Pancréas Flashcards
Définir ce qu’est le pancréas
Il s’agit à la fois une glande exocrine produisant le suc pancréatique et une glande endocrine produisant des hormones sécrétées dans la circulcation sanguine
Où se fait la sécrétion hormonale du pancréas?
Elle se fait au niveau des îlots de Langerhans.
Définir ce que sont les îlots de Langerhans
Il s’agit de petits amas cellulaires (100 à 200 cellules, 75 x 125 microns) dispersés un peu partout dans le pancréas, au nombre de 1 à 2 millions chez l’humain, représentant 1 à 2 % du pancréas total
Quels sont les 4 types de cellules du pancréas?
- Cellules bêta (β)
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Produisent l’insuline
- Cellules alpha (α)
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Produisent le glucagon
- Cellules delta (δ)
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Produisent la somatostatine
- Autres cellules (rare)
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Fabriquent le polypeptide pancréatique
(substance dont les effets et le rôle sont encore peu connus)
Comment sont distribuées les types de cellules dans les îlots de Langerhans ?
- Cellules alpha en périphérie de l’îlot,
- Cellules bêta sont surtout au centre
- Cellules delta entre les deux
En quoi la distribution des cellules dans les îlots de Langerhans est elle en lien avec le rôle des hormones sécrétées?
- La somatostatine sécrétée par les cellules delta inhibe la sécrétion de l’insuline par les cellules bêta et du glucagon par les cellules alpha.
- L’insuline sécrétée par les cellules bêta inhibe la sécrétion du glucagon par les cellules alpha.
* Circulation sanguine dans le sens centrifuge
(du centre vers la périphérie) *
Quel est le rôle de l’insuline?
L’insuline favorise l’anabolisme, principalement en agissant sur la synthèse des protéines et en favorisant l’accumulation de réserves d’énergie (lipides, glycogène).
Elle maintient l’homéostasie du glucose, c’est-à-dire la glycémie à son niveau optimum (prévient le diabète et l’hypoglycémie).
Donner 3 cractéristiques de l’insuline
- Polypeptide comportant 51 acides aminés (aa), de poids moléculaire d’environ 6,000.
- Première protéine dont on a pu déterminer la structure chimique (SANGER, 1951).
- Comme toute protéine, elle est détruite au niveau du tube digestif, donc très difficile à administrer par voie orale.
Quelles sont les 2 chaînes composant l’insuline?
-Chaîne A (acide)
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Comporte 21 acides aminés
- Chaîne B (basique)
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Comporte 30 acides aminés
Comment les chaînes A et B de l’insulines sont elles liées?
Les deux chaînes sont reliées entre elles par des ponts -S-S-(disulfures) aux sites 7A-7B et 20A-19B; il existe également un tel lien sur la chaîne A (6A-11A).
Décrire la formation de l’insuline
- Il y a d’abord synthèse d’une protéine faite d’une seule chaîne, la pro-insuline, qui de par sa structure primaire se replie sur elle-même, alignant ce qui constituera les deux chaînes de l’insuline.
- La partie intermédiaire, appelée C-peptide (connecting-peptide), est alors clivée. Elle se compose de 31 acides aminés, en plus de deux acides aminés à chaque bout de cette chaîne qui sont libérés au moment du clivage.
Quel est le rôle du C-peptide de l’insuline?
On ne connaît actuellement pas de rôle physiologique au C-peptide.
Cependant, la mesure du C-peptide peut servir de marqueur de la sécrétion insulinique, car une particule de C-peptide est sécrétée pour chaque particule d’insuline et contrairement à l’insuline, le C-peptide est peu métabolisé par le foie.
Comment est éliminé le C-peptide?
Par le rein
Il s’accumule donc dans l’insuffisance rénale.
Quelles sont les 4 étapes de la biosynthèse de l’insuline?
