cours de biologie humaine : la glycémie

Régulation de la glycémie

 

La régulation de la glycémie met en jeu le système hormonal, ainsi que plusieurs organes (foie et pancréas principalement). Cette régulation fait partie des processus de maintien de l'homéostasie au sein de l'organisme.

La glycémie normale est comprise entre 3,9 et 5,8 mmol/L (soit 0,65 et 1,10 g/L).
Le glucose joue un rôle capital dans l'organisme: il est la source d'énergie principale servant au fonctionnement des muscles et organes du corps humain, notamment du cerveau. La régulation de la glycémie est donc extrêmement contrôlée.
En temps normal, elle fait intervenir l'insuline et le glucagon, et l'adrénaline en période de stress.
Ces hormones sont des messagers primaires qui se fixent sur leur récepteur et activent, par l'intermédiaire de l'AMP cyclique, le messager secondaire (sauf pour l'insuline) des enzymes.

 

Rôle du foie dans la régulation de la glycémie

Le rôle du foie dans la régulation de la glycémie a été mis en évidence par l'expérience dite "du foie lavé" par Claude Bernard en 1855.

Par le biais de la circulation sanguine, et plus précisement de la veine porte-hépatique, le foie reçoit le glucose issu de l'alimentation.
Son rôle est de retenir le glucose excédentaire après un apport important (repas copieux), et de le libérer lors des périodes de jeûne afin que la glycémie reste constante et égale à sa valeur normale (environ 0,9 g/L).

Pour ce faire, le foie régule la production et le stockage du glucose grâce à 3 voies métaboliques:

La glycogénogénèse, qui correspond au stockage du glucose dans le foie sous forme de glycogène.

La glycogénolyse, qui est la libération du glucose, sous forme de glucose-1-phosphate, par phosphorolyse du glycogène.

La néoglucogénèse, c'est-à-dire la production de glucose par le foie, à partir d'acide lactique ou d'acides aminés, déclenchée par une baisse de la glycémie en dessous de sa valeur normale.

Le foie est un organe vital, car sans celui-ci une hypoglycémie est rapidement mortelle.

 

Rôle du pancréas

En plus du suc pancréatique servant à la digestion, le pancréas produit des hormones hyperglycémiante (glucagon) et hypoglycémiante (insuline) dont les actions et effets seront détaillés ci-après.
Une ablation partielle du pancréas (pancréatectomie) entraîne une augmentation très importante de la glycémie dans le sang puisque l'insuline dont il est question après, ne remplit plus son rôle hypoglycémiant. Toutefois, deux de ses systèmes sont vitaux: les individus qui en sont dépourvus ne sont pas viables.

L’un de ces systèmes est constitué par l’ensemble : cellules β (bêta) des îlots de Langerhans du pancréas, insuline, système de transport du glucose dans les cellules cibles.

L’autre est un système qui détecte la baisse des réserves de nutriments et/ou de leur concentration sanguine. Il déclenche la sensation de faim et le comportement de recherche puis de prise d’aliments. Le système responsable de la sensation de satiété et de l’arrêt de la prise d’aliments est également un système de régulation de la glycémie.

D’autres systèmes sont en cours d’étude : les capteurs digestifs ou peut-être portaux (dans la veine porte) et les incrétines qui potentialisent la sécrétion d’insuline.

 

Rôle du rein

Le glucose étant un élément important, il n'est, en temps normal, pas présent dans les urines. On dit que la glycosurie est nulle. Il est réabsorbé dans la circulation sanguine lors de la filtration du sang par le rein, au niveau du tubule proximal. Pourtant, si la teneur en glucose du sang arrivant dans le rein dépasse les capacités de réabsorption (9mmol/L environ), il y aura glycosurie. Cet état pathologique révèle un problème de régulation en amont, et peut être le signe d'un diabète.

Le rein contribue donc, dans une moindre mesure, au maintien de la glycémie.

