Fonctions endocriniennes du pancréas/régulation du métabolisme des glucides Flashcards
Introduction
Le pancréas joue un rôle clé dans la régulation de la digestion des macronutriments et donc du métabolisme et de l’homéostasie énergétique en libérant diverses enzymes digestives et hormones pancréatiques. Il est située derrière l’estomac, dans la patie supérieure gauche de la cavité abdominale, et est divisé en trois parties: la tête, le corps et la queue. La majeure partie de cet organe sécréteur est constituée de cellules acineuses - ou exocrines - qui sécrètent le suc pancréatique contenant des enzymes digestives, telles que l’amylase, la lipase pancréatique et le trypsinogène, dans les canaux, à savoir le canal pancréatique principal et le canal pancréatique accessoire.
En revanche, les hormones pancréatiques sont libérées de manière endocrine, c-a-d qu’elle sont sécrétées directement dans la circulation sanguine. Les cellules endocrines sont regroupées, formant ainsi ce que l’on appelle les îlots de Langerhans, qui sont de petites structures en forme d’île à l’intérieur du tissu pancréatique exocrine et qui ne représentent que 1-2% de l’ensemble de l’organe.
Quelles sont les hormones principales qui influencent la sécrétion de glucose dans le plasma? Sécrétées par le pancréas
Sécrétées par le pancréas:
- l’insuline: diminue la concentration de glucose dans le plasma en favorisant son entrée dans les cellules, en particulier les cellules musculaires et adipeuses, et en stimulant la synthèse du glycogène dans le foie et les muscles.
-Le glucagon: augmente la concentration de glucose dans le plasma en stimulant la glycogénolyse et la gluconéogenèse dans le foie, ce qui libère du glucose dans le sang.
- La somatostatine: joue un rôle de policier pancréatique, en libérant l’insuline et le glucagon. Elle aide le pancréas à activer ou à désactiver alternativement chacune des hormones opposées.
- L’amyline: est une hormone, fabriquée dans un rapport de 1: 100 avec l’insuline, qui contribue à augmenter la satiété, c-a-d la satisfaction et l’état de plénitude d’un repas, afin d’éviter les excès alimentaires. Elle contribue également à ralentir la vidange trop rapide du contenu de l’estomac, afin d’éviter un pic rapide de la glycémie.
Le polypeptide pancréatique (PP): régule l’activité de sécrétion exocrine et endocrine du pancréas.
Quelles sont les hormones principales qui influencent la sécrétion de glucose dans le plasma? Hors pancréas
Hors pancréas:
- Les catécholamines: principalement, l’épinéphrine, augmentent la glycémie en stimulant la glycogénolyse et la lipolyse, ce qui mène à une production accrue de glucose par le foie et à une stimulation réduite de glucose par les tissus périphériques.
- Les hormones thyroïdiennes: augmentent la glycémie en stimulant l’absorption du glucose dans l’intestin et en accélérant le métabolisme basal, ce qui peut augmenter la consommation de glucose par les tissus.
- Les glucocorticoïdes: comme le cortsiol, augmentent la glycémie en stimulant la guconéogenèse hépatique, en inhibant l’utilisation du glcuose par les tissus et en diminuant la sensibilité à l’insuline.
- L’hormone de croissance (GH) augmente la glycémie en réduisant l’utilisation périphérique du glucose et en stimulant la production de glucose par le foie, tout en augmentant la lipolyse et la disponibilité des acides gras libres comme source d’énergie.
Quelles sont les caractéristiques des îlots de Langerhans dans le pancréas humian?
Les îlots de Langerhans sont des agrégats ovales de cellules mesurant environ 76 à 175 micromètres. Ils sont dispersés à travers le pancréas, plus abondants dans la queue que dans le corps et la tête du pancréas. Les îlots bêta présentent environ 2% du volume de la glande, tandis que la partie exocrine du pancréas constitue 80%, et les conduits ainsi que les vaisseaux sanguins composent le reste. L’humain possède de 1-2 millions d’îlots, chacun bénéficiant d’une riche vascularisation. Le sang des îlots se draine dans la veine porte hépatique, semblable à celui provenant du tractus gastro-intestinal.
Combien de types de cellules distincts trouve-t-on dans les îlots de Langerhans, et quelles hormones chacune de ces cellules sécrète-t-elle?