1) Synthèse de la pro-insuline sur le réticulum endoplasmique (ribosomes)
2) Transport vers l’appareil de Golgi
3) Clivage de la pro-insuline et formation d’insuline et de C-peptide au niveau de l’appareil de Golgi. Ces éléments se retrouvent dans les granules de sécrétion qui se forment
4) Mouvement de ces granules vers la membrane cellulaire par contraction d’éléments d’un système micro-filamentaire, possiblement causé par un influx d’ions calciques.
Il y a finalement libération de l’insuline par émiocytose (ou exocytose), i.e. fusion de la membrane du granule avec la membrane cellulaire et “érosion” de celle-ci au point de contact, avec vidange du contenu dans la circulation.
À quels deux niveaux se fait la sécrétion d’insuline?
- Sécrétion basal
- Sécrétion réponse
Décrire la sécrétion bassale de l’insuline
Entre les repas, les niveaux insuliniques (5 à 15 µU/ml ou 30 à 90 pmol/L) sont maintenus stables permettant une bonne homéostasie du glucose
On l’estime à environ 1 unité par heure(environ 40 µg d’insuline/heure).
Décrire la sécrétion réponse de l’insuline
Pic précoce
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Un stimulus (principalement le glucose) entraîne une libération rapide d’insuline. Représente l’insuline pré-formée présentes dans les granules de sécrétion
Phase tardive
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Libération importante mais plus prolongée de l’insuline. Représente l’augmentation de la machinerie de synthèse et sécrétion d’insuline.
Quels sont les 2 types de facteurs impliqués dans la sécrétion d’insuline?
- Facteurs stimulant la sécrétion insulinique
- Facteurs inhibant la sécrétion insulinique
Nommer les 8 facteurs pouvant stimuler ou inhiber la sécrétion insulinique
- Les sucres (glucides)
- Les acides aminés
- Les lipides (acides gras libre ou AGL)
- Les ions
- L’AMP-cyclique
- Les hormones
- Le système nerveux (parasympathique)
- Médication
Décrire le rôle des glucides dans la sécrétion de l’insuline
Le glucose surtout, mais aussi le fructose et le mannose, mais non le galactose, ont un effet de stimulation de la sécrétion de l’insuline.
La concentration du glucose dans la circulation est probablement l’élément de contrôle le plus important de la sécrétion insulinique, selon un système de rétro-régulation.
Décrire la physiologie de l’influence des glucides sur la sécrétion d’insuline en aigu
À la surface de la cellule bêta, on retrouve les transporteurs de glucose GLUT-2 qui permettent l’entrée du glucose à l’intérieur de la cellule. Le glucose peut être métabolisé via le cycle de krebs et former de l’ATP
Le canal potassique ATP dépendant demeurre d’habitude ouvert pour permettre la sortie de potassium à l’extérieur de la cellule et la polarisation de la membrane cellulaire
Le canal calcique volatge dépendant demeurre fermé lorsque la membrane est polarisée. Le calcium intracellule participe au transport des granules de sécrétion vers la membrane cellulaire via le système de micro tubule. Il stimule aussi la synthèse de l’insuline via l’expression du gène de l’insuline
Dans une situation de repos ou à jeun (glucose ↓), il y a peu d’entrée de glucose dans la cellule, peu de production d’ATP, le canal postassique demeure ouvert et les canaux calciques demeurent fermés. Il y a peu de sécrétion d’insuline
Après un repas (glucose ↑ rapidement), il y a entrée rapide de glucose à l’intérieure de la cellule, qui est ensuite métabolisé avec formation importante d’ATP. Cette augmentation d’ATP amène une fermeture des canaux potassiques, dépolarisation de la membrane, ouverture des canaux calciques et entrée du calcium en intracellulaire. Ceci stimule le système de transport par les microtubule, augmente la migration des granules de sécrétion vers la membrane cellulaire et donc la libération de l’insuline et ces peptides.
Décrire la physiologie de l’influence des glucides sur la sécrétion d’insuline en chronique
Dans les situations d’augmentation chronique, il y a perte de la première phase de sécrétion d’insuline par déplétion des granules de sécrétions.
