Flux de glucose dans l'organisme
Activité 36
Sommaire
Mise en situation
L'approvisionnement des cellules musculaires en glucose
Origine du glucose plasmatique (sanguin)
Mise en situation
La contraction des cellules musculaire nécessite une grande quantité d'énergie , grâce au renouvellement de l'ATP, obtenu par l'oxydation des nutriments (exemple le glucose), selon des voies métaboliques aérobie ou anaérobie.On cherche à savoir comment les cellules musculaires s'approvisonnent en glucose au cours d'un exercice physique.
Ceci est un paragraphe prêt à contenir créativité, expériences et histoires géniales.
Étape 1
L'approvisionnement des cellules musculaire en glucose
Consigne
À partir de l'exploitation des ressources des diapositives suivantes, compléter le schéma bilan de votre fascicule page 2 en indiquant les sources d'approvisionnement en glucose d'une cellule musculaire.
Une consommation de glucose
comparaison des compositions du sang artériel et veineux d'un muscle en activité
Absorption de glucose par les muscles lors d'efforts d'intensités croissantes
Chez des personnes pédalant sur un vélo, on mesure l'absorption de molécules de glucose portant un marqueur radioactif qui permet leur détection grâce à l'imagerie médicale. Ces molécules sont injectées par voie intraveineuse. Les images montrent des coupes transversales de la partie supérieure de la jambe. Le volume de dioxygène maximal (VO2 max) est la consommation d'oxygène maximale atteinte par l'organisme à l'effort.
rôle des transporteurs Glut-4 dans l'absorption de glucose
On quantifie l'absorption de glucose par les cellules musculaires d'un muscle de la patte chez des souris témoins et chez des souris incapables de produire des transporteurs Glut-4. L'astérisque indique une différence significative.
Échanges de glucose et de dioxygène au niveau d'un muscle
Muscle au MEB
Les cellules musculaires sont richement vascularisées. Le sang apporte le dioxygène grâce aux globules rouges, en provenance des poumons, et de glucose issu de la digestion et de l’absorption intestinale. Le dioxygène diffuse du sang vers le liquide interstitiel puis dans la cellule de façon passive au travers de la membrane plasmique selon le gradient de concentration. Le glucose pénètre à l’intérieur des cellules dans le cytoplasme grâce à l’action de protéine de transport Glut-4.
Localisation de la protéine Glut-4 au niveau de la membrane plasmique des cellules musculaires
On a réalisé des biopsies de muscle squelettique chez des volontaires avant (à gauche) et juste après un effort physique (à droite). La protéine Glut-4 émet une fluorescence verte.
Observation microscopique optique de tissu musculaire avant et après un effort physique
Avant un effort physique Après un effort physique Les coupes ont été colorées par une substance colorant le glycogène en rose et les noyaux en bleu
Modèles moléculaire du glycogène et du glucose
Le glycogène est une forme de stockage du glucose : c'est un polymère comportant de nombreuses molécules de glucose liées par des liaisons covalentes. Dans la cellule musculaire, une voie métabolique permet la dégradation du glycogène en molécules de glucose.
Votre schéma bilan doit être à présent complété
Origine du glucose plasmatique (sanguin)
Étape 2
Consignes
Les cellules musculaires, ainsi que l’ensemble des cellules de l’organisme, consomment du glucose. Par l’intermédiaire du sang, des flux de glucose existent entre des organes sources de glucose et des organes consommateur de glucose.
À partir de l’exploitation des ressources et de l’expérience proposée, rechercher les rôles respectifs du tube digestif, du foie et des muscles dans le flux de glucose. À partir de ces nouvelles notions, indiquer l’origine du glucose plasmatique dans trois situations : après un repas, pendant une période de jeûne et lors d’un exercice musculaire.
Compléter ensuite les schémas page 3 de votre fascicule.
L'absorption intestinale des glucides
Les animaux , êtres vivants hétérotrophes puisent leurs molécules glucidiques dans leurs aliments. Lors de la digestion, ces derniers sont hydrolysés en nutriments sous l’action d’enzymes digestives du tube digestif. Ces nutriments sont des molécules de petites taille, pouvant traverser la paroi de l’intestin grêle et aller dans le sang : c’est l’absorption intestinale.
