Pancréas, ses hormones et la glycémie Flashcards
Pancréas: Type de glande? Expliquez
- Le pancréas est à la fois une glande exocrine, produisant le suc pancréatique, et une glande endocrine, produisant des hormones sécrétées dans la circulation sanguine.
- Cette sécrétion hormonale se fait au niveau des îlots de Langerhans.
Pancréas: GROUPE de cellules responsables de la sécrétion endrocrine
- Le pancréas est à la fois une glande exocrine, produisant le suc pancréatique, et une glande endocrine, produisant des hormones sécrétées dans la circulation sanguine.
- Cette sécrétion hormonale se fait au niveau des îlots de Langerhans.
Pancréas: Hormones + leur effets
- Insuline : effet hypoglycémiant
- Glucagon : effet hyperglycémiant
- Somatostatine : Inhibe GH, TSH, GIP, insuline et glucagon
Îlots de Langerhans: Rôles, description, nombre, proportion du pancréas
- Les îlots de Langerhans sont en charge de la sécrétion hormonale ; 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.
Îlots de Langerhans: Nombre de cellules, %
- 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.
Îlots de Langerhans: Types de cellules + leur sécrétion
- Cellules bêta, qui produisent l’insuline
- Cellules alpha, qui produisent le glucagon
- Cellules delta, qui produisent la somatostatine
- Quelques rares cellules autres fabriquent le polypeptide pancréatique, substance dont les effets et le rôle sont encore peu connus.
Îlots de Langerhans: Distribution des cellules
- Les différents types de cellules se distribuent de façon particulière dans les îlots :
- Cellule alpha en périphérie de l’îlot
- Cellule bêta sont surtout au centre
- Cellules delta entre les 2
Îlots de Langerhans: Flot sanguin
- Le flot sanguin se fait dans le sens centrifuge, c’est-à-dire du centre vers la périphérie.
- La somatostatine sécrétée par les cellules delta inhibe la sécrétion de l’insuline par les cellules bêta et du glucagon par les cellules alpha.
- La somatostatine inhibe aussi la GH.
- L’insuline sécrétée par les cellules bêta inhibe la sécrétion du glucagon par les cellules alpha
Îlots de Langerhans: Passe passe d’inhibition qui s’y passe
- Le flot sanguin se fait dans le sens centrifuge, c’est-à-dire du centre vers la périphérie.
- La somatostatine sécrétée par les cellules delta inhibe la sécrétion de l’insuline par les cellules bêta et du glucagon par les cellules alpha.
- La somatostatine inhibe aussi la GH.
- L’insuline sécrétée par les cellules bêta inhibe la sécrétion du glucagon par les cellules alpha
Physiologie de l’insuline: Étapes de la sécrétion
- Étapes de la biosynthèse de l’insuline (durée de 30 à 60 minutes) :
- 1. Synthèse de la pro-insuline sur le réticulum endoplasmique (ribosomes)
- Transport vers l’appareil de Golgi
- Transformation en insuline au niveau de l’appareil de Golgi (clivage de la pro-insuline) et formation de granules de sécrétion
- 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, libération de l’insuline par émiocytose (ou exocytose), c’est-à-dire la 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.
Physiologie de l’insuline: Cycle de sécrétion - Sécrétion basale
- Sécrétion basale (au repos, lorsqu’on ne mange pas)
- Entre les repas, elle maintient les niveaux insuliniques (5 à 15 uU/ml ou 30 à 90 pmol/L) nécessaire à une bonne homéostasie du glucose.
- On l’estime à environ 1 unité par heure (environ 40 ug d’insuline/heure).
- 1 unité = mesure de l’activité de l’insuline = 40 ug d’insuline/heure
Physiologie de l’insuline: 1ère anomalie détectée avant le diabète
La 1ère anomalie détectée avant le diabète se trouve souvent au niveau du pic précoce
Physiologie de l’insuline: Cycle de sécrétion - Lien avec début diabète
- La 1ère anomalie détectée avant le diabète se trouve souvent au niveau du pic précoce
- perte de la 1ère phase de sécrétion d’insuline (probablement par déplétion des granules de sécrétion) et « insensibilité » partielle à la glycémie élevée
- Augmentation de la glycémie de manière chronique (GLUCOTOXICITÉ) = pancréas qui diminue sa réponse sécrétoire au glucose
Physiologie de l’insuline: Métabolisme de l’insuline - Son devenir, sa demi-vie, comment elle fait son effet?
- L’insuline ainsi sécrétée par les îlots est déversée dans le système porte et passe au foie où 50% environ est détruit lors d’un premier passage.
- Elle circule librement dans le sang (c’est-à-dire non liée à une protéine de transport)
- Demi-vie de 5 à 7 minutes ** → si on donne un bolus d’insuline, en 30 min il n’y a plus d’insuline dans la circulation
- Elle se fixe à des récepteurs spécifiques au niveau des membranes des cellules cibles pour exercer son effet.
Insuline: Transport dans le sang
Elle circule librement dans le sang (c’est-à-dire non liée à une protéine de transport)
Physiologie de l’insuline: Métabolisme de l’insuline - Demi-vie et implication clinique
Demi-vie de 5 à 7 minutes ** → si on donne un bolus d’insuline, en 30 min il n’y a plus d’insuline dans la circulation
Physiologie de l’insuline: Structure chimique de l’insuline - Type de molécules, # acides aminés, PM
Polypeptide comportant 51 acides aminés (a.a.), de poids moléculaire d’environ 6000.
Physiologie de l’insuline: Structure chimique de l’insuline - Tranche historique
Première protéine dont on a pu déterminer la structure chimique
Physiologie de l’insuline: Structure chimique de l’insuline - Manière dont elle doit être administrée
- Comme toute protéine, elle est détruite au niveau du tube digestif, donc très difficile à administrer par voie orale.
