Le glucose est une molécule essentielle pour le fonctionnement cellulaire car elle est la principale source d'énergie. Fournie par l'alimentation, elle pénètre dans l'organisme au niveau de l'intestin et est distribué dans tout l'organisme grâce au sang. La concentration de glucose dans le sang (la glycémie), chez une personne en bonne santé, est toujours comprise entre 0.8 et 1.2 g.L-1 dans le plasma sanguin. C’est ce qu’on appelle une constante physiologique (physiologique : études des fonctionnements des organes).
I. La glycémie est une variable régulée
La glycémie (= concentration de glucose dans le sang) est sans cesse remise en question au cours d’une journée, mais est aux toujours comprise entre 0.8 et 1.2 g.L-1 dans le plasma sanguin, c'est l'homéostasie glycémique.
A) Après un repas, la glycémie augmente transitoirement
Après les repas chez une personne en bonne santé, le glucose provenant de la digestion des glucides de l'alimentation traverse les parois de l’intestin avec les autres nutriments et passe dans le sang (au niveau de villosités intestinales).
Pourtant la glycémie augmente très peu (quelques dixièmes) et elle revient très vite à environ 1 g.L-1, ce qui montre que le glucose en excès est retiré très vite du sang.
Glycémie au cours d'une journée chez une personne en bonne santé
B) Entre les repas, la glycémie baisse très peu
Le glucose est puisé dans le sang par toutes les cellules de l’organisme et est utilisé comme source d’énergie (c’est la respiration cellulaire).
Glucose + O2 =========> CO2 + H2O + énergie
C6H12O6 + 6 O2 ============> 6 CO2 + 6 H2O + énergie
L'organisme utilise environ 10 à 15 g de glucose par heure s'il est au repos complet, et beaucoup plus s’il fait une activité.
Le glucose du sang est donc sans cesse utilisé par les cellules qui l'utilisent comme principale source d'énergie (les cellules nerveuses et les hématies utilisent exclusivement du glucose en source d'énergie), pourtant la quantité de glucose ne diminue que très légèrement après les apports des repas. Le sang est donc sans cesse réalimenté en glucose.
Même après une nuit de jeûne, la glycémie ne diminue que jusqu’à 0,8 g.L-1, ce qui prouve sa constance.
C) Une hypoglycémie ou une hyperglycémie ont de graves conséquences
Hypoglycémie : glycémie inférieure à la normale
L’organisme met tout en œuvre pour éviter l’hypoglycémie, qui peut causer des dommages irréversibles au cerveau.
En dessous de 0.6 g.L-1, le manque de glucose pour les cellules nerveuses entraîne des troubles divers : tremblements, sueur, pâleur...)
En dessous de 0.5 g.L-1, le manque de glucose pour les cellules nerveuses entraîne des convulsions, un coma, lésions cérébrales puis la mort si la situation dure trop longtemps.
Hyperglycémie : glycémie supérieure à la normale
L’hyperglycémie est dangereuse à long terme : elle cause des troubles vasculaires (durcissement des vaisseaux sanguins), des troubles rénaux, oculaires… caractéristiques d’un diabète.
Le maintien d'une glycémie entre 0.8 et 1.2 g.L-1 dans le plasma sanguin est donc une nécessité vitale pour l'organisme. Le maintien de cette glycémie met en jeu des mécanismes de régulation.
II. Le foie est le principal organe agissant directement sur la glycémie
A) Le rôle fondamental du foie dans la glycémie
Rappel : l'appareil digestif de l'homme
Les expériences de Claude Bernard, notamment celle dite du "foie lavé" (1855) ont permis de préciser le rôle du foie. Claude Bernard démontré que le foie est capable de libérer du glucose dans l'organisme.
Le foie est également capable de produire du glucose à partir de molécules de nature différente (comme des acides gras ou des acides aminés).
Grâce à l'administration de glucose radioactif, il est possible de suivre le devenir du glucose dans l'organisme. Une partie est directement consommée par les cellules, mais une autre partie est stockée dans le foie.
B) Après un repas, le foie met du glucose en réserve
Les vaisseaux sanguins irriguant les intestins (veine porte-hépatique) se dirigent ensuite vers le foie avant d’aller vers le cœur. Après un repas, le glucose passé dans le sang au niveau de l'intestin est en excès dans les vaisseaux sanguins au niveau de l'intestin, mais va être prélevé par le foie et polymérisé en glycogène grâce des enzymes : c’est le processus de glycogénogenèse (polymérisation du glucose en glycogène, une macromolécule ayant une structure différente de celle de l’amidon).
n glucose == (enzyme : glucokinase) ==> n glucose-phosphate == (enzyme : glycogène synthétase) ==> glycogène
Le glycogène est ce qu’on appelle une macromolécule de réserve (de la famille des glucides), que l’on trouve sous forme de pelote (petits grains) dans le cytoplasme des cellules hépatiques. Au maximum, le foie contient environ 100 g de glycogène.
D’autres tissus peuvent aussi faire des réserves de glucose :
- les tissus musculaires : sous-forme de glycogène,
- les tissus adipeux (graisse) : sous forme de triglycérides (lipides).
Remarque : Chez l’homme (contrairement à chez la souris), le glucose est transformé par le foie en triglycérides, qui seront ensuite stockés dans des cellules adipeuses (les adipocytes) : c’est ce qu’on appelle la lipogenèse.
C) Le foie apporte du glucose au sang lorsque la glycémie baisse
Entre les prises alimentaires lorsque la glycémie diminue, le foie hydrolyse petit à petit ses réserves de glycogène pour les transformer en glucose grâce des enzymes, et libère ainsi du glucose dans le sang qui va soutenir la glycémie : c’est ce qu’on appelle la glycogénolyse.
glycogène == (enzyme : glycogène phosphorylase) ==> n glucose == (enzyme : glucose phosphatase) ==> n glucose-phosphate
Les muscles aussi effectuent la glycogénolyse, mais il garde le glucose formé pour leur usage propre, ce qui permet d’économiser le glucose du sang.
Les cellules adipeuses peuvent aussi hydrolyser leurs triglycérides : c’est ce qu’on appelle la lipolyse.
triglycéride + eau ===== (enzyme) =====> glycérol + 3 acides gras (A.G.)
Les triglycérides ne peuvent pas se retransformer en glucose, mais certains organes, comme le cœur ou les reins, sont capables d’utiliser les A.G. comme nutriments énergétiques à la place du glucose (en cas d’hypoglycémie), ce qui permettra d’économiser le glucose pour le cerveau.
En cas de jeûne extrême, le foie est capable, par l’intermédiaire d’enzymes, de transformer d’autres nutriments en glucose (glycérol ou protéines) : c’est ce qu’on appelle la néoglucogenèse.
Bilan : Seul le foie est capable de sécréter du glucose dans le sang.
Synthèse et dégradation du glycogène dans les cellules hépatiques
http://www.svt-biologie-premiere.bacdefrancais.net/regulation-glycemie.php
Éduquer un diabétique, c’est aussi éduquer son entourage à dépister les signes d’alarme d’une hypoglycémie (malaise, troubles du comportement, agressivité, refus de manger, nausées…).
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