Video
La digestion
La circulation hépatique
Le foie est le viscère le plus volumineux de l’organisme et par conséquent un des plus vascularisé (il contient plus de 10 % du sang total). Il se situe sous le diaphragme, dans la partie supérieure droite de la cavité abdominale. Il possède une double circulation sanguine :
• situé à proximité de l’intestin grêle, il reçoit par la veine porte-hépatique le sang qui a déjà irrigué l’intestin et qui a absorbé les nutriments issus de la digestion
• par l’artère hépatique, il reçoit du sang en provenance de l’aorte
Le sang quitte ensuite le foie par la veine sus-hépatiques qui rejoint le veine cave inférieure.
Le foie, un organe clé dans la gestion du glucose sanguin
Le foie un organe clé dans la gestion du glucose (suite)
La veine hépatique = veine sus-hépatique
Mise en évidence du glycogène dans les cellules du foie (hépatiques) et dans les cellules musculaires
Hépatocytes Cellules musculairesLes coupes ont été colorées par une substance colorant le glycogène en rose et les noyaux en bleu
Devenir du glycogène (ces documents confirment le rôle du glycogène)
Vers les ECE
Une expérience historique: l'expérience du foie lavé.
Expérience du foie lavé en classe
Expérience du foie lavé et du muscle lavé
Bandelette test glucose (plus la coloration est foncée, plus il y a de glucose)
La même expérience réalisée avec du muscle ne donne donc pas les mêmes résultats ...
Métabolisme simplifié du glucose dans un hépatocyte
Dans la cellule hépatique, plusieurs enzymes (en orange sur le schéma) participent aux voies métaboliques de stockage et de déstockage du glucose. Dans la cellule musculaire, glycogénogénèse et glycogénolyse se déroulent, mais l'enzyme glucose phosphatase est absente, ce qui empêche l'exportation du glucose.
Schémas bilan à compléter
Dans deux cas: après un repas ou à jeun et lors d'un exercice musculaire
La glycogénose 1a
La glycogénose 1a est une maladie génétique rare. Elle est due à un déficit en une enzyme, la glucose phosphatase.
Mission accomplie !
25 A 36 Flux de glucose dans l'organisme
francoise.taupas
Created on February 7, 2022
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Flux de glucose dans l'organisme
Activité 36
Sommaire
Mise en situation
L'approvisionnement des cellules musculaires en glucose
Origine du glucose plasmatique (sanguin)
Mise en situation
La contraction des cellules musculaire nécessite une grande quantité d'énergie , grâce au renouvellement de l'ATP, obtenu par l'oxydation des nutriments (exemple le glucose), selon des voies métaboliques aérobie ou anaérobie.On cherche à savoir comment les cellules musculaires s'approvisonnent en glucose au cours d'un exercice physique.
Ceci est un paragraphe prêt à contenir créativité, expériences et histoires géniales.
Étape 1
L'approvisionnement des cellules musculaire en glucose
Consigne
À partir de l'exploitation des ressources des diapositives suivantes, compléter le schéma bilan de votre fascicule page 2 en indiquant les sources d'approvisionnement en glucose d'une cellule musculaire.
Une consommation de glucose
comparaison des compositions du sang artériel et veineux d'un muscle en activité
Absorption de glucose par les muscles lors d'efforts d'intensités croissantes
Chez des personnes pédalant sur un vélo, on mesure l'absorption de molécules de glucose portant un marqueur radioactif qui permet leur détection grâce à l'imagerie médicale. Ces molécules sont injectées par voie intraveineuse. Les images montrent des coupes transversales de la partie supérieure de la jambe. Le volume de dioxygène maximal (VO2 max) est la consommation d'oxygène maximale atteinte par l'organisme à l'effort.
rôle des transporteurs Glut-4 dans l'absorption de glucose
On quantifie l'absorption de glucose par les cellules musculaires d'un muscle de la patte chez des souris témoins et chez des souris incapables de produire des transporteurs Glut-4. L'astérisque indique une différence significative.
Échanges de glucose et de dioxygène au niveau d'un muscle
Muscle au MEB
Les cellules musculaires sont richement vascularisées. Le sang apporte le dioxygène grâce aux globules rouges, en provenance des poumons, et de glucose issu de la digestion et de l’absorption intestinale. Le dioxygène diffuse du sang vers le liquide interstitiel puis dans la cellule de façon passive au travers de la membrane plasmique selon le gradient de concentration. Le glucose pénètre à l’intérieur des cellules dans le cytoplasme grâce à l’action de protéine de transport Glut-4.
