BASIC PRESENTATION

BILAN

Je me teste à la fin :

Sous-titre

TA MISSION

Activité 6 : Homéostat glycémique : boucle de régulation

Activité 7 : Mécanisme de régulation de la glycémie par les hormones pancréatiques

Activité 5 : Des messagers chimiques en action

Activité 4 : Rôle du pancréas dans la régulation de la glycémie

Activité 3 : Rôle des adipocytes ?

Activité 2 : Quels sont les organes acteurs de la régulation de la glycémie ? Rôle du foie ?

Activité 1 : Mettre en évidence l’existence d’une régulation de la glycémie

CHAPITRE 2 : ROLE DU PANCREAS DANS LA REGULATION DU MILIEU INTERIEUR : LA REGULATION DE LA GLYCEMIE

Bravo tu as terminé !

Document 1 : Mise en évidence d’une régulation : Comment varie la glycémie au cours d'une journée ? Doc A : Mesure de la glycémie, sur 24 heures, chez un sujet en bonne santé ayant des activités normales

Un sujet sain effectue une auto-surveillance de sa glycémie capillaire. Il recueille une goutte de sang à l’aide d’un auto-piqueur toutes les heures pendant 24H. Durant cette journée il suit ses activités normales (repas, exercices physiques, repos).

Doc B : Une épreuve d’hyperglycémie provoquée Ce test consiste à mesurer les variations de la glycémie d’une personne en bonne santé après l’ingestion d’une boisson très sucrée (surcharge du sang en glucose).

Document 2 : L’hypoglycémie et l’hyperglycémieL’hypoglycémie est définie par un taux de glucose sanguin inférieur à 0.6-0.7 g L-1. L’hyperglycémie chronique est caractérisée par une glycémie supérieure à 1,2 g.L-1 pendant de longues périodes

Document 1 : Répartition du glucose dans l’organisme -Un animal ingère une solution de glucose radioactif. Cette radioactivité, qui permet de localiser le glucose dans l’organisme, est ensuite mesurée dans différents tissus et organes. -A partir du document suivant, identifiez les organes capables de stocker le glucose. Ces données confirment-elles les conclusions de votre TP1 : Foie lavé ?

Document 2 : Les différentes formes de stockage du glucose Données 1 : Une consommation excessive de sucres conduit à l’obésité, c’est-à-dire à un développement du tissu adipeux. Donnée 2 : Pour déterminer sous quel forme le glucose est stocké, on injecte à des souris du glucose contenant du carbone 14 radioactif, puis on étudie au cours du temps la radioactivité dans différentes molécules afin de suivre le devenir du glucose.

Doc A : Rappel sur la vascularisation du foie :

Document 3 : Rôle du foie dans la régulation de la glycémie

Doc B : Rôle du foie dans la régulation de la glycémie On étudie le rôle du foie chez un chien. Pour cela, on mesure la glycémie dans la veine porte et dans une veine sus-hépatique :

Doc C : Coupe transversale de cellules hépatiques (utilisation d’eau iodée=lugol)

Doc D : Variation de la teneur en glycogène hépatique Afin de préciser le rôle du foie, on mesure la teneur en glycogène hépatique durant une période de jeûne d’une semaine et après un repas riche en glucides :

Foie lavé :

Doc E : Rôle du foie dans la régulation de la glycémie

Expérience du foie lavé

Doc F : En conclusion Le glucose circule dans le sang et peut être prélevé par les cellules pour être directement consommé. Certaines cellules peuvent également transformer ce glucose en glycogène (cellules du foie ou des muscles) ou en triglycérides (adipocytes). Ces molécules représentent une forme de stockage du glucose qui pourra être mobilisée plus tard en cas de besoin.

Document 1 : Tissu adipeux à gauche et schéma d’un adipocyte

Document 2 : une forme de stockage du glucose

Document 3 : Métabolisme de l’adipocyte

Document 1 : Effet global du pancréas dans la régulation de la glycémie Doc A : Des découvertes historiques sur la fonction pancréatique : Expérience de Mering et Minkowski : expériences d’ablation du pancréas chez un chien

En 1921, le Dr Frederick Banting et Charles Best, sous la direction du Dr John Macleod, réussissent à isoler une substance prélevée sur des pancréas de chien et à l’injecter à d’autres chiens dont on avait enlevé le pancréas. Ils avaient remarqué que les chiens rendus diabétiques pouvaient être sauvés par cette substance. En décembre 1921, les résultats sont présentés à la Société Américaine de Physiologie : « nous avons obtenu, à partir du pancréas d’animal, quelque chose de mystérieux et qui, injecté à un chien diabétique, supprime tous les symptômes cardinaux de la maladie. Si cette substance agit chez l’homme, ce sera un grand bienfait pour la médecine ». En résumé : Ces chercheurs émettent l’hypothèse que le pancréas agit sur la glycémie par voie hormonale. Pour tester cette hypothèse, ils enlèvent le pancréas d’un chien, puis réalisent diverses injections d’extraits pancréatiques (une partie est sélectionnée nommés îlots de Langerhans) convenablement préparés et injectés dans le sang d’un animal diabétique font rapidement chuter la glycémie. Ils nomment la substance secrétée insuline, d’insula, île, îlot en latin. Les effets de ces injections sur la glycémie sont présentés ci-dessous :

