GLYCÉMIE

• PARIS VI - MÉDECINE SORBONNE UNIVERSITÉ
• RONÉOS 2022-2023
• Rédactrice 1 : Vaishnavi Thusyanthan
• Rédactrice 2 : Basma Mousbaï
• Date du cours

  26 janvier 2023
• Professeur : Dr Giabicani
• EIA ENDOCRINOLOGIE

  Physiologie 5 : Régulation de la glycémie
• Glycémie très finement régulée autour de 4,5 mmol/L (+/- 1,1)
• Il faut prendre en compte une balance entre deux phénomènes principaux : Consommation permanente de glucose par toutes les cellules de l'organisme (majorée en cas d'effort) et Apports exogènes irréguliers rythmés par les repas

  
• Cela nécessite une régulation du métabolisme glucidique : c'est ce que l'on appelle l'homéostasie glucidique

  
• Mise en évidence du rôle du foie

  1. Une hépatectomie est réalisée chez un animal, ce qui provoque un coma hypoglycémique puis le décès en quelques heures

  2. Lorsqu'on perfuse du glucose 200 mg/kg/h à cet animal hépatectomisé, la glycémie est maintenue et l'animal continu de vivre

  
• Stocks et besoins en glucose

  • Consommation : 200 mg/kg/h ; majorée en cas d'effort
  • Stocks adultes : 6 à 8h de métabolisme de base
  • Besoins énergétiques de base : 2000 kcal/24h, variable selon l'âge (réserves moindres chez l'enfant), l'activité sportive … (possibilité de jeûne de 60 jours chez l'adulte)
  • Les glucides s'épuisent très vite, les protides un peu moins. En revanche le stock de lipides dure longtemps, ce pourquoi on perd moins facilement de gras

  
• Expériences de Claude Bernard (1855)

  1. Il regarde la glycémie chez un animal à deux endroits : au niveau de la veine porte (qui arrive au foie) et au niveau de la veine sus-hépatique (qui sort du foie)

  2. Chez l'animal à jeun : la glycémie est basse dans la veine porte (peu de sucres circulants), mais élevée à la sortie du foie dans la veine sus hépatique => le foie est capable de produire du glucose

  3. Chez l'animal après un repas riche en hydrates de carbone : forte glycémie en amont du foie, qui se normalise en aval

  4. Le foie est capable de produire mais surtout de stocker du glucose

  5. 7h après le repas de l'animal (= à jeûn), il le sacrifie et instille de l'eau dans la veine porte et regarde la concentration en sucre à la sortie de la veine sus-hépatique. Il s'avère que l'eau est sucrée puis elle devient pure

  6. 24 heures plus tard, il instille à nouveau de l'eau dans la veine porte de cet animal. Il se rend compte alors que l'eau est de nouveau sucrée en sortie

  7. Le foie est capable de libérer puis produire du glucose à distance des repas

  
• Mise en évidence du rôle du pancréas endocrine

  1. En réalisant une pancréatectomie totale chez un animal, on induit : un diabète sucré (hyperglycémie, glycosurie) et une stéatorrhée (déficit en enzymes pancréatiques)

  2. Une destruction spécifique des cellules bêta du pancréas provoque un diabète sucré par carence en insuline, donc une hyperglycémie responsable de glycosurie/polyurie osmotique, d'un catabolisme protéique/lipidique et d'une production de corps cétoniques par cétogenèse hépatique (provoque une acido-cétose)
• Insuline

  • Seule hormone hypoglycémiante
  • Peptide de 51 AA composé de 2 chaîne alpha et bêta
  • Précurseur = pro-insuline → insuline + peptide C (dosage ++)
  • Séquence très conservée entre les espèces
  • Taux plasmatiques variables selon les repas. Faible à jeun (2 à 10 μU/ml, élevés en post-prandial (50 à 100 μU/ml) pour maintenir une glycémie normale à 4,5mmol/L
  • Demi-vie de 10 à 30 min
  • Catabolisme hépatique (50%) et rénal
  • Agit via un récepteur membranaire de type Tyrosine Kinase : phosphorylation du récepteur induit une cascade de phosphorylation, majoritairement sur la voie PI3 kinase

  
• Physiopathologie du diabète sucré

  • L'insulinopénie provoque une hyperglycémie (augmentation du sucre dans le sang) qui cause une glycosurie (je fais pipi car j'ai trop de sucre) accompagnée par une diurèse osmotique (élimination d'eau) ce qui donne cliniquement une polyuro-polydyspie (je bois trop car je fais trop pipi)
  • Le manque d'insuline est aussi responsable d'un catabolisme donc d'un amaigrissement
  • Elle cause aussi une polyphagie et une disparition du stock de glycogène, car la glycogénogénèse ne se fait que sous l'action de l'insuline (retenir que l'Insuline = hormone du stock)
  • L'insulinopénie conduit à la lipolyse (augmentation taux AG) et à la cétogenèse à partir des produit de dégradation de la lipolyse, qui cause une cétonémie + acidose (par acidité de corps cétoniques) et cétonurie (dangereux pour cerveau)

  
• Contrôles de l'insulino-sécrétion

  1. L'insuline est stockée dans de petites vésicules au sein des cellules bêta pancréatiques

  2. Lorsqu'il y a trop de glucose dans la circulation, il y a entrée relativement passive de glucose dans la cellule pancréatique via le transporteur GLUT 2

