Fiche de révision : Régulation de la glycémie

📋 Plan du Cours

1. Homéostasie et transport du glucose
2. Hormones de la régulation glycémique
3. Sécrétion et signalisation de l’insuline
4. État postprandial
5. Jeûne court et jeûne prolongé
6. Adaptations à l’exercice d’endurance
7. Organes et voies métaboliques

📖 1. Homéostasie et transport du glucose

🔑 Notions clés & Définitions

• Glycémie : Constante homéostasique dont la valeur peut varier dans des limites étroites afin de répondre aux besoins énergétiques de l’organisme.

★ À maîtriser

• La régulation maintient normalement la glycémie entre 3,90 et 5,50 mmol/L, soit 0,70 à 1 g/L.

📌 Les GLUT assurent une diffusion facilitée selon le gradient de concentration, tandis que les SGLT réalisent un transport actif secondaire contre le gradient grâce au gradient de sodium entretenu par la pompe Na+/K+ ATPase.

• Les principaux GLUT se distinguent par leur affinité et leur localisation:
  • GLUT1 : forte affinité, ubiquitaire
  • GLUT2 : faible affinité, pancréas, foie, intestin et rein
  • GLUT3 : forte affinité, cerveau et globules rouges
  • GLUT4 : affinité intermédiaire, tissu adipeux et muscles squelettiques

Compléments

• Le SGLT1 fait entrer le glucose alimentaire dans l’entérocyte, tandis que le SGLT2 permet sa réabsorption dans le tubule proximal rénal.

💡 Astuce mémo

GLUT selon le gradient, SGLT contre le gradient

📖 2. Hormones de la régulation glycémique

🔑 Notions clés & Définitions

• Glucagon : Principale hormone hyperglycémiante au repos, produite par les cellules α des îlots de Langerhans du pancréas.
• Insuline : Seule hormone hypoglycémiante de l’organisme et sécrétée par les cellules β des îlots de Langerhans du pancréas.

★ À maîtriser

• Le glucagon active un récepteur couplé aux protéines G, puis l’adénylate cyclase, l’AMPc et la protéine kinase A, ce qui phosphoryle des enzymes et permet la libération de glucose.

Compléments

• Les catécholamines sont produites par la médullosurrénale lors d’une hypoglycémie aiguë ou d’un exercice physique intense, et le cortisol, les corticoïdes ainsi que l’hormone de croissance amplifient l’action du glucagon.

💡 Astuce mémo

Glucagon fait monter, insuline fait descendre

📖 3. Sécrétion et signalisation de l’insuline

📝 Points essentiels

• Dans la cellule β, l’augmentation de la glycolyse accroît l’ATP, ferme le canal potassique sensible à l’ATP, dépolarise la membrane, ouvre les canaux calciques dépendants du potentiel et déclenche la libération d’insuline.

• La fixation de l’insuline sur son récepteur à activité tyrosine kinase provoque son autophosphorylation, active notamment Akt et entraîne la translocation des GLUT4 vers la membrane.

💡 Astuce mémo

Glucose → ATP → fermeture K+ → Ca2+ → insuline

📖 4. État postprandial

★ À maîtriser

• Après un repas, l’hydrolyse et l’absorption des glucides élèvent la glycémie, ce qui augmente le rapport insuline/glucagon et favorise la captation, la glycolyse et le stockage du glucose.

• L’insuline inhibe la glycogénolyse et la néoglucogenèse, stimule la translocation de GLUT4, active la glycogénogenèse et active la glycolyse.

Compléments

• Le GIP et le GLP-1 libérés par l’épithélium digestif potentialisent l’effet du glucose sur la sécrétion d’insuline, tandis que le GLP-1 inhibe aussi le glucagon et favorise la satiété.

• Lors de l’hyperglycémie, les neurones du noyau arqué sécrètent la POMC, précurseur de la MSH, qui exerce un effet anorexigène.

💡 Astuce mémo

Hyperglycémie → insuline → captation et stockage du glucose

📖 5. Jeûne court et jeûne prolongé

★ À maîtriser

• Au cours du jeûne de courte durée, soit 4 à 6 heures, la diminution de l’insuline et des influx nerveux stimule progressivement le glucagon.

• Au cours du jeûne court, le glucagon active la glycogénolyse, inhibe la glycogénogenèse et la glycolyse, et commence à activer la néoglucogenèse hépatique.

• Pendant le jeûne court, la diminution de l’insuline réduit la captation du glucose par GLUT4 dans les tissus insulinodépendants, tandis que le foie mobilise son glycogène et commence la néoglucogenèse hépatique et intestinale.

• Au cours du jeûne de longue durée, soit 12 à 16 heures, l’adrénaline, les glucocorticoïdes, l’hormone de croissance et le glucagon soutiennent la glycémie.

📌 Dans le jeûne prolongé, la production de glucose par la glycogénolyse diminue avec l’épuisement des réserves hépatiques, tandis que la néoglucogenèse devient la source majoritaire de glucose.

Compléments

• Le jeûne prolongé favorise la lipolyse du tissu adipeux et fournit des acides gras et des corps cétoniques comme substrats énergétiques alternatifs au glucose.

💡 Astuce mémo

Glycogénolyse d’abord, néoglucogenèse ensuite

📖 6. Adaptations à l’exercice d’endurance

★ À maîtriser

📌 Lors d’un exercice long et peu intense, les lipides sont les principaux substrats énergétiques, tandis que lors d’un exercice intense, les glucides sont préférentiellement oxydés.

• Au début de l’effort, l’inertie de la voie oxydative entraîne une sollicitation majoritaire de la glycolyse anaérobie, puis la voie aérobie fournit rapidement l’énergie nécessaire à la contraction musculaire.

• Pendant l’exercice, l’AMPK favorise la translocation des GLUT4 dans le muscle et la lipolyse dans le tissu adipeux, tandis que la néoglucogenèse hépatique utilise notamment le lactate, le glycérol et les acides aminés.

Compléments

📌 L’administration d’insuline pendant un exercice peut provoquer une hypoglycémie, car les effets de l’insuline s’ajoutent à ceux de l’AMPK.

💡 Astuce mémo

Effort intense : glucides ; effort prolongé : lipides

📖 7. Organes et voies métaboliques

★ À maîtriser

• Le foie capte le glucose par GLUT2 et peut réaliser la glycolyse, la glycogénogenèse, la glycogénolyse et la néoglucogenèse.

Compléments

• Les muscles squelettiques réalisent la glycolyse et la glycogénogenèse, tandis que le tissu adipeux réalise principalement la lipogenèse et la lipolyse.

📌 Les hormones régulent les voies métaboliques par phosphorylation ou déphosphorylation des enzymes et par modification transcriptionnelle de leur expression.

📊 Tableaux de synthèse

Transporteurs GLUT principaux