BASIC PRESENTATIO

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

Rappel de première : Le glucose est puisé dans le sang par toutes les cellules de l’organisme et est utilisé comme source d’énergie (c’est la respiration cellulaire). Glucose + O2 =========> CO2 + H2O + ATP (énergie) L'organisme utilise environ 10 à 15 g de glucose par heure s'il est au repos complet, et beaucoup plus s’il fait une activité. Le glucose du sang est donc sans cesse utilisé par les cellules qui l'utilisent comme principale source d'énergie (les cellules nerveuses et les hématies utilisent exclusivement du glucose en source d'énergie), pourtant la quantité de glucose ne diminue que très légèrement après les apports des repas. Le sang est donc sans cesse réalimenté en glucose.

Leyla est en cours de biologie et elle ne se sent pas très bien, elle a la tête qui tourne, elle est livide et se sent très fatigué. Vous décidez d’en informer le professeur (Mme Ferreira !!!). Mme Ferreira s’approche de Leyla pour lui poser quelques questions dont une : « as-tu pris un petit déjeuner ce matin ».Leyla répond négativement. Mme Ferreira décide d’appeler l’infirmière pour qu’elle puisse donner à Leyla un sucre et qu’elle se repose. Elle explique au reste de la classe que Leyla fait sans doute une hypoglycémie. Mme Ferreira assaillie de questions de la part de ses élèves décide d’expliquer pourquoi Leyla s’est évanouie……

LUMIERE LOGO

Les muscles sont constitués de cellules spécialisées : les fibres musculaires ou myocytes. La contraction des muscles représente une dépense énergétique importante (sous forme de travail mécanique et de chaleur).

Chez un individu sain la glycémie oscille faiblement autour de 1 g.L-1 de plasma à jeun. Si on provoque une forte variation de la glycémie (jeun, repas) cette valeur est rapidement de retour à la valeur habituelle. On peut dire que la glycémie est régulée. Cet homéostat glycémique doit être obligatoirement régulé car le glucose est indispensable aux cellules de l’organisme, c'est un métabolite nécessaire aux réactions métaboliques productrices d’énergie. Il existe des cellules ne pouvant utiliser que le glucose comme source d’énergie, on parle de glucodépendance (exemple : les hématies, les neurones).

Activité 6 : Homéostat glycémique

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Muscle

Enfin !

Rein

Foie

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go!

Réutilisez !

Les bases

2020 - 2021

Anne-Claire MULLER

START

GEnial.ly

Presentation niveau 1

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Bilan

Activité 3 : Devenir adolescent

Un cas particulier : Les Castrats

Aide méthodologique : construction tableau

Tu veux savoir à quoi correspond la puberté ???

La problématique

LA PUBERTE

Bravo tu as terminé !

00:00

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).

hyper

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

Nous avons vu l’année dernière que le glucose sanguin est issu de la digestion des glucides. Nous avons également vu l’importance du glucose pour la vie des cellules L’apport de glucose et son utilisation par les cellules ne coïncident pas. Qu’est-ce que cela nous montre ?

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

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.

Votre tante Pauline adore les bonbons et les sucreries, son médecin lui a confirmé qu’elle présente une obésité. Elle est étonnée de la situation car par ailleurs elle mange équilibrée. Elle vous demande de l’aider à comprendre la situation et vous demande conseil …….comme d’habitude, il va falloir l’aider …

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

4-Sachant que la lipolyse correspond à la réaction de dégradation des TG dans le tissu adipeux et que la lipogenèse est la formation des TG. Placez ses 2 termes sur les équations suivantes et sur le Doc C.

Document 2 : une forme de stockage du glucose

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go!

6-Document 4 : En vous appuyant sur le métabolisme de l’adipocyte expliquez dans quel cas les réactions des flèches noires sont favorisé /ou rouge. Si ce sont les réactions (flèches noirs) qui sont favorisées, dites comment va évoluer la taille des adipocytes.

Document 3 : Métabolisme de l’adipocyte

Rq : Les adipocytes peuvent métaboliser les triglycérides en glycérol qui est libéré dans le sang. Enfin, les cellules du foie peuvent produire du glucose et le libérer dans le sang. Cette production de glucose se fait à partir de leurs réserves de glycogène (glycogénolyse) ou du glycérol prélevé dans le sang (néoglucogenèse).

hypoglycémie

Hyperglycémie

-Complétez ce document par des flèches sur le sens d’échanges de glucose entre le sang et les tissus et le sens des réactions dans les 3 organes en cas d’hyperglycémie (en rouge) et en cas d’hypoglycémie (en bleu). Les cellules musculaires peuvent transformer leur glycogène en glucose, mais elles ne peuvent pas le libérer dans le sang et il ne sert qu’à leur consommation propre. -Conclure en indiquant quelle sera la conséquence de ces échanges sur la glycémie.

Document 4 : Conclusion :

Manuel le grand père de Julia présente un cancer au niveau du pancréas et il souffre de troubles digestifs et d’hyperglycémie. Julia est votre amie et vous demande de l’éclairer sur ses signes cliniques et paraclinique.

Activité 3 : Rôle du pancréas dans la régulation de la glycémie, analyse d’expériences

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 :

Foie

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

Doc A : Variation de la glycémie suite à l’injection d’hormone

Doc B : Variation de la glycémie suite à une injection de glucagon

Document 2 : Action de l’insuline et du glucagon sur la glycémie

Activité 6 : Homéostat glycémique

Chez un individu sain la glycémie oscille faiblement autour de 1 g.L-1 de plasma à jeun. Si on provoque une forte variation de la glycémie (jeun, repas) cette valeur est rapidement de retour à la valeur habituelle. On peut dire que la glycémie est régulée. Cet homéostat glycémique doit être obligatoirement régulé car le glucose est indispensable aux cellules de l’organisme, c'est un métabolite nécessaire aux réactions métaboliques productrices d’énergie. Il existe des cellules ne pouvant utiliser que le glucose comme source d’énergie, on parle de glucodépendance (exemple : les hématies, les neurones).

En résumé :

Document 3 : 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.

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

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

Foie

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.

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Muscle

Enfin !

Rein

Foie

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.

Document 2 : Effet de l’insuline sur les tissus adipeux

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).

Faire une capture d' écran

situation de jeûn

postprandiale

http://musibiol.net/biologie/cours/glycemie/bilan.html

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)