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Date de la dernière modification
:
19-05-2017


b - La régulation de la glycémie

Expériences historiques démontrant le rôle du pancréas 

* En 1889, Von Mehring et Minkowski (Allemagne) mettent au point la technique et décrivent les effets de la pancréatectomie (ablation du pancréas) partielle ou totale chez le chien. Mêmes travaux en 1890-1992 par Hedon (France).

* En 1893, Laguesse démontre le caractère endocrine (ou hormonal) des îlots de cellules qui avaient été décrits en 1869 par Langerhans. L'expérience est réalisée en plusieurs temps :

   - Pancréatectomie totale chez un chien.
   - Après quelques heures, on greffe le pancréas dans la région du cou et on rétablit la circulation sanguine entre l'animal et le greffon.
   -
Après un nouveau délai de quelques heures, le pancréas est débranché de la circulation générale ou retiré de l'animal.
   - Des prélèvements de sang sont régulièrement effectués et on y dose la glycémie. Les résultats sont traduits par une courbe.

Schéma 17 : Pancréas : effets de la greffe


Le rôle du pancréas est ainsi clairement démontré quant à la régulation du glucose sanguin. Il restait à prouver que c'est bien l'insuline qui est responsable de cette régulation, mais aussi le glucagon, dont on a très vite compris son rôle antagoniste vis-à-vis de l'insuline. Dès que l'on a su doser ces 2 hormones dans le sang, de nombreuses expériences ont été réalisées, qui restent encore aujourd'hui à la base des traitements contre les diabètes.

Valeurs normales des hormones (insuline et glucagon) avant et après un repas, puis pendant une période de 4 jours de jeûne.

Schéma 18 : Variation des taux d'insuline et de glucagon

La comparaison des 3 courbes montre que :

- Les taux sanguins des 2 hormones pancréatiques, l'insuline et le glucagon, sont déterminés par la glycémie (taux de glucose dans le sang).
- Grâce aux variations de ces 2 hormones, la glycémie est stabilisée entre des valeurs comprises entre 0,7 et 1,3 g/L
- Les 2 hormones ont des actions antagonistes : après un repas (période postprandiale), quand la glycémie augmente, l'insulinémie augmente aussi, alors que la glucagonémie diminue ; c'est l'inverse qui se produit pendant une période de jeûne : peu de glucose dans le sang, donc peu d'insuline et augmentation du glucagon.
- Les récepteurs sensibles aux variations du glucose sont les cellules alpha et bêta des îlots de Langerhans, puisque les variations d'insuline et de glucagon sont observées avec la même intensité en utilisant un pancréas isolé.

On peut établir un premier bilan :

Schéma 19 : Relations glycémie - insuline - glucagon

Que se passe-t-il au niveau des cellules de l'organisme ? 

Quelques données préliminaires intéressantes :
- Sur 100 g de glucose absorbés, 50 à 60 g sont stockés par le foie. Le reste va dans les muscles ; 5 à 6 g seulement se retrouveront dans le sang.
- Du glucose marqué (c'est-à-dire dont on peut suivre le parcours dans l'organisme) se retrouve sous forme de glycogène marqué dans le foie et les muscles, mais aussi de lipides marqués dans le tissu adipeux (couche de graisse essentiellement sous-cutanée).
- Notre réserve de glucose sous forme de glycogène est évaluée à environ 100 g dans le foie et plus de 300 g dans les muscles.

Action de l'insuline au niveau des cellules

   Lorsque la quantité de glucose augmente dans le sang, les cellules bêta des îlots de Langerhans sont stimulées et produisent de l'insuline. Comme pour les autres hormones, toutes les cellules possédant les récepteurs membranaires spécifiques à l'insuline vont réagir.

La première action de l'insuline est de favoriser l'entrée des molécules de glucose dans les cellules (et donc leur diminution dans le sang).

  En même temps, elle stimule la respiration cellulaire, phénomène qui se passe dans les mitochondries et qui, à partir d'une molécule de glucose complètement minéralisée en CO2 et H2O par les réactions du cycle de Krebs, permet la régénération de 38 ATP.  L'ATP ou adénosine triphosphate est la seule forme d'énergie utilisable par la cellule. À l'image d'une batterie rechargeable, les ATP sont constamment utilisées (déchargées) pour le métabolisme cellulaire, et reconstituées (rechargées) dans les mitochondries à partir des nutriments. Le résultat de la minéralisation des nutriments, c'est la vapeur d'eau et le dioxyde de carbone que nous rejetons en expirant.

   Une autre partie importante de l'excès de glucose qui suit chacun de nos repas doit être stocké pour empêcher l'hyperglycémie. Dans les cellules hépatiques et musculaires, l'insuline permet la glycogénogenèse, assemblage d'un grand nombre de petites molécules de glucose (C6H12O6) en quelques grandes molécules de glycogène (C6H10O5)n, forme de stockage du glucose. Cette synthèse nécessite la présence d'enzymes, notamment une glycogène synthétase.

Schéma 20 : Rôle de l'insuline

Le résultat et la baisse du taux de glucose sanguin. L'insuline est une hormone hypoglycémiante.


Action du glucagon au niveau des cellules

   Lorsque la quantité de glucose diminue dans le sang, les cellules alpha des îlots de Langerhans sont stimulées et produisent du glucagon. Comme pour les autres hormones, toutes les cellules possédant les récepteurs membranaires spécifiques au glucagon vont réagir.

Le glucagon favorise la glycogénolyse, c'est-à-dire la transformation des grosses molécules de glycogène en petites molécules de glucose (catabolisme) qui seront libérées dans le sang. C'est donc une hormone hyperglycémiante.

Il exerce aussi une action lipolytique (hydrolyse des lipides mis en réserve dans les adipocytes des tissus adipeux).

Schéma 21 : Rôle du glucagon

C'est l'action combinée de ces deux hormones, insuline et glucagon, qui permet la régulation de la glycémie et le maintien d'un taux sanguin de glucose constant et voisin de 1 g/litre de sang.

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