Il existe 5 types de cellules différentes qui libèrent divers hormones du système endocrinien: i)les cellules a (cellule A) productrices de glucagon, qui représentent 15-20% de l’ensemble des cellules des îlots de langerhans; ii) les cellules b (Cellule B) productrices de l’amyline, de peptide C et d’insuline, qui représentent 65 à 80% de l’ensemble des cellules;
iii) les cellules y (cellules F) productrices de polypeptide pancréatique (PP), qui représentent 3-5% du total des cellules des îlots
iv) Cellules s (cellules D) productrices de somatostatine, qui représentent 3-10%
v) Cellules E productrices de ghréline, représentent moins de 1% du total des cellules.
Quelle est la relation physiologique entre les cellules A et B et les vaisseaux sanguins?
Cellules A et B ont une relation étroite avec les vaisseaux sanguins. L’insuline produite par les cellules B et le glucon produit par les cellules A sont sécrétées par exocytose et travers la lame basale de la cellule et celle du capillaire avant d’entrer dans le lumen des capillaires fenestrés. Cette proximité favorise l’entrée rapide et efficace de ces hormones dans la circulation sanguine.
Quelle est la structure de l’insuline?
L’ARNm de l’insuline est traduit sous la forme d’un précurseur à chaîne unique appelé préproinsuline, et l’élimination de son peptide signal lors de l’insertion dans le réticulum endoplasmique génère la proinsuline.
La proinsuline est constitué de 3 domaines: une chaîne B amino-terminale, une chaîne A carboxy-terminale et un peptide de liaison au milieu, appelée peptide C. Dans le réticulum endoplasmique, la proinsuline est exposée à plusieurs endopeptidases spécifiques qui excisent le peptide C, générant ainsi la forme mature de l’insuline. L’insuline et le peptide C libre sont conditionnés dans le Golgi en granules sécrétoires qui s’accumulent dans le cytoplasme.
Affirmation
De légères différences dans la composition en a.a. de la molécules sont présentes d’une espèce à l’autre. Ces différences ne sont généralement pas suffisantes pour affecter l’Activité biologiques de l’insuline chez des espèces hétérologues, mais elles sont suffisantes pour rendre l’insuline antigénique.
Où se trouvent les récepteurs à l’insuline?
Les récepteurs à l’insuline sont des protéines transmembranaires présentes sur la surface de nombreuses cellules dans le corps. Ils jouent un rôle crucial dans la régulation du métabolisme du glucose et d’autres aspects du métabolisme cellulaire.
Types de cellules que les récepteurs à l’insuline possèdent
i) Cellules musculaires (myocytes): récepteurs à l’insuline sur les cellules musculaires permettent l’entrée du glucose dans les cellules pour être utilisé comme source d’énergie ou pour stocké sous forme de glucogène.
ii) Cellules adipeuses (adipocytes): dans les tissu adipeux, les récepteurs à l’insuline facilitent le stockage des lipides en stimulant la prise de glucose et la synthèse des acides gras.
iii) Cellules hépatiques (hépatocytes): le foie joue un rôle central dans la régulation du glucose sanguin. Les récepteurs à l’insuline sur les hépatocytes favorisent la synthèse du glycogène et inhibent la gluconéogenèse.
iv) Cellules du système nerveux: bien que le cerveau utilise principalement le glucose de manière indépendant de l’insuline, les récepteurs à l’insuline dans le cerveau sont importants pour certaines fonctions neuronales et la régulation de l’apétit.
v) Autres types de cellules: les récepteurs à l’insuline se trouvent également sur de nombreux autre types de cellules dans tout le corps, y compris les cellules endothéliales (dans les vaisseaux sanguins), les cellules du pancréas et les cellules immunitaires.
Quelle est la structure du récepteur à l’insuline et comment est-il formé?
Le récepteur à l’insuline est un tétramètre d’une masse moléculaire d’eniron 340000, composé de deux sous-unités alpha et de deux sous-unités B glycoprotéiniques. Toutes ces sous-unités sont synthétisées à partir d’un seul ARN, puis séparées protéolytiquement et liées entre elles pour des ponts disulftures.
Les sous-unités alpha, qui sont extracellulaires, se lient à l’insuline, tandis que les sous-unité B traversent la membrane. Les parties intracellulaires des sous unités B ont une activité de tyrosine kinase. Les sous-unités alpha et béta sout toutes deux glycosylées, avec des résidus de sucre s’étendant dans le liquide interstitiel.
Quel est le mécanisme intracellulaire déclenché par la liaison de l’insuline à son récepteur?
