Terminale S 2015-2016
Kartable
Terminale S 2015-2016

Glycémie et diabète

I

Les enzymes

Enzyme

Une enzyme est un catalyseur de réaction biochimique.

La glucose−6-phosphatase est une enzyme qui hydrolyse le glucose−6-phosphate en glucose + phosphate inorganique.

Les enzymes sont les protéines qui réalisent les réactions du vivant. Elles réalisent les réactions selon :

  • Une spécificité de substrat : elles n'agissent que sur un seul substrat, reconnu grâce au site de reconnaissance de l'enzyme.
  • Une spécificité d'action : elles réalisent toujours la même action sur le substrat dont elles sont spécifiques, au niveau de leur site catalytique.
  • Un optimum de fonctionnement : leur vitesse d'action est maximum à des conditions de pH et de température spécifiques à chacune.

Spécificité de substrat

Une enzyme n'agit que sur un seul substrat.

La glucose−6-phosphatase n'agit que sur le glucose−6-phosphate.

Spécificité d'action

L'enzyme ne catalyse qu'une seule réaction.

La glucose−6-phosphatase n'est capable d'hydrolyser le glucose−6-phosphate qu'en glucose + Pi.

Optimum de fonctionnement

L'optimum de fonctionnement d'une enzyme représente les conditions de pH et de température dans lesquelles l'enzyme a la vitesse de réaction la plus grande.

Chaque enzyme possède : un site de reconnaissance et un site catalytique qui forment le site d'action, qui leur confèrent leurs spécificités. Ce site est défini par la conformation spatiale de l'enzyme.

Site d'action

Le site d'action d'une enzyme est composé :

  • du site de reconnaissance, qui permet la reconnaissance du substrat
  • du site catalytique, au niveau duquel la réaction se fait

Plusieurs enzymes peuvent agir sur le même substrat avec des actions différentes.

L'enzyme catalyse la réaction sans être dégradée, elle peut être réutilisée jusqu'à ce qu'elle soit recyclée.

II

La glycémie

A

Généralités sur la glycémie

Glycémie

La glycémie est la quantité de sucre dans le sang en g.L−1.

Le glucose est l'apport énergétique de l'organisme, il permet la production d'ATP par respiration ou fermentation, la molécule qui fournit l'énergie nécessaire aux réactions de la cellule. L'ATP ne se conservant pas, le glucose doit être en permanence à disposition des cellules de l'organisme, et donc en circulation dans le sang. Or, il est toxique pour les cellules quand présent en trop grande concentration. Il est donc maintenu aux alentours d'une valeur de consigne de 1 g.L−1.

Valeur de consigne

Une valeur de consigne est la valeur autour de laquelle un paramètre physiologique doit être maintenu pour qu'il n'y ait ni manque ni toxicité pour l'organisme.

Hypoglycémie

Une hypoglycémie est une concentration de glucose dans le sang anormalement basse.

Hyperglycémie

Une hyperglycémie est une concentration de glucose dans le sang anormalement élevée.

Ainsi :

  • Une hypoglycémie correspond à une valeur inférieure ou égale à une concentration de 0,6 g.L−1 de glucose dans le sang.
  • Une glycémie normale est comprise entre 0,7 et 1,1 g.L−1 à jeun, et inférieure à 1,4 g.L−1, 1h30 après un repas.
  • Une hyperglycémie correspond à une valeur supérieure ou égale à 1,1 g.L−1 à jeun.
B

La régulation de la glycémie

Pour la santé de l'organisme, la glycémie doit être maintenue autour de la valeur de consigne de 1 g.L−1. Or le glucose est apporté par les repas qui sont des prises importantes et inconstantes. L'organisme régule donc la glycémie au travers d'un système hormonal qui met en jeu le foie et le pancréas.

1

L'augmentation de la glycémie

Lors d'un repas, les glucides, qui sont de grosses molécules, sont dégradées par les enzymes digestives en plusieurs molécules de glucose. Ce glucose passe dans le sang au niveau des microvillosités de la paroi de l'intestin grêle. Donc après un repas, la glycémie dans le sang s'élève, ce qui peut être dangereux pour l'organisme.

Lors d'une augmentation de la glycémie :

  • Les cellules bêta des îlots de Langerhans sécrètent de l'insuline.
  • L'insuline se fixe sur ses récepteurs au niveau du foie.
  • Le foie démarre la glycogénogenèse, qui transforme plusieurs molécules de glucose en une molécule de glycogène. Elles seront stockées dans le foie et le muscle.
  • Lorsque l'apport glucidique est très important, la capacité de stockage du foie peut être dépassée. Le foie initie alors la lipogenèse qui transforme un grand nombre de molécules de glucose en acides gras qui seront stockés dans les masses adipeuses.
Insuline

L'insuline est une hormone hypoglycémiante sécrétée par les cellules bêta des îlots de Langerhans.

La glycogénogenèse et la lipogenèse permettent de faire baisser la glycémie jusqu'au retour à la valeur de consigne.

Glycogénogenèse

La glycogénogenèse, qui se déroule dans le foie, est le processus par lequel plusieurs molécules de glucose sont transformées en glycogène sous l'influence de la sécrétion d'insuline.

