FICHE SEANCE
LA MISE EN RESERVE DU GLUCOSE Nombre de séances : 2 Durée: 4h Discipline : SVT Niveau : Première S Partie du programme concernée : La régulation de la glycémie et les phénotypes diabétiues.
Objectifs ,
Comprendre le mécanisme de stockage du glucose
Prérequis ,
Maîtriser le mécanisme de dégradation du glucose.
,
La régulation de la glycémie.
Notions abordées ,
Le foie.
,
Les muscles.
,
Le glycogène.
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Introduction La glycémie est le taux de glucose dans le sang. Expérience : suivi de glucose radioactif après l’ingestion (cf.doc 1) qu’il se retrouve principalement dans : – le foie – les muscles
I - Le stockage du glucose dans le Foie
1 – L’expérience du foie lavé et dosages : Analyse de documents : a) Expérience réalisée par Claude Bernard (1855)
Son protocole : – 1 chien adulte nourri depuis plusieurs jours de viande – Sacrifice du chien 7 heures après un repas copieux de tripes – Foie enlevé – Lavage continu du foie par la veine porte pendant 40 minutes Ses interprétations : – « En début d’expérience, l’eau qui sort par les veines hépatiques est sucrée et l’est de moins en moins au cours du lavage continu – 24 h après avoir laissé ce foie à T° ambiante, le foie qui était vide en glucose la veille en est abondamment pourvu »
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Ses résultats : – « Le foie est capable de fabriquer du glucose dans l’intervalle entre le lavage et le test. – C’est un organe de rétention du glucose dans l’organisme, qui alterne des fonctions de stockage et déstockage – Il maintient constant le taux de sucre sanguin, malgré l’irrégularité des apports et de l’utilisation. » Le foie est donc un organe de stockage du glucose.
b) Dosage de la glycémie.
Interprétations : – Après une période de jeûne, la glycémie est plus grande en sortie de foie. – Après un repas, la glycémie est plus faible en sortie de foie. Le foie est donc est un organe effecteur de la régulation du glucose.
2 – Sous quelle forme le glucose est-il stocké ? : Lorsque la quantité de glucose circulant dans le sang est importante, suite à la digestion par exemple, le glucose est mis en réserve dans le foie sous l’influence de l’insuline, sous forme d’un assemblage de glucides appelé glycogène. a) Le glycogène
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Le glycogène est un polymère de glucose, de formule chimique (C6H10O5)n. Sa molécule est constituée de plusieurs milliers de molécules de glucose unies pour former une chaîne ramifiée. Par hydrolyse, le glycogène redonne du glucose libre. b) Le rôle du foie. A la suite d’un repas : - la glycémie s’élève, - le pancréas perçoit cette élévation et fabrique de l’insuline - l’insuline ainsi produite permet au glucose qui passe par le foie d’être stocké sous forme de glycogène - ceci permet à la glycémie de ne pas trop s’élever Dans l’intervalle des repas : - les cellules du corps utilisent le glucose qui se trouve dans le sang comme source d’énergie, - la glycémie a tendance à baisser, - ceci entraîne une baisse de synthèse de l’insuline par le pancréas, - cette baisse de l’insuline entraîne au niveau du foie une libération du glucose qui avait été mis enréserve, - ceci permet aux cellules du corps de disposer de glucose 24 heures sur 24 pour fonctionner normalement.
II - Le stockage du glucose dans les muscles.
Les muscles interviennent aussi dans la régulation de la glycémie. 1 – Observations pratiques : Analyse de documents :
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a) Les cellules musculaires. Les cellules musculaires stockent aussi le glucose sous forme de glycogène. b) L’insuline. Expérience : – Un fragment de muscle est placé dans 2 milieux glucosés, l’un avec insuline et l’autre sans insuline. – La quantité de glucose prélevé par les cellules musculaires et la quantité de glycogène présent dans les cellules musculaires sont dosés après 10 minutes d’incubation. – Les résultats figurent dans le tableaux ci-dessous.
Le message insulinique entraîne la glycogénogénèse dans le muscle.
2 – Le stockage et utilisation du glucose. Le glycogène est stocké dans les muscles puis dégradé en glucose lors d’efforts musculaires. Contrairement au foie, le glucose qui a été mis en réserve dans le muscle ne peut être utilisé que par le muscle lui-même, et il ne peut pas être libéré dans le sang.
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III – Comparaison du rôle du foie et du rôle des muscles.
1 – Une fonction commune = stocker le glucose. Les muscles assurent le stockage d’environ 70 % du glucose apporté par un repas, tandis que le foie n’assure le stockage que d’environ 30 % du glucose apporté par ce repas. Le glucose stocké ou fabriqué dans le foie est libéré dans le sang dans l’intervalle des repas et pendant la nuit. Les muscles utilisent pour eux-mêmes le glucose qu’ils ont stocké. Chez certains diabétiques, ou pour les personnes ayant un excès de poids ou une activité physique trop faible, la capacité de stockage dans les muscles est plus sévèrement perturbée que la capacité de stockage dans le foie. 2 – Synthèse du glycogène et réactions enzymatiques. a) La glycogénogenèse. La glycogénogenèse est la voie métabolique qui permet, dans le foie et le muscle, la synthèse de glycogène à partir du glucose. Le mécanisme qui aboutit à la synthèse du glycogène à partir d’un nombre important de molécules de glucose est résumé par la formule : n C6H12O6 (glucoses) —> (C6H10O5)n (glycogène) + (n-1) H2O
b) Les réactions enzymatiques.
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La glycogénogénèse se déroule en cinq étapes sous l’action de plusieurs enzymes : 1 - Action enzymatique de la glucokinase (dans le foie) ou de l’hexokinase (dans le muscle) : glucose —> glucose-6-phosphate. 2 - Action enzymatique de la phosphoglucomutase : glucose-6-phosphate —> glucose-1-phosphate 3- Action enzymatique de l’UDP-glucose-pyrophosphorylase : glucose-1-phosphate + UTP —>UDP-glucose + pyrophosphate 4 - Action enzymatique de la glycogène-synthase ou synthétase : UDP-glucose + glycogènen —> glycogènen+1 + UDP 5 - Action enzymatique de la glycosyl-4,6-transférase : glycogènen+1 —> glycogènen+1 branché
Conclusion : Le glucose circulant dans le sang est utilisé par les muscles lors d’efforts énergétiques. Il peut être stocké sous forme de glycogène dans les muscles et dans le foie, qui constitue une réserve énergétique pour le corps dans l’intervalle des repas. Lorsque la quantité de glucose diminue dans le sang (hypoglycémie), le glycogène stocké peut alors être dégradé en glucose afin de rétablir l’équilibre et répondre aux besoins de l’organisme en carburant.
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