Chapitre G : les glucides alimentaires et la régulation de la glycémie
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Chapitre G : les glucides alimentaires et la régulation de la glycémie
TS Spécialité SVT Chapitre G : les glucides alimentaires et la régulation de la glycémie Pb : comment survivre à l’ingestion de 5 paquets de bonbons ou à 3 jours sans sucre ? 1/ Diversité des glucides alimentaires Glucides, protéines et lipides sont les 3 familles de molécules organiques indispensables au bon fonctionnement de notre organisme. Chacune de ces familles apporte un élément spécifique : Les glucides sont sources d’énergie. Les protéines sont source d’acides aminés utiles à la synthèse de nos propres protéines indispensables à l’architecture cellulaire. Les lipides sont indispensables à l’organisation de la membrane et à de nombreuses hormones. La famille des glucides regroupe des macromolécules comme l’amidon (chez les plantes) et le glycogène (chez les animaux). Il s’agit dans les 2 cas, de polymères de glucose : Amidon chez les plantes L Guérin Glycogène chez les animaux Page 1 sur 8 Ecole Jeannine Manuel TS Spécialité SVT A côté des macromolécules, on distingue des molécules plus petites : des monosaccharides : glucose, fructose, galactose, ribose des disaccharides : saccharose, lactose, maltose = glucose = saccharose Bien entendu, les macromolécules de l’alimentation ne peuvent pas être directement absorbées dans le sang au niveau de l’intestin. Au cours de la digestion il y a une simplification des macromolécules. Ainsi l’amylase sécrétée dans la salive et le pancréas permet la simplification par hydrolyse de l’amidon en maltose puis plus tard en glucose. 2/ Maintien de la glycémie Pb : comment mesurer la glycémie ? Voir TP mise au point d’une technique pour doser le glucose La glycémie mesure la concentration de glucose dans le sang (NB : ne pas dire « concentration de glycémie » qui voudrait dire concentration de concentration de glucose). Elle est voisine de 1 g/L. Elle se mesure le matin, à jeun car la prise d’un repas perturbe la glycémie. Evolution de la glycémie au cours de la journée (pour info) Une hypoglycémie (glycémie inférieure à 0.80 g/L) entraine rapidement une sensation de faim, une grande fatigue, des malaises, voire des comas dans les cas les plus graves. Une hyperglycémie (glycémie supérieure à 1.26 g/L) entraine des effets sur le long terme avec des nécroses tissulaires et de graves problèmes oculaires et rénaux. L Guérin Page 2 sur 8 Ecole Jeannine Manuel TS Spécialité SVT Après un repas, le glucose est absorbé dans le sang au niveau de l’intestin grêle. Le sang est collecté dans la veine porte hépatique qui le conduit intégralement au foie. Le foie, grâce à sa position originale dans la circulation sanguine, joue donc un rôle fondamental dans la régulation de la glycémie : Après un repas, le foie stocke l’excès de glucose sous la forme de glycogène. Au cours d’un jeûne prolongé, le foie restitue et libère du glucose dans la circulation sanguine par hydrolyse du glycogène. Remarque : les cellules hépatiques ne peuvent pas stocker le glucose sous cette forme simple car cela augmenterait considérablement leur pression osmotique. Elles vont donc le transformer sous une forme de stockage : le glycogène qui est un polymère de glucose. L Guérin Page 3 sur 8 Ecole Jeannine Manuel TS Spécialité SVT 3/ Des catalyseurs biologiques : les enzymes Pb : en quoi les enzymes sont-elles des catalyseurs biochimiques ? Voir TP pepsine et/ou trypsine Un peu de chimie : Un catalyseur est une espèce chimique qui permet d’augmenter la vitesse d’une réaction mais qui n’apparaît pas dans l’équation de cette réaction (ni un réactif ni un produit). Un catalyseur influe uniquement sur la cinétique de la réaction chimique considérée. Il n’est pas consommé et se retrouve inaltéré à la fin de la réaction. Il suffit alors d’une très petite quantité de catalyseur pour transformer rapidement une grande