Cliquez ici pour démarrer

1. La régulation de la glycémie Par MARTORELL Laurent, professeur agrégé en biochimie – génie biologique au lycée LANGEVIN-WALLON de CHAMPIGNY SUR MARNE. Cliquez ici pour démarrer Je remercie tout particulièrement le Dr Paul ROESCH du Centre Hospitalier de Mulhouse pour son accord quant à l’utilisation de certaines animations présentes sur www.diabsurf.com

2. La régulation de la glycémie SOMMAIRE Introduction générale Localisation anatomique du pancréas Histologie du pancréas endocrine Cliquez sur le lien désiré Aspect cytologique de la cellule  et  Le stimulus de libération de l’insuline et du glucagon Vue d’ensemble de la régulation de la glycémie Le foie et la régulation de la glycémie Les muscles et la régulation de la glycémie Le tissu adipeux et la régulation de la glycémie Les actions biologiques de l’insuline CONCLUSION GENERALE Les actions biologiques du glucagon

3. La régulation de la glycémie INTRODUCTION GENERALE La glycémie est le taux de glucose plasmatique. Chez un sujet normal, la glycémie oscille autour d’une valeur moyenne comprise entre 0.8 g.L -1 et 1.2 g.L-1 soit entre 4.5 mmol.L -1et 6.5 mmol.L -1 La glycémie est une constante physiologiquedu milieu intérieur Pour que la glycémie demeure constante, il doit exister un mécanisme de régulation du taux de glucose sanguin Ce mécanisme d’homéostasie glucidique est assurée par deux hormones pancréatiques : - l’insuline Retour sommaire - le glucagon

4. Localisation anatomique du pancréas www.diabsurf.com Retour sommaire Le pancréas est une glande mixte. Elle exerce une fonction exocrine dans la digestion et une fonction endocrine dans la régulation de la glycémie

5. Vaisseau sanguin Cellules  Cellule  Histologie du pancréas endocrine Le pancréas endocrine est constitué de cellules  et  regroupées en îlots de Langerhans représentant seulement 1% du volume de la glande ! Le pancréas en contient plus d’un million. Chaque îlot comporte environ 3000 cellules ! 70 % de cellules  30 % de cellules  Retour sommaire Les cellules  fabriquent l’insuline Les cellules  fabriquent le glucagon Schéma d’un îlot de Langerhans

6. Appareil de Golgi Vésicule d’insuline Réticulum endoplasmique granuleux Noyau cellulaire Ribosome Aspect cytologique de la cellule  Retour sommaire Vaisseau sanguin

7. Appareil de Golgi Vésicule de glucagon Réticulum endoplasmique granuleux Noyau cellulaire Ribosome Aspect cytologique de la cellule  Retour sommaire Vaisseau sanguin

8. Activation Le stimulus de libération de l’insuline Hyperglycémie Glycémie > 5 mmol/L 1- La cellule  détecte l’hyperglycémie Retour sommaire + Glucose

9. Molécules d’insuline Le stimulus de libération de l’insuline Hyperglycémie Une vésicule de sécrétion contient 8000 molécules d’insuline ! Glycémie > 5 mmol/L 2- Les granules d’insuline subissent l’exocytose Le stimulus de libération de l’insuline est l’hyperglycémie Retour sommaire Vers les organes cibles

10. Activation Le stimulus de libération du glucagon Hypoglycémie Glycémie < 5 mmol/L 1- La cellule  détecte l’hypoglycémie Retour sommaire + Glucose

11. Molécules de glucagon Le stimulus de libération du glucagon Hypoglycémie Glycémie < 5 mmol/L Retour sommaire 2- Les granules de glucagon subissent l’exocytose Le stimulus de libération du glucagon est l’hypoglycémie Retour sommaire Vers les organes cibles

12. Action sur des organes cibles Tissu adipeux Foie Muscles Retour vers une normoglycémie Vue d’ensemble de la régulation de la glycémie Prise d’un repas riche en glucides Retour sommaire Jeûne, état postprandial Hyperglycémie Hypoglycémie Stimulation des cellules  Stimulation des cellules  Libération d’insuline dans le sang Action sur des organes cibles Libération de glucagon dans le sang Tissu adipeux Foie Muscles Retour sommaire Retour vers une normoglycémie