En fait, la cellule B est constamment stimulée et sa capacité à répondre à un apport additionnel de glucose et limitée. Ceci amène un insensibilité partielle à la gycémie (état de glucotoxicité)
Décrire le rôle des acides aminés dans la sécrétion de l’insuline
- La plupart des AA sont capables de stimuler la sécrétion d’insuline.
- La lysine, l’arginine et la leucine sont particulièrement efficaces, mais à des doses généralement supra-physiologiques.
- Sur le plan physiologique, il peut s’agir d’un élément significatif lors d’un repas riche en protéines.
Décrire le rôle des lipides dans la sécrétion de l’insuline
- Dans certaines conditions, les AGL et les corps cétoniques peuvent avoir un effet insulino-sécréteur modeste (en aigü).
- Dans les situations d’augmentation chronique des lipides et ACL (situation d’obésité), il y a une diminution de la sensibilité à l’insuline au niveau des cellules musculaires et diminution de la captation du glucose par le muscle.
De plus, il y a augmentation de la production hépatique du glucose, ce qui se traduit par une augmentation chronique de la glycémie et éventuellement par un état de glucotoxicité et une réponse sécrétoire du pancréas diminuée à l’augmentation additionnelle du glucose.
Donc lipotoxicité –> glucotoxicité en chronique
Décrire le rôle des ions dans la sécrétion de l’insuline
En pratique, le potassium est le plus important
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Lorsque le taux de potassium dans la circulation est insuffisant, la sécrétion insulinique est diminuée et peut entraîner une intolérance au glucose (ex : certains diurétiques).
La sécrétion insulinique est également influencée par le taux de calcium en circulation
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L’élévation de la calcémie s’accompagne de niveaux d’insulinémie un peu plus élevés. Ceci ne semble pas avoir de répercussion clinique.
Schématiser comment un diminution du potassium en circulation entraîne une diminution de la sécrétion d’insuline
Schématiser comment une augmentation du calcium en circulation entraîne une augmentation de la sécrétion d’insuline
Hyperinsulinisme associé à l’hypercalcémie
Décrire le rôle des hormones gastro-intestinales incrétines dans la sécrétion de l’insuline
Lorsqu’on donne une quantité de glucose par voie orale, on obtient une répons insulinique beaucoup plus importante que lorsqu’on donne la même quantité de glucose IV. Cette différence dans la sécrétion d’insuline a été appellée effet incrétine
Quelles sont les 2 hormones gasto-intestinales incrétines?
- GLP-1 (Glucagon-like-peptide-1)
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Produit par les cellules L de l’iléon et du colon à partir du proglucagon
- GIP (Glucose-dependent insulinotropic polypeptide)
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Produit par les cellules K du jéjunum à partir du proGIP
Résumer les différents agents ou hormones qui agissent sur la sécrétion d’insuline dans la cellule bêta
Schématiser le clivage du proglucagon
Le proglucagon humain est un polypeptide avec plusieurs sous-unités. Selon le site cellulaire, le clivage du proglucagon donne pour résultat une hormone avec une activité biologique certaine et d’autres polypeptides avec des activités plus ou moins connues
- Au niveau de la cellule alpha du pancréas, le clivage du proglucagon donne le glucagon ainsi que 3 autres produits plus ou moins actifs
- Au niveau du petit intestin, le clivage du proglucagon donne naissance au GLP-1, au GLP-2 et au glicentin.
- Au niveau de d’autres cellules neuroendocrines de l’intestin, le clivage donne naissance au oxyntomodulin (hormone ayant un effet au niveau du contrôle de l’appétit) et au GRPP
Schématiser le mécanisme d’action de l’insuline lorsqu’elle se lie à son récepteur membranaire
- Les effets métaboliques de l’insuline passent par la liaison de l’insuline avec son récepteur spécifique membranaire. Lorsque l’insuline se lie à son récepteur, il y a activation d’une sous-unité bêta avec phosphorilation des effecteurs intracellulaires (IRS) et activation de voie de signalisation à deux niveaux:
- Au niveau métabolique, via l’activation du PI-3kinase, il y a activation d’un ensemble de voies de signalisation métaboliques. Un des effets important est la translocation des transporteurs de glucose (GLUT-4) à la surface cellulaire et la facilitation de l’entrée du glucose à l’intérieur de la cellule. C’est l’entrée du glucose qui permet les effets métaboliques selon le type de tissu
- Il y a aussi l’activation de facteurs de croissance et de prolifération cellulaire via la voie des MAP kinase
Quels sont les 5 tissus cibles de l’insuline (tissu sensible à l’insuline) ?