Doc B : Des découvertes historiques sur la fonction pancréatique : Expérience de Banting et Best

Localisation :

Rappel structure du pancréas :

Doc C : Coupes de pancréas de cobaye (observé au grossissement x 500) et schéma d’une coupe longitudinal du pancréas. Voir TP pancréas http://musibiol.net/biologie/cours/glycemie/histo.html Coupes de pancréas de cobaye (observé au grossissement x 400) : détail d'un ilot de Langerhans. Les vaisseaux sanguins sont bien visibles (avec leurs globules). Observé au microscope optique, le pancréas présente deux types de structures : les acini (acinus au singulier) qui regroupent les cellules sécrétrices d’enzymes digestives (a), et les îlots de Langerhans, ensembles cellulaires dont la taille varie entre 0,1 et 0,2 mm (b). Chacun des îlots contient environ 3000 cellules sécrétrices. Même si le nombre d’îlots atteint 1 à 2 millions, leur masse ne représente qu’environ 1% de celle du pancréas.

Doc D : Expérience d’immunofluorescence : Quelles cellules produisent ces hormones ? Les chercheurs ont trouvé que le pancréas secrété 2 hormones différentes : insuline et glucagon. La technique de coloration dite d’immunofluorescence consiste à localiser une molécule donnée dans un tissu en plaçant ce dernier en présence de molécules d’anticorps capables de se lier spécifiquement à cette molécule. Pour pouvoir localiser ces anticorps dans le tissu, on leur attache un pigment fluorescent qui s’illumine lorsqu’il est correctement éclairé. Des marquages par immunofluorescence sont réalisées sur des coupes d’îlots de Langerhans, sur les documents suivants des anticorps anti-insuline sont liés à un pigment clair (doc a) ; des anticorps anti-glucagon sont liés à un pigment sombre (doc b). Doc a : doc b :

Doc B : Insuline et glucagon : des messagers chimiques

Une hormone est une molécule synthétisée par une cellule endocrine , libérée dans le milieu intérieur suite à un stimulus (signal), transportée par voie sanguine et capable de modifier des cellules cibles en se fixant sur des récepteurs.

Document 1 : Caractéristiques des hormones : Insuline et glucagon Doc A : Schéma de l’action d’une hormone

Document 3 : Action de l’insuline et du glucagon sur la glycémie Doc A : Variation de la glycémie suite à l’injection d’hormone Doc B : Variation de la glycémie suite à une injection de glucagon

En résumé :

Document 4 : Evolution de la quantité d’hormone en fonction de la glycémie In vitro, on fait varier la quantité de glucose en présence de cellules du pancréas et on regarde dose la quantité respective d’hormone produite.

Doc B : Boucle de régulation C’est un système dans lequel la modification d’un paramètre entraine une réponse qui permet de rétablir ce paramètre. La glycémie est un système autorégulé par une boucle de régulation qui permet de maintenir la glycémie à une valeur comprise entre 0.8 et 1.2 g. L-1.

Document 1 : Boucle de régulation : Homéostat glycémique Doc A –Homéostasie

Document 1 : Influence de l’insuline et du glucagon sur le glycogène hépatique

On dose le glycogène hépatique chez un animal pancréatectomisé (à jeun) à qui on injecte de l’insuline ou du glucagon.

Document 2 : Effet de l’insuline sur les tissus adipeux Chez un chien traité à l’alloxane (substance chimique qui détruit sélectivement les cellules béta des ilots de Langerhans) On observe l’évolution de la structure microscopique des cellules adipeuses.

Rôle de l'insuline en résumé :

Document 3 : Autre effet de l’insuline sur les myocytes et les adipocytes Des expériences ont été menées sur des adipocytes et des myocytes cultivés in vitro sur un milieu nutritif contenant notamment du glucose. On mesure le prélèvement de glucose par ces cellules dans 2 conditions : -le milieu ne contient que des éléments nutritifs (lots témoins) ; -on ajoute de l’insuline au milieu de culture (lots tests).

Hyperglycémie :

Hypoglycémie :

A partir de l'ensemble des données, réalisez un schéma-bilan de la régulation de la glycémie en situation postprandiale (après un repas) et en situation de jeûn. Vous ferez apparaitre tous les acteurs de la boucle de régulation : stimulus déclenchant, les cellules (organe) sécrétant les hormones, les hormones impliquées et les cellules cibles (les organes) et l’effet des hormones sur les organes et la conséquence sur la glycémie.

SYNTHÈSE :

La notion de système de régulation (= l'homéostasie)