13. Transporteur GluT-2 1- Glycogénogenèse Glycémie = 5 mmol/L Le foie : un organe de réserve de glucose Insuline FOIE + Glycogène Retour sommaire La glycémie redevient normale c’est à dire autour de 5 mmol/L La capacité de stockage en glycogène du foie est limitée à 100g Glucose Glycémie > 5 mmol/L Après un repas, l’excédent de glucose est mis en réserve dans les cellules hépatiques L’insuline stimule la glycogénogenèse hépatique 1- Si hyperglycémie

14. 2- Glycogénolyse Glycémie = 5 mmol/L Le foie : un organe de libération de glucose FOIE + Glycogène Retour sommaire La glycémie redevient normale c’est à dire autour de 5 mmol/L Glucagon Le foie est le seul organe capable de libérer du glucose lors d’une hypoglycémie Glucose La libération du glucose hépatique permet de maintenir stable la glycémie entre les repas Glycémie < 5 mmol/L Le glucagon est une hormone hyperglycémiante stimulant la glycogénolyse hépatique 2- Si hypoglycémie

15. Le foie et la régulation de la glycémie CONCLUSIONS 1- Juste après un repas, la glycémie dépend du stockage du glucose dans le foie au cours de la GLYCOGENOGENESE. Ce stockage est stimulé par l’insuline L’insuline est une hormone hypoglycémiante 2- Entre les repas, la stabilité de la glycémie est assurée par la libération de glucose par le foie au cours de la GLYCOGENOLYSE. Cette libération est stimulée par le glucagon Le glucagon est une hormone hyperglycémiante Retour sommaire

16. Transporteur GluT-4 Glycogénogenèse Glycolyse ATP Insuline Glycémie = 5 mmol/L Les muscles et la régulation de la glycémie Insuline MUSCLE + + Glycogène Retour sommaire + La glycémie redevient normale c’est à dire autour de 5 mmol/L La capacité de stockage en glycogène des muscles est limitée à 400g Glucose Après un repas, l’excédent de glucose est mis en réserve dans les cellules hépatiquesetmusculaires Glycémie > 5 mmol/L 1- L’insuline stimule l’entrée du glucose dans les myocytes via GluT-4 2- L’insuline stimule la glycogénogenèse musculaire 3- L’insuline stimule surtout la glycolyse musculaire 1- Si hyperglycémie

17. Transporteur GluT-4 « au repos » Glycolyse 2- Glycogénolyse ATP Les muscles et la régulation de la glycémie MUSCLE Glycogène Retour sommaire Le muscle ne peut pas libérer le glucose qu’il produit par glycogénolyse Le foie est donc le seul organe capable de libérer du glucose lors d’une hypoglycémie Glucose Glycémie < 5 mmol/L Le glucose produit est alors consommé par la cellule musculaire au cours de la glycolyse La libération du glucose hépatique permet de maintenir stable la glycémie entre les repas 2- Si hypoglycémie

18. Les muscles et la régulation de la glycémie CONCLUSIONS 1- Au niveau des muscles, l’insuline exerce une action HYPOGLYCEMIANTE parce qu’elle stimule : - l’entrée du glucose dans les myocytes via GluT-4 - la glycogénogenèse musculaire - la glycolyse musculaire 2- Les muscles n’interviennent que dans la régulation de l’ HYPERGLYCEMIE. Ils n’interviennent pas directement dans la régulation de l’hypoglycémie car, une fois dans le myocyte, le glucose ne peut plus ressortir Retour sommaire

19. Cytoplasme Gouttelette lipidique Noyau Le tissu adipeux et la régulation de la glycémie Aspect cytologique d’un adipocyte Retour sommaire L’excédent de glucose est convertit en graisses. Les régimes hyperglucidiques induisent donc une prise de poids pouvant mener à une obésité ! Le tissu adipeux est constitué de cellules adipeuses capables de stocker des quantités considérables de lipides sous forme de triglycérides