  3. Cela provoque la fermeture du canal K+ ATP dépendant donc une dépolarisation membranaire qui conduit à l'ouverture du canal Ca2+ voltage dépendant : ce flux entrant de calcium est responsable de l'exocytose de vésicules d'insuline

  
• Actions physiologiques de l'insuline

  • Action hypoglycémiante : ↘ production hépatique de glucose, ↗ de l'utilisation cellulaire du glucose (glycolyse), ↗ du transport cellulaire du glucose (GLUT4)
  • Anabolisme, réserves énergétiques : Muscle/Foie : ↗ glycogénogenèse et ↘ glycogénolyse, Foie/Tissu adipeux : ↗ lipogenèse et ↘ lipolyse/cétogenèse, Muscle : ↗ synthèse protéique et ↘ protéolyse

  
• Tissus insulino-dépendants et non insulino-dépendants


  • Tissus non insulino-dépendants : Cerveau et SNC, Foie, Cellule bêta pancréatique, (Rétine, peau, médullo-surrénale, placenta et GR et GB)
  • Tissus insulino-dépendants : Muscle, Tissu Adipeux

  
• Glucagon


  • Hormone hyperglycémiante
  • Peptide de 29 AA
  • Précurseur = pro-glucagon
  • Très grande conservation inter espèce
  • Taux plasmatiques de 100pg/ml, + stables que ceux de l'insuline (pas de dosage)
  • Catabolisme hépatique
  • Récepteurs spécifique membranaire couplés aux protéines G (7 domaines transmembranaires)

  
• Régulation de la sécrétion du glucagon

  • Mobilisation des substrats énergétiques si besoins énergétiques accrus : Jeune prolongé, Activité physique, Stress, Hypoglycémie
  • Stimule la glycogénolyse hépatique +++
  • Stimule la néoglucogénèse et la cétogenèse
  • Stimule la lipolyse (on en a besoin pour faire de la cétogenèse)

  
• Autres hormones de la contre régulation

  • Les catécholamines : notamment l'adrénaline et la noradrénaline produites au niveau de la médullosurrénale, peuvent réguler la glycémie
  • Le cortisol : a une action plus lente sur la glycémie. Produit au niveau de la corticosurrénale, il favorise la néoglucogénèse et la protéolyse, qui va fournir des substrats pour la néoglucogénèse. Il diminue également l'utilisation cellulaire du glucose
  • L'hormone de croissance a elle aussi une action lente sur la glycémie. Produite au niveau de l'hypophyse, elle a une action lipolytique, ce qui va fournir du glycérol pour la néoglucogénèse et des acides gras pour la cétogenèse. Elle diminue elle aussi l'utilisation cellulaire du glucose
• Les différentes phases du métabolisme

  1. Après un repas, la glycémie a tendance à s'élever. Ce qui entraine la stimulation de la cellule beta, la libération d'insuline qui agit au niveau des tissus cibles : foie, muscles, tissu adipeux pour maintenir la glycémie normale au cours de la phase dite anabolique, c'est-à-dire la phase de mise en stock des substrats énergétiques

  2. À l'inverse, en situation de jeun, la glycémie a tendance à diminuer, ce qui va stimuler la cellule alpha du pancréas provoquant la libération de glucagon. La diminution de la glycémie va stimuler les autres hormones de la contre-régulation. Ces différentes hormones vont agir au niveau de leurs tissus cibles pour libérer des substrats énergétiques pour maintenir une glycémie normale pendant la phase catabolique

  3. Tout au long de la journée, il y a succession de phases repas-jeun, l'objectif étant de maintenir une glycémie normale

  
• Métabolisme

  1. Phase anabolique

  2. Phase catabolique

  
• Phase anabolique


  Mise en stock des substrats énergétiques
• Phase catabolique


  Libération des substrats énergétiques en l'absence d'apport exogène

  
• Phase anabolique

  1. Glycogénogenèse dans le foie

  2. Glycogénogenèse dans le muscle

  3. Lipogenèse dans le tissu adipeux

  
• Phase catabolique


  1. Libération de glucose par le foie

  2. Synthèse de glucose à partir de substrats non glucidiques

  
• Jeûne court physiologique


  • 6-8 heures en l'absence d'activité physique
• Jeûne modéré

  • 12 heures - 4 jours

  
• Jeûne prolongé

  • Épargne protéique
  • Épuisement des stocks de graisses
  • Reprise du catabolisme protidique
  • Mise en route de la néoglucogenèse rénale

  
• Dosages sanguins

  • Glycémie veineuse
  • Insulinémie ou peptide C
  • Hémoglobine glycosylée (HbA1c) ou fructosamine

  
• Épreuve de jeûne

  • Dosage de l'insuline et du peptide C
  • Dosage de la GH et du cortisol
  • Dosage des corps cétoniques
  • Dosage de l'ammoniémie
  • Chromatographie des acides aminés
  • Test au glucagon IM

  
• Hyperglycémie provoquée par voie orale (HGPO)


  Test pour voir comment l'organisme tolère le glucose et régule le taux de sucre

  
• Régulation de la glycémie = résultat des interactions entre : Foie + Pancréas + Muscle + Tissu adipeux

  
• Facteurs de régulation de la glycémie

  • Facteur hypoglycémiant : Insuline
  • Facteurs hyperglycémiants : Glucagon, Catécholamines, GH et Cortisol

  
• Rôle majeur du foie

  • Glycogénogénèse
  • Glycogénolyse
  • Néoglucogénèse
  • Cétogénèse