Lipogenèse

La lipogenèse se déroule dans le foie. Elle est le processus par lequel de nombreuses molécules de glucose sont transformées en acides gras sous l'influence de la sécrétion d'insuline, quand la capacité de stockage du foie est dépassée.

2

La diminution de la glycémie

En dehors des repas, la glycémie dans le sang peut baisser à cause de la consommation de glucose par l'organisme, ce qui peut être dangereux pour l'organisme.

Lors d'une diminution de la glycémie :

  • Les cellules alpha des îlots de Langerhans sécrètent du glucagon.
  • Le glucagon se fixe sur ses récepteurs au niveau du foie.
  • Le foie démarre la glycogénolyse, qui dégrade le glycogène en plusieurs molécules de glucose qui seront remises en circulation dans le sang.
  • Lorsque l'hypoglycémie est importante, et que les stocks de glycogène du foie sont consommés, le foie initie alors la lipolyse qui dégrade les acides gras des masses adipeuses en un grand nombre de molécules de glucose.
Glucagon

Le glucagon est une hormone hyperglycémiante sécrétée par les cellules alpha des îlots de Langerhans.

La glycogénolyse et la lipolyse permettent d'augmenter la glycémie jusqu'au retour à la valeur de consigne.

Glycogénolyse

La glycogénolyse est le processus qui dégrade le glycogène en plusieurs molécules de glucose.

Lipolyse

La lipolyse est le processus qui dégrade les acides gras des masses adipeuses en un grand nombre de molécules de glucose lorsque les stocks de glycogène du foie sont consommés.

C

Schéma bilan

-

La régulation de la glycémie

III

Le diabète

Diabète

Le diabète est une hyperglycémie chronique.

A

Le diabète de type 1

Diabète insulino-dépendant

Le diabète insulino-dépendant, ou diabète de type 1, est un diabète caractérisé par l'absence de cellules bêta sécrétrices d'insuline.

Ce type de diabète apparaît chez l'enfant et l'adolescent. Il est causé par une destruction auto-immune des cellules bêta du pancréas donc par le système immunitaire de l'organisme. Il n'y a plus de production d'insuline, et par conséquent pas de mise en réserve du glucose. Ce dernier reste en circulation dans le sang, même après un repas, quelle que soit la glycémie.

L'insuline n'est plus produite suite à la réaction auto-immune, mais ses récepteurs sont toujours présents, ce qui permet un traitement par des injections d'insuline qui permettent la mise en réserve du glucose. Le diabète de type 1 est donc dit insulino-dépendant car il se soigne par de l'insuline.

Les principaux symptômes du diabète de type 1 sont :

  • Une fatigue chronique
  • Une soif permanente
  • Urines abondantes
  • Un amaigrissement
B

Le diabète de type 2

Diabète insulino-indépendant

Le diabète insulino-indépendant, ou diabète de type 2, est un diabète caractérisé par un déficit de sécrétion d'insuline suite à une sursollicitation des cellules bêta des îlots de Langerhans.

Le diabète de type 2, ou diabète gras, apparaît le plus souvent après 40 ans chez des personnes en surpoids. Il représente plus de 85% des diabètes en France. La maladie est le plus souvent asymptomatique.

Le diabète de type 2 apparaît progressivement.

  • Lors de la phase prédiabétique, ou encore d'intolérance au glucose, la glycémie est un peu haute mais sans hyperglycémie. Les cellules effectrices du foie répondent de manière insuffisante à l'insuline : on parle d'insulinorésistance. Le manque de réponse à l'insuline est compensé par une augmentation de la sécrétion d'insuline.
  • Lorsque le diabète est établi, le pancréas est fatigué, il n'arrive plus à produire suffisamment d'insuline pour réguler la glycémie. Il y a donc de l'insulinorésistance et un déficit de sécrétion d'insuline. Au final, l'individu est en hyperglycémie et ne sécrète pas assez d'insuline.

Le diabète est dit insulino-indépendant : il se traite sans injection d'insuline. Les individus atteints sont astreints à un régime strict et à une activité physique régulière, plus certains médicaments visant à activer la production d'insuline si nécessaire.

C

Les causes du diabète

Maladie multifactorielle

Une maladie multifactorielle est une maladie causée par plusieurs facteurs combinés.

Le diabète est une maladie multifactorielle. Les causes peuvent être :

  • Génétiques : Dans le cas du diabète de type 1, un enfant a 5% de chance d'avoir un diabète de type 1 si l'un de ses parents est malade. Dans le cadre du diabète de type 2, un enfant a 30% de chance d'avoir un diabète de type 2 si l'un de ses parents est malade. Si ce sont les deux parents qui sont malades, l'enfant a un risque de 50% de le devenir aussi.
  • Environnementales : Le diabète de type 1 peut être dû à une infection virale comme la rubéole lors de l'enfance voire de la vie fœtale. Des facteurs nutritionnels peuvent aussi être mis en cause. Le diabète de type 2 est notamment dû à l'obésité. La mauvaise alimentation, la vie sédentaire et un manque d'activité physique sont d'autant de facteurs prédisposants.
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