Corrigé bac SVT 2026 Métropole jour 2 — Exercice 2 : L'effet incrétine : le GLP-1 intestinal amplifie la sécrétion d'insuline

Introduction

La glycémie (concentration de glucose dans le plasma, voisine de $1\mathrm{g}\cdot {\mathrm{L}}^{-1}$ à jeun) est une grandeur réglée : sa hausse après un repas est détectée par les cellules $\beta$ des îlots de Langerhans du pancréas, qui sécrètent l'insuline, seule hormone hypoglycémiante ; celle-ci stimule l'entrée du glucose dans les cellules et son stockage en glycogène dans le foie et les muscles. Dans ce schéma, c'est le glucose sanguin lui-même qui commande la sécrétion d'insuline. Or, à glycémie égale, une charge de glucose ingérée fait monter l'insulinémie bien plus qu'une perfusion intraveineuse : c'est l'effet incrétine. Tout se passe comme si le passage du glucose par le tube digestif ajoutait un second signal, indépendant de la glycémie, qui stimule le pancréas.

Stratégie. Je vérifie d'abord la réalité de l'effet et la piste d'une hormone intestinale, le GLP-1 (document 1) ; je montre que l'intestin libère cette hormone dans le sang quand il absorbe du glucose (document 2) ; je cherche enfin comment le pancréas la reçoit (document 3) et ce qu'elle y provoque, sur l'expression du gène de l'insuline (document 4a) et sur la sécrétion d'insuline (document 4b).

Document 1 — L'effet incrétine est réel et s'accompagne d'une sécrétion de GLP-1

propre à la voie orale

Ce que je vois. Graphique A : la glycémie suit la même évolution dans les deux protocoles, d'environ $0,95g/L$ à un maximum voisin de $1,9g/L$ à 45 min, puis retour vers $0,85g/L$ à 240 min : la perfusion est bien isoglycémique. Graphique B : l'insulinémie part de la même valeur (environ 7 à 8 mU/L) mais, après ingestion orale, elle grimpe jusqu'à environ 83 mU/L à 60 min, alors qu'après perfusion elle plafonne vers 20 mU/L entre 30 et 90 min ; à 60 min, le rapport est d'environ $83/19\approx 4,4$. Graphique C : le GLP-1, identique au départ (12--13 pmol/L), double après ingestion orale (24 pmol/L dès 15 min, maximum d'environ 30 pmol/L à 60 min, soit $30/13\approx 2,3$ fois la valeur initiale) puis décroît lentement ; sous perfusion, il reste plat entre 10 et 13 pmol/L. Les erreurs types sont petites devant ces écarts.

Ce que j'en déduis. La glycémie étant la même, l'excès d'insuline libéré après ingestion (pic environ quatre fois plus haut) ne peut être commandé par le glucose sanguin seul : un autre signal, propre à la voie orale, stimule les cellules $\beta$. Le seul paramètre qui diffère est la concentration de GLP-1, hormone intestinale qui n'augmente qu'après ingestion, avec une chronologie compatible (elle monte dès 15 min, avant le pic d'insuline). Conclusion partielle : l'effet incrétine est mesurable et corrélé à une libération de GLP-1 déclenchée par la seule voie orale. Une corrélation n'est pas une preuve : il reste à établir que le glucose intestinal provoque cette libération et que le GLP-1 agit sur le pancréas.

Document 2 — L'intestin libère du GLP-1 dans le sang lorsqu'il absorbe du

glucose

Ce que je vois. Dans une portion d'intestin de chien isolée et perfusée, la concentration de GLP-1 recueillie à la sortie de la veine intestinale augmente de $+11,4\pm 3,26pmol/L$ par rapport au niveau de référence lorsque la lumière reçoit 30 mmol/L de glucose (différence significative, #). Avec 30 mmol/L de saccharose, la variation est nulle ($-0,04\pm 0,77pmol/L$), significativement différente du résultat avec le glucose (*).

Ce que j'en déduis. Le dispositif isole l'intestin du reste de l'organisme : la hausse de GLP-1 dans le sang veineux vient nécessairement de cellules de la paroi intestinale qui sécrètent cette hormone dans le sang (sécrétion endocrine). Le témoin saccharose est décisif : ce glucide, non digéré ici, n'est pas absorbé et ne déclenche rien ; ce n'est donc ni la présence d'un sucre dans la lumière ni un effet osmotique qui stimule la sécrétion, mais bien l'absorption du glucose. Conclusion partielle : le glucose qui traverse la paroi intestinale provoque la libération de GLP-1 dans la circulation, ce qui explique pourquoi seule la voie orale fait monter le GLP-1 dans le document 1 (le glucose perfusé ne passe jamais par l'intestin).

Document 3 — Les cellules $\beta$ des îlots de Langerhans portent des

récepteurs au GLP-1

Ce que je vois. Sur l'image A, un îlot de Langerhans de rat est délimité, avec une mince bande périphérique de cellules $\alpha$ (glucagon) et un large cœur de cellules $\beta$ (insuline). Sur l'image B, après application d'anticorps fluorescents spécifiques des récepteurs au GLP-1, la fluorescence (gris clair) se superpose exactement au cœur de cellules $\beta$ de l'image A ; la bande périphérique des cellules $\alpha$ reste gris foncé, comme le tissu pancréatique exocrine qui entoure l'îlot.