* Les tissus sensibles à l’insuline sont les tissus dans lesquels les cellules ont des récepteurs à insuline sur leur membranes cellulaires *
- Foie (production glucose)
- Muscle (captation périphérique glucose)
- Tissu adipeux (captation périphérique glucose)
- Intestin (absorption de glucose)
- Cerveau et système nerveux central (utilisent le glucose comme substrat énergétique)
Schématiser le mécanisme d’action du glucagon lorsqu’il se lie à son récepteur membranaire
Le glucagon se lie à son récepteur membranaire associé à la protéine G. L’activation de ce récepteur amène une augmentation de l’AMP-cycliquet, ce qui entraîne plusieurs effets intracellulaires au niveau des voies de signalisation
Dans cet exemple d’hépatocyte, l’augmentation de l’AMPc amène une transformation de l,enzyme phosphokinaseA PKA en phosphokinase acitvée. Cette dernière inhibe l’enzyme glycogène synthase GIS sous forme inactivée, et donc diminue la production et la formation de glycogène.
D’autre part, l’activation du phosphokinase A amène une série de changement qui éventuellement amnèneront une augmentation de l’enzyme PYG activée, soit l’enzyme amenant la dégradation du glycogène en glucose-1-phosphate.
Tous ces effets résultent en la diminution de la production de glycogène et l’augmentation de la dégradation de glycogène, et donc la libération de glucose en circulation
Quels sont les 2 effets du glucagon sur le métabolisme des lipides?
- Stimule la lipolyse (tissu adipeux et foie)
- Stimule la cétogenèse
Quel est l’effet du glucagon sur le métabolisme des protéines?
Stimule l’utilisation des AA dans la gluconéogénèse
Résumer l’ensemble des effets métaboliques des hormones insuline, glucagon et incrétine sur les substrats énergétiques au repos à jeun et en post prandial chez les patients normaux vs diabétiques.
Schématiser les changements dans les hormones de contre régulation lors d’une hypoglycémie entraînée par une infusion d’insuline intraveineuse
Avec une diminution rapide de la glycémie, il y a stimulation du glucagon, augmentation rapide des catécholamines (épinéphrine) et une augmentation tardive des taux de cortisol et d’hormone de croissance.
Il en résulte une augmentation de la glycémie et une résolution éventuelle de l’état hypoglycémique
Schématiser différentes situations de déficience en hormones de contre régulation
Solid lines show changes in plasma glucose that occur in normal subjects in response to acute intravenous insulin administration. Note the rapid recovery of glucose levels mediated by intact counterregulatory mechanisms.
The dashed lines show the response to insulin-induced hypoglycemia in patients with deficiencies of the counterregulatory mechanisms induced as follows
- A: Somatostatin infusion (inhibits both glucagon and growth hormone [GH] release).
- B: Somatostatin infusion plus GH infusion (now with functional isolated glucagon deficiency).
- C: Somatostatin infusion plus glucagon infusion (isolated GH deficiency). Note return of glucose response to normal, implying that glucagon is the main counterregulatory hormone.
- D: Bilateral adrenalectomy, leading to epinephrine deficiency, or infusion of phentolamine plus propranolol (alpha and beta blockers, respectively). Note that such deficiencies cause no major abnormality in response to induced hypoglycemia when glucagon is present.
- E and F: Sympathetic modulation (by phentolamine plus propranolol in E and by bilateral adrenalectomy in F), which seriously impairs the ability to respond to hypoglycemia in the patient made glucagon-deficient by somatostatin infusion.