Localisation de la protéine Glut-4 au niveau de la membrane plasmique des cellules musculaires
On a réalisé des biopsies de muscle squelettique chez des volontaires avant (à gauche) et juste après un effort physique (à droite). La protéine Glut-4 émet une fluorescence verte.
Observation microscopique optique de tissu musculaire avant et après un effort physique
Avant un effort physique Après un effort physique Les coupes ont été colorées par une substance colorant le glycogène en rose et les noyaux en bleu
Modèles moléculaire du glycogène et du glucose
Le glycogène est une forme de stockage du glucose : c'est un polymère comportant de nombreuses molécules de glucose liées par des liaisons covalentes. Dans la cellule musculaire, une voie métabolique permet la dégradation du glycogène en molécules de glucose.
Votre schéma bilan doit être à présent complété
Origine du glucose plasmatique (sanguin)
Étape 2
Consignes
Les cellules musculaires, ainsi que l’ensemble des cellules de l’organisme, consomment du glucose. Par l’intermédiaire du sang, des flux de glucose existent entre des organes sources de glucose et des organes consommateur de glucose. À partir de l’exploitation des ressources et de l’expérience proposée, rechercher les rôles respectifs du tube digestif, du foie et des muscles dans le flux de glucose. À partir de ces nouvelles notions, indiquer l’origine du glucose plasmatique dans trois situations : après un repas, pendant une période de jeûne et lors d’un exercice musculaire. Compléter ensuite les schémas page 3 de votre fascicule.
L'absorption intestinale des glucides
Les animaux , êtres vivants hétérotrophes puisent leurs molécules glucidiques dans leurs aliments. Lors de la digestion, ces derniers sont hydrolysés en nutriments sous l’action d’enzymes digestives du tube digestif. Ces nutriments sont des molécules de petites taille, pouvant traverser la paroi de l’intestin grêle et aller dans le sang : c’est l’absorption intestinale.
Video
La digestion
La circulation hépatique
Le foie est le viscère le plus volumineux de l’organisme et par conséquent un des plus vascularisé (il contient plus de 10 % du sang total). Il se situe sous le diaphragme, dans la partie supérieure droite de la cavité abdominale. Il possède une double circulation sanguine : • situé à proximité de l’intestin grêle, il reçoit par la veine porte-hépatique le sang qui a déjà irrigué l’intestin et qui a absorbé les nutriments issus de la digestion • par l’artère hépatique, il reçoit du sang en provenance de l’aorte Le sang quitte ensuite le foie par la veine sus-hépatiques qui rejoint le veine cave inférieure.
Le foie, un organe clé dans la gestion du glucose sanguin
Le foie un organe clé dans la gestion du glucose (suite)
La veine hépatique = veine sus-hépatique
Mise en évidence du glycogène dans les cellules du foie (hépatiques) et dans les cellules musculaires
Hépatocytes Cellules musculairesLes coupes ont été colorées par une substance colorant le glycogène en rose et les noyaux en bleu
Devenir du glycogène (ces documents confirment le rôle du glycogène)
Vers les ECE
Une expérience historique: l'expérience du foie lavé.
Expérience du foie lavé en classe
Expérience du foie lavé et du muscle lavé
Bandelette test glucose (plus la coloration est foncée, plus il y a de glucose)
La même expérience réalisée avec du muscle ne donne donc pas les mêmes résultats ...
Métabolisme simplifié du glucose dans un hépatocyte
Dans la cellule hépatique, plusieurs enzymes (en orange sur le schéma) participent aux voies métaboliques de stockage et de déstockage du glucose. Dans la cellule musculaire, glycogénogénèse et glycogénolyse se déroulent, mais l'enzyme glucose phosphatase est absente, ce qui empêche l'exportation du glucose.
Schémas bilan à compléter
Dans deux cas: après un repas ou à jeun et lors d'un exercice musculaire
La glycogénose 1a
La glycogénose 1a est une maladie génétique rare. Elle est due à un déficit en une enzyme, la glucose phosphatase.
Mission accomplie !