;
• Les cellules bêta, situées au centre des îlots produisent de l’insuline.

Ces 2 substances sont des hormones qui agissent comme des messagers chimiques.



Une hormone est une substance biochimique produite par une glande endocrine et véhiculée par le sang agissant sur des cellules cibles.

L’insuline, produite par les cellules bêta, est libérée lorsqu’on observe une hausse de la glycémie, elle a une action hypo-glycémiante.

Le glucagon, produit par les cellules alpha, est libéré lorsqu’on observe une baisse de la glycémie, il a une action hyper-glycémiante.
c. Controle de la glycémie par les hormones pancréatiques
Les cellules alpha et bêta sont directement sensibles aux variations de la glycémie et remplissent donc le double rôle :
- de détecteur d’écarts (capteur) ;
- de système de commande de la régulation.

Dans des conditions normales, avec une glycémie au voisinage de 1g.L-1, il existe une certaine quantité d’insuline et de glucagon dans le sang. En effet, le pancréas assure une sécrétion basale de ces 2 hormones.

Si une augmentation de la glycémie est détectée, cela induira une augmentation de la sécrétion d’insuline et une baisse de la sécrétion de glucagon.
Si une diminution de la glycémie est détectée, cela induira une augmentation de la sécrétion de glucagon et une baisse de la sécrétion d’insuline.

La production d’hormone n’induit aucun effet direct sur la glycémie en tant que telle.
Les hormones agissent sur des cellules cibles qui vont les détecter et réaliser une action permettant de modifier la glycémie en réponse à ce signal.

L’insuline agit sur la plupart des cellules de l’organisme, elle favorise :
- la pénétration du glucose dans les cellules (en activant les transporteurs de glucose à travers la membrane plasmique) ;
- la consommation, en activant le métabolisme de la respiration qui consomme du glucose ;
- la glycogénogenèse dans le foie et les muscles, et la synthèse de graisse dans les adipocytes.

Le glucagon agit essentiellement sur les hépatocytes en favorisant la glycogénolyse et la libération de glucose dans le sang.


L'essentiel
La glycémie, comme d’autres paramètres, fluctue autour d’une valeur de consigne, ceci est possible du fait de l’existence d’un mécanisme d’autorégulation.
L'insuline et le glucagon, hormones produites par le pancréas joueront le rôle de messager indiquant aux cellules cibles la manière de réguler le taux de glucose (augmenter ou diminuer).

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