La liaison de l’insuline active l’activité de tyrosine kinase des sous-unités B du récepteur, entraînant une autophosphorylation des résidus de tyrosine sur ces sous-unités. Cette autophosphorylation, nécessaire pour que l’insuline exerce ses effets biologiques, déclenche la phosphorylation de certaines protéines cytoplasmiques et la déphosphorylation d’autres.
Plusieurs protéines intracellulaires ont été identifiées comme substrats de phosphorylation pour le récepteur de l’insuline, la plus étudiée étant le substrat 1 du récepteur de l’insuline ou IRS-1. L’IRS-1 sert notamment de centre d’amarrage pur le recrutement et l’activation d’autres enzymes qui, en fin de compte, médiatisent les effets de l’insuline.
Comment les récepteurs à l’insuline sont-ils traités dans la cellule après la liaison de l’insuline?
Lorsque l’insuline se lie à ses récepteurs, ceux-ci s’agrègent en amas et sont absorbés dans la cellule par endocytoses médiée par le récepteur. Finalement, les complexes insuline-récepteur entrent dans les lysosomes, où les récepteurs sont dégradés ou recyclés. La demi-vie du récepteur à l’insuline est d’environ 7 hrs.
Quelle est la demi-vie de l’insuline dans la circulation chez l’humain et comment est-elle métabolisée?
La demi-vie de l’insuline dans la circulation humaine est d’environ 5 minutes. L’insuline se lie aux récepteurs de l’insuline et une partie est internalisée et détruite par des protéase dans les endosomes formés par le processus d’endocytose.
Quels sont les effets physiologiques de l’insuline selon leur vitesse d’action?
Les effets physiologiques de l’insuline sont vastes et complexes, divisées en actions rapides, intermédiaires et retardées. Son effet le plus connu est l’effet hypoglycémiant, mais il y a également des effets sur le transport des a.a et des électrolytes, de nombreuses enzymes, et la croissance. L’effet net de l’hormone est le stockage des glucides, des protéines et des lipides, ce qui justifie l’apellation d’insuline comme hormone de l’abondance.
Quels sont les effets de l’insuline sur différents tissus?
L’insuline a de manière générale l’effet de favoriser la croissance cellulaire.
i) tissus adipeux, l’insuline orcheste la prise et le stockage des énergie dans le tissu adipeux, contribuant à la régulation de l’homéostasie énergétique de l’organisme.
ii) muscle, l’insuline améliore l’absorption et l’utilisation des nutriments par le muscle, favorisant la croissance et le maintien de la masse musculaire, tout en jouant un rôle clé dans la régulation métabolique
iii) foie, l’insuline réduit la cétogenèse et augmente la synthèse des protéines et des lipides. Elle diminue aussi la production de glucose due à une baisse de la gluconéogenèse, à une augmentation de la synthèse du glycogène et à une augmentation de la glycolyse.
Comment le glucose entre-il dans les cellules et quel est le rôle de l’insuline dans ce processus?
Le glucose pénètre dans les cellules par diffusion facilitée ou, dans l’intestin et les reins, par transport actif secondaire avec le sodium. Dans le muscle, le tissu adipeux et certains autres tissus, l’insuline stimule l’entrée du glucose dans les cellules en augmentant le nombre de transporteurs de glucose (GLUT) dans les membranes cellulaires.
Quels sont les transporteurs GLUT et comment diffèrent-ils des cotransporteurs de glucose dépendants du sodium (SGLT)?
Les Gluts sont une famille de protéines étroitement apparantées qui facilitent la diffusion du glucose à travers les membranes cellulaires. Ils traversent les membranes cellulaires 12 fois et ont leurs extrémités N-terminales et carboxyle à l’intérieur de la cellule. Ils sont différents et n’ont pas d’homologie avec les cotransporteurs de glucose dépendants du sodium (SGLT-1 ou -2)
Qu’est ce que le GLUT-4 et comment est-il régulé?
Le GLUT-4 est le transporteur dans le muscle et le tissu adipeux qui est stimulé par l’insuline. Un pool de molécules de GLUT-4 est maintenu à l’intérieur des vésicules dans le cytoplasme des cellules sensibles à l’insuline. Lorsque les récepteurs à l’insuline de ces cellules sont activés, les vésicules se déplacent rapidement vers la membrane cellulaire et fusionnent avec elle, insérant les transporteurs dans la membrane cellulaire. L’activation du récepteur à l’insuline entraîne le mouvement des vésicules vers la membrane cellulaire en activant la phosphatidylinositol 3-kinase.