 

Rôle du système nerveux

La régulation par le foie et le pancréas ne nécessite pas une intervention du système nerveux. Cependant, parallèlement à cette régulation, une autre hormone peut intervenir dans la glycémie: l'adrénaline.
Issue de la médulo-surrénale, sa production augmente lors d'un stress, ou d'un effort.
En agissant sur la glycogénolyse, elle provoque une hausse de la glycémie et permet un apport rapide en glucose aux muscles lors d'un effort.

 

Action des hormones

Selon qu'elles soient hyperglycémiantes ou hypoglycémiantes, les hormones mises en jeu n'agissent pas de la même manière, ni au même moment.

 

Action de l'insuline

L'insuline favorise le stockage du glucose et la diminution de sa concentration dans le sang : c'est une hormone hypoglycémiante.

Au niveau de ses cellules-cibles (hépatocytes, adipocytes et cellules musculaires), l'insuline active une enzyme: la phosphorylase phosphatase. Cette dernière catalyse la déphosphorylation de la phosphorylase, responsable de l'hydrolyse du glycogène en glucose. L'enzyme ainsi inactivée, le glycogène n'est pas hydrolysé en glucose.

L'insuline active une autre enzyme, la phosphatase responsable de la déphosphorylation d'une autre enzyme, la glycogène synthétase qui, phosphorylée, est inactive.
Cette dernière catalyse la synthèse du glycogène (mise en réserve du glucose).

Ces deux phénomènes entraînent une augmentation du glycogène dans le foie (en favorisant la glycogénogénèse, et en inhibant la glycogénolyse).

 

Action du glucagon et de l'adrénaline

Les cellules cibles de l'adrénaline sont les hépatocytes et les cellules musculaires.
Les cellules cibles du glucagon sont les hépatocytes.

Le glucagon et l'adrénaline, en se fixant sur leur récepteur, activent l'adényl cyclase qui catalyse la synthèse d'AMP cyclique, le messager secondaire.
Celui-ci active une protéine kinase qui catalyse la phosphorylation de :

La phosphorylase kinase (active quand elle est phosphorylée), responsable de la phosphorylation de la phosphorylase. Cette dernière, active quand elle est phosphorylée, catalyse l'hydrolyse du glycogène en glucose.

La glycogène synthétase, inactive quand elle est phosphorylée, incapable de catalyser la polymérisation du glucose en glycogène.

Ces deux phénomènes entraînent une consommation du glycogène (en favorisant la glycogénolyse et en inhibant la glycogénogénèse) au niveau du foie.
Il se produit donc une libération de glucose dans le sang: le glucagon et l'adrénaline sont des hormones hyperglycémiantes.

 

Action du cortisol

Le cortisol est une hormone stéroïdehyperglycémiante, qui agit en cas de jeûne prolongé (lors de la néoglucogenèse).
C'est une hormone lipophile, synthétisée dans la couche fasciculée de la cortico-surrénale.

Elle agit en se liant au complexe récepteur-protéine HSP. Cette protéine chaperonne est détruite par la liaison, et le complexe peut migrer vers une séquence particulière de l'ADN appelée HRE (Élément de Réponse à l'Hormone), ce qui va permettre au cortisol d'exercer son action de transcription des gènes cibles.

Le cortisol active dans le foie les enzymes de la néoglucogénèse et facilite le stockage du glycogène. Au niveau du tissu adipeux, il va inhiber l'entrée de glucose et activer la lipolyse.

Il favorise la production de glucose à partir de substrats non glucidiques, des acides aminés et de l'oxydation des acides gras via la formation de corps cétoniques, pour maintenir une glycémie constante.

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Commentaires (1)

1. MBENDZAbonarchi smyth (site web) 01/03/2013

j'aprecie ce cours car,il m'apermis de mieux comprendre mon cours de régulation de la glycémie.cependant, les valeurs de régulation glycémiques ne sont pas les memes.

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