Ce que j'en déduis. Un anticorps ne se fixe qu'à la molécule dont il est spécifique : la fluorescence révèle des récepteurs au GLP-1 à la surface des cellules $\beta$, et leur absence sur les cellules $\alpha$ comme dans le reste du pancréas. Une hormone n'agit que sur ses cellules cibles, celles qui possèdent le récepteur complémentaire : les cellules $\beta$, productrices d'insuline, sont des cibles du GLP-1, et elles seules dans l'îlot. Conclusion partielle : le GLP-1 transporté par le sang peut être reçu spécifiquement par les cellules qui sécrètent l'insuline (résultat obtenu chez le rat, transposé à l'humain).

Document 4a — Le GLP-1 stimule l'expression du gène de l'insuline

Ce que je vois. Sur l'autoradiographie, les trois échantillons témoins donnent de petites taches gris pâle pour l'ARNm de l'insuline ; les trois échantillons cultivés avec $5.10^{-4}$ mmol/L de GLP-1 donnent des taches nettement plus grandes et plus foncées, différence significative en densitométrie. Les ARNm d'autres protéines témoins ne varient pas.

Ce que j'en déduis. La taille et la noirceur d'une tache traduisent la quantité d'ARNm : les cellules exposées au GLP-1 contiennent beaucoup plus d'ARNm d'insuline, donc transcrivent davantage le gène de l'insuline, et cet effet est spécifique puisque les autres ARNm ne changent pas. Davantage d'ARNm permet, par traduction, davantage d'insuline disponible dans la cellule $\beta$. Conclusion partielle : fixé sur son récepteur, le GLP-1 augmente l'expression du gène de l'insuline, donc la capacité de production de l'hormone (échelle moléculaire).

Document 4b — Le GLP-1 amplifie la sécrétion d'insuline déclenchée par le

glucose

Ce que je vois. Sur des îlots humains isolés, la sécrétion d'insuline vaut 100 % avec 0,6 g/L de glucose. Avec 1,8 g/L de glucose seul, elle monte à environ 165 % (hausse significative, ). Avec 1,8 g/L de glucose et* 10 nmol/L de GLP-1, elle atteint environ 220 %, valeur significativement supérieure à celle du glucose seul (#) : l'ajout de GLP-1 apporte environ $220-165=55$ points, soit une sécrétion $220/165\approx 1,3$ fois plus forte.

Ce que j'en déduis. La première comparaison retrouve le cours : les cellules $\beta$, capteurs de la glycémie, sécrètent plus d'insuline quand le glucose augmente. La seconde montre que, à glucose identique, le GLP-1 fixé sur ses récepteurs amplifie la libération d'insuline (échelle cellulaire, sur des îlots humains). Le GLP-1 seul, sans glucose élevé, n'a pas été testé : on ne peut pas dire qu'il déclenche à lui seul la sécrétion, seulement qu'il potentialise celle que le glucose induit. Conclusion partielle : en présence d'une glycémie élevée, le GLP-1 augmente d'environ un tiers la sécrétion d'insuline des îlots.

Mise en relation

Les documents s'enchaînent en une chaîne causale complète, de l'intestin au pancréas.

• Lors d'une ingestion orale, le glucose absorbé par la paroi intestinale déclenche la libération de GLP-1 dans le sang (document 2), dont la concentration double dès 15 min (document 1C). Lors d'une perfusion, le glucose n'entre jamais dans l'intestin : pas d'absorption, pas de GLP-1.
• Transporté par le sang, le GLP-1 se fixe sur les récepteurs spécifiques des cellules $\beta$, ses cellules cibles, que ne portent ni les cellules $\alpha$ ni le tissu exocrine (document 3).
• Cette fixation augmente la transcription du gène de l'insuline (document 4a) et amplifie la sécrétion d'insuline déclenchée par le glucose (document 4b, environ $+30\%$).
• Par voie orale, les cellules $\beta$ reçoivent donc deux signaux convergents, la glycémie (présente dans les deux protocoles) et le GLP-1 (voie orale seule) : leur addition explique un pic d'insulinémie environ quatre fois plus élevé pour une même glycémie (document 1B). C'est l'effet incrétine.

Ce que le correcteur attend : que le témoin isoglycémique du document 1 soit compris (il élimine la glycémie comme explication), que le témoin saccharose du document 2 soit exploité (c'est l'absorption du glucose, non sa présence, qui déclenche la sécrétion), que la corrélation du document 1 soit distinguée de la causalité établie par les documents 2 à 4, et que l'on n'affirme pas que le GLP-1 déclenche seul la sécrétion d'insuline : les documents montrent une amplification de la réponse au glucose.

Conclusion

L'ingestion de glucose élève davantage l'insulinémie qu'une injection intraveineuse parce qu'elle mobilise, en plus de la détection directe de la glycémie par les cellules $\beta$, une communication hormonale entre l'intestin et le pancréas : l'absorption intestinale du glucose libère le GLP-1, qui se fixe sur les récepteurs des cellules $\beta$, y stimule l'expression du gène de l'insuline et amplifie la sécrétion d'insuline provoquée par le glucose. La réponse insulinique est ainsi plus précoce et plus ample lors d'un repas réel que ne le voudrait la seule glycémie. Cet effet éclaire une piste thérapeutique du diabète de type 2 : des médicaments imitant le GLP-1 stimulent la sécrétion d'insuline seulement lorsque la glycémie est élevée, ce qui limite le risque d'hypoglycémie.