La régulation de la glycémie et le diabète
Cours · SVT (terminale), chapitre 13 · terminale, spécialité sciences de la vie et de la Terre · le début du chapitre, la suite sur Adloun
Le glucose est le carburant énergétique privilégié de l'ensemble des cellules de l'organisme et l'unique nutriment utilisable par les neurones dans les conditions normales. La concentration de glucose dans le plasma sanguin, appelée glycémie, doit donc être maintenue à une valeur relativement constante, malgré l'irrégularité des apports alimentaires et l'irrégularité des dépenses (repos, effort physique, jeûne). Ce maintien de la glycémie autour d'une valeur de référence constitue un exemple remarquable d'homéostasie, assurée par un système de régulation hormonale dont le pancréas et le foie sont les acteurs majeurs.
Lorsque ce système est défaillant, la glycémie n'est plus correctement régulée : c'est le diabète, maladie chronique en forte progression dans le monde. Ce chapitre présente d'abord les mécanismes physiologiques de la régulation glycémique, puis l'analyse des principales formes de diabète, de leurs causes et de leur prise en charge.
13.1 La glycémie et sa valeur de consigne
13.1.1 Une grandeur physiologique réglée
Le sang transporte en permanence du glucose vers tous les organes. Sa concentration peut être mesurée par une simple prise de sang. Les variations de cette concentration restent étroitement encadrées chez un individu sain, ce qui traduit l'existence d'un système de contrôle efficace.
La glycémie est la concentration de glucose dans le plasma sanguin. Chez un individu sain à jeun, elle est voisine de (intervalle normal compris entre et ).
La valeur de consigne est la valeur de référence () autour de laquelle l'organisme maintient la glycémie. Tout écart par rapport à cette valeur déclenche une réponse correctrice.
On distingue deux situations d'écart par rapport à la consigne :
- l'hyperglycémie : glycémie supérieure à la valeur normale (par exemple après un repas riche en glucides) ;
- l'hypoglycémie : glycémie inférieure à la valeur normale (par exemple au cours d'un jeûne prolongé ou d'un effort physique intense).
Malgré des entrées de glucose discontinues (repas) et des sorties variables (consommation cellulaire), la glycémie oscille faiblement autour de . Cette stabilité n'est pas passive : elle résulte d'une régulation permanente faisant intervenir des organes de stockage et de déstockage du glucose, commandés par des hormones.
13.1.2 Les réserves de glucose de l'organisme
Le glucose excédentaire est mis en réserve, principalement dans le foie et les muscles, sous forme d'un polymère de glucose : le glycogène. Le tissu adipeux stocke quant à lui l'énergie sous forme de lipides. Lors d'un besoin, ces réserves peuvent être mobilisées pour restituer du glucose au sang.
La glycogénogenèse est la synthèse de glycogène à partir du glucose sanguin : elle consomme du glucose et fait baisser la glycémie.
La glycogénolyse est l'hydrolyse du glycogène en glucose, libéré dans le sang : elle augmente la glycémie. À ces processus s'ajoute la néoglucogenèse, synthèse de glucose à partir de molécules non glucidiques (acides aminés, glycérol).
13.2 Le système de régulation hormonale
13.2.1 Le pancréas, un organe à double fonction
Le pancréas est une glande mixte. Sa fonction exocrine (suc pancréatique déversé dans l'intestin) participe à la digestion. Sa fonction endocrine concerne la régulation de la glycémie : elle est assurée par de petits amas cellulaires dispersés dans le tissu pancréatique, les îlots de Langerhans.
Les îlots de Langerhans sont les structures endocrines du pancréas. Ils contiennent notamment :
- les cellules (les plus nombreuses), qui sécrètent l'insuline ;
- les cellules , qui sécrètent le glucagon.
Ces hormones sont libérées dans le sang (sécrétion endocrine) et transportées vers leurs organes cibles.
13.2.2 Le pancréas est à la fois capteur et émetteur
Les cellules des îlots de Langerhans sont elles-mêmes sensibles à la glycémie : elles jouent le rôle de capteurs. Selon la valeur de la glycémie, elles ajustent la sécrétion d'insuline ou de glucagon. Le pancréas est donc à la fois le détecteur de l'écart et l'organe qui déclenche la réponse hormonale.
Les sécrétions d'insuline et de glucagon varient en sens inverse selon la glycémie :
- lorsque la glycémie augmente, la sécrétion d'insuline augmente et celle de glucagon diminue ;
- lorsque la glycémie diminue, la sécrétion de glucagon augmente et celle d'insuline diminue.
Insuline et glucagon constituent un couple d'hormones antagonistes.