20. Transporteur GluT-4 Lipogenèse Insuline Glycémie = 5 mmol/L Le tissu adipeux et la régulation de la glycémie Insuline ADIPOCYTE + Triglycérides Retour sommaire + La glycémie redevient normale c’est à dire autour de 5 mmol/L Un homme de 70 kg a une réserve adipeuse de 15 kg équivalent à 130.000 kcal ! Glucose Le tissu adipeux stocke le glucose sous la forme de triglycérides plutôt que sous la forme de glycogène Glycémie > 5 mmol/L 2- L’insuline stimule la lipogenèse au niveau du tissu adipeux 1- L’insuline stimule l’entrée du glucose dans les adipocytes via GluT-4 1- Si hyperglycémie

21. Transporteur GluT-4 « au repos » Lipolyse Le tissu adipeux et la régulation de la glycémie Glucagon ADIPOCYTE + Glycérol Triglycérides Acides gras Retour sommaire 1- Le glucagon stimule la lipolyse afin de former du glycérol et acide gras Les acides gras permettront de fournir de l’énergie aux cellules « souffrant » d’hypoglycémie Glucose Glycémie < 5 mmol/L Le glycérol ainsi formé permettra de reconstituer du glucose lors de la néoglucogenèse 2- Si hypoglycémie

22. Le tissu adipeux et la régulation de la glycémie CONCLUSIONS 1- Au niveau du tissu adipeux, l’insuline stimule : - l’entrée du glucose dans les adipocytes via GluT-4 - la LIPOGENESE c’est à dire la formation de triglycérides à partir de glucose Retour sommaire Le tissu adipeux « éponge » l’excédent de glucose sanguin en le stockant sous forme de triglycérides 2- Au niveau du tissu adipeux, le glucagon stimule : - la LIPOLYSE c’est à dire l’hydrolyse des triglycérides en acides gras et glycérol L’effet hyperglycémiant du glucagon n’est pas immédiat puisqu’il nécessite la transformation du glycérol en glucose lors de la néoglugenèse

23. GluT-4 Les actions biologiques de l’insuline (1/4) Insuline + Retour sommaire Glucose SANG CELLULE 1- L’insuline stimule l’entrée du glucose dans les cellules musculaires et adipeuses via un transporteur de glucose nommé GluT-4

24. Insuline Les actions biologiques de l’insuline (2/4) Retour sommaire + Glucose Glycogène 2- L’insuline stimule la GLYCOGENOGENESE hépatique et musculaire c’est à dire la polymérisation du glucose en glycogène Le glycogène est un polymère de glucose contenant entre 5000 à 300.000 molécules de glucose !

25. ATP Insuline Les actions biologiques de l’insuline (3/4) + 3- L’insuline stimule la GLYCOLYSE hépatique et musculaire c’est à dire la dégradation partielle du glucose en ATP Retour sommaire

26. Insuline Les actions biologiques de l’insuline (4/4) Retour sommaire + Retour sommaire Glucose Triglycérides 4- L’insuline stimule la LIPOGENESE au niveau des adipocytes c’est à dire la conversion du glucose en triglycérides Les triglycérides sont des lipides constitués de glycérol et de trois chaînes d’acides gras

27. Glucagon Les actions biologiques du glucagon (1/3) Retour sommaire + Glucose Glycogène 1- Le glucagon stimule la GLYCOGENOLYSE hépatique et musculaire c’est à dire l’hydrolyse du glycogène en glucose

28. Glucagon Glycérol Les actions biologiques du glucagon (2/3) Retour sommaire Acides gras + Triglycérides 2- Le glucagon stimule la LIPOLYSE au niveau des adipocytes c’est à dire l’hydrolyse des triglycérides en acides gras et glycérol

29. Glucagon Les actions biologiques du glucagon (3/3) Retour sommaire Glycérol ou + Glucose Acides aminés 3- Le glucagon stimule la NEOGLUCOGENESE au niveau du foie c’est à dire la formation de glucose à partir de substrats non glucidiques comme le glycérol et les acides aminés

30. FOIE + + Insuline Insuline Glycémie = 5 mmol/L + MUSCLES CONCLUSIONS GENERALES TISSU ADIPEUX 1- Si hyperglycémie Glycémie > 5 mmol/L Glucose Retour sommaire

31. FOIE Glucagon Glycémie = 5 mmol/L MUSCLES CONCLUSIONS GENERALES 2- Si hypoglycémie Glycémie < 5 mmol/L Glucose + TISSU ADIPEUX Retour sommaire