quantité de réactifs. En général, un catalyseur catalyse une réaction déterminée : on dit qu’un catalyseur est spécifique d’un type de réaction. Les enzymes accélèrent les réactions chimiques qui se déroulent dans la cellule. Ce sont des catalyseurs biologiques ; Ce sont des protéines qui possèdent 3 propriétés fondamentales : Une spécificité d’action : une enzyme catalyse un type de réaction chimique précis (hydrolyse, oxydoréduction, isomérisation…) Une spécificité de substrat : elles ne sont capables de transformer qu’une seule molécule. En effet, la structure en 3D de l’enzyme dessine un site actif dont la forme est parfaitement complémentaire du substrat cad de la molécule qui est transformée. Schéma bilan enzyme - à retenir L Guérin Page 4 sur 8 Ecole Jeannine Manuel TS Spécialité SVT Les enzymes ont une température optimale (dans cet exemple Toptimale = 30°C). De 0 à 30°C, l’agitation moléculaire augmente, ce qui augmente la probabilité de rencontre entre l’enzyme substrat. Au-delà de 30°C, l’enzyme comme toutes les protéines se dénature ce qui altère son site actif et donc son efficacité. Les enzymes ont un pH optimal. Au-delà du pH optimal, l’enzyme comme toutes les protéines change de forme ce qui altère son site actif et donc son efficacité. L Guérin Page 5 sur 8 Ecole Jeannine Manuel TS Spécialité SVT 4/ La régulation de la glycémie 4.1/ Rôle du pancréas Un animal sans pancréas meurt rapidement en hyperglycémie : « Hypothèse 1 : le pancréas régule le foie par voie nerveuse » « Hypothèse 2 : le pancréas régule le foie par voie hormonale » Organe de commande = Hypothèse 1 : Pancréas Communication par voie nerveuse = nerf Hypothèse 2 : Communication par voie hormonale = sang Organe effecteur = Foie 2 hypothèses de travail Expérience pour tester hypothèse 1 : on réalise une ablation du pancréas (= pancréatectomie) puis on le regreffe ; résultats : la glycémie est corrigée ; Comme la greffe ne rétablit pas la communication nerveuse on peut affirmer que l’hypothèse 1 est fausse. Conclusion : le pancréas ne régule pas le foie par voie nerveuse. Expérience pour tester hypothèse 2 : on réalise une ablation du pancréas (= pancréatectomie) puis on le réalise des injections de broyat de pancréas ; résultats : la glycémie est corrigée ; On peut affirmer que l’hypothèse 2 est confirmée. Conclusion : le pancréas régule le foie par voie hormonale via une substance libérée dans le sang. Relation anatomique foie, pancréas – pour info L Guérin Page 6 sur 8 Ecole Jeannine Manuel TS Spécialité SVT Le pancréas possède 2 fonctions différentes : La première qualifiée d’exocrine : le pancréas produit des enzymes (amylase, lipase, peptidase) sécrétées, via le canal pancréatique, dans l’intestin. Il permet la digestion des aliments. La seconde qualifiée d’endocrine : le pancréas produit des hormones sécrétées dans le sang. L’analyse du pancréas a permis de repérer des amas particuliers : les ilots de Langerhans. On y distingue 2 types de cellules : o Les cellules Beta qui produisent l’hormone insuline. o Les cellules Alpha qui produisent l’hormone glucagon. Schéma d’un ilot de Langerhans dans le pancréas – pour info Comment est régulée la glycémie ? Voir TP foie lavé et action de l’insuline Hormones Insuline Glucagon Production par Pancréas, cellule Beta Pancréas, cellule Alpha Sécrétion provoquée par Cellules cibles Action physiologique Conséquence sur la glycémie Hyperglycémie Récepteurs des cellules hépatique, musculaire, adipocyte Stockage du glucose sous forme de glycogène Diminution de la glycémie = hypoglycémiant e Récepteurs des cellules du foie. Hydrolyse du glycogène et libération du glucose Augmentation de la glycémie = hyperglycémian te Hypoglycémie Comparaison Insuline / Glucagon – A connaitre L Guérin Page 7 sur 8 Ecole Jeannine Manuel TS Spécialité SVT 2.2/ Schéma fonctionnel : régulation de la glycémie Schéma bilan – Régulation de la glycémie – Belin page 181 L Guérin Page 8 sur 8 Ecole Jeannine Manuel