- L’insuline est détruite par la protéase si prise per os.
Physiologie de l’insuline: Structure chimique de l’insuline - Structure
- L’insuline se compose de 2 chaînes :
- La chaîne A (acide) : comportant 21 a.a.
- La chaîne B (basique) comportant 30 a.a.
- Les 2 chaînes sont reliées entre elles par des ponts S-S (disulfure) aux sites 7A-7B et 20A-19B. Il existe également un tel lien sur la chaîne A (6A-11A).
Physiologie de l’insuline: Structure chimique de l’insuline - Étapes de repliement, différentes parties de la pro-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 2 chaînes de l’insuline.
- La partie intermédiaire, appelée C-peptide (connecting-peptide), est alors clivée.
- Le C-peptide se compose de 31 a.a., en plus de 2 a.a. à chaque bout de cette chaîne qui sont libérés au moment du clivage.
- On ne connaît actuellement pas de rôle physiologique au C-peptide.
- Cependant, il est intéressant de noter que la mesure de celui-ci 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.
Physiologie de l’insuline: Structure chimique de l’insuline - C peptide - Structure, effet, pertinence clinique
- Le C-peptide se compose de 31 a.a., en plus de 2 a.a. à chaque bout de cette chaîne qui sont libérés au moment du clivage.
- On ne connaît actuellement pas de rôle physiologique au C-peptide.
- Cependant, il est intéressant de noter que la mesure de celui-ci 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.
Physiologie de l’insuline: Structure chimique de l’insuline - C peptide - Importance clinique (2)
- Cependant, il est intéressant de noter que la mesure de celui-ci 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.
- C-peptide est une meilleure mesure de sécrétion de l’insuline, car l’insuline est rapidement métabolisée.
- Le C-peptide est éliminé par le rein et s’accumule dans l’insuffisance rénale.
Contrôle de l’insuline: Éléments
- Il y a de nombreux facteurs stimulant la sécrétion insulinique ou inhibant la sécrétion insulinique.
- Sucres (glucides)
- Acides aminés (a.a.)
- Lipides (acides gras libres ou AGL)
- Ions
- AMP-cyclique
- Hormones
- Épinéphrine
- Glucagon
- Glucocorticoïdes (effet indirect)
- Hormone de croissance (effet indirect)
- Hormones gastro-intestinales incrétines (effet direct)
- Somatostatine
- Système nerveux parasympathique : effet stimulant la sécrétion d’insuline
- Médication
Contrôle de l’insuline: Sucres (glucides) - Types de glucides
- 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.
Contrôle de l’insuline: Sucres (glucides) - Mécanisme
- En état d’hypoglycémie, les canaux potassiques ATP-dépendants des cellules bêta sont ouverts, permettant la sortie du potassium intracellulaire afin de garder une certaine polarisation de la membrane cellulaire.
-
Avec l’entrée de glucose à l’ingestion d’un repas, la formation d’ATP intracellulaire force la fermeture de ces canaux et provoque une dépolarisation de la membrane cellulaire.
- Cette dépolarisation provoque à son tour l’ouverture de canaux calciques potentiel-dépendants.
- L’influx de calcium induit la libération de l’insuline dans les granules de sécrétion.
- Toutefois, une hyperglycémie chronique impliquera une toxicité pour les cellules bêta résultant en une baisse de la sécrétion d’insuline, mécanisme à la base de plusieurs cas de diabète de type 2.
Contrôle de l’insuline: Acides aminés (a.a.) - Lesquels? Importance clinique
- La plupart des a.a. 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 (il est possible de faire un test de stimulation à l’arginine).
- Sur le plan physiologique, il peut s’agir d’un élément significatif lors d’un repas riche en protéines.
Contrôle de l’insuline: Lipides (acides gras libres ou AGL) et corps cétoniques
- Dans certaines conditions, les AGL et les corps cétoniques peuvent avoir un effet insulino-sécréteur modeste (en aigu).
- La sécrétion d’insuline est beaucoup moindre que lorsque l’on mange des sucres.
Contrôle de l’insuline: Ions
- En pratique, le potassium est le plus important : 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 : l’élévation de la calcémie s’accompagne de niveaux d’insulinémie un peu plus élevés.
- Ceci ne semble pas avoir de répercussion clinique.
Contrôle de l’insuline: Lipides (acides gras libres ou AGL) et corps cétoniques - EN CHRONIQUE
- Augmentation des AGL chronique (capacité de stockage limitée du tissu adipeux)
- Foie: Augmentation de la production chronique du glucose
- Muscle: Diminution de la sensibilité à l’insuline et diminution de la captation du glucose
- = Augmentation de la glycémie chronique et donc
- Augmentation de la réponse sécrétoire du glucose (lipotoxicité)
- = Augmentation de la glycémie chronique et donc
Contrôle de l’insuline: AMP-cyclique - Mécanisme, explication
- La cellule bêta possède un système adénylyl-cyclase-AMP cyclique.
- Les agents ↑ l’AMP-cyclique, soit en stimulant l’adénylyl-cyclase (glucagon, agoniste B-adrénergique, ACTH), soit en bloquant la phosphodiestérase (caféine, théophylline), ↑ la réponse insulinique.
- Le glucagon favorise donc la sécrétion d’insuline.
- Au contraire, les agents ↓ l’AMP-cyclique, en inhibant l’adénylyl-cyclae (agoniste a2-adrénergique comme l’épinéphrine), ↓ la sécrétion insulinique.
Contrôle de l’insuline: Effet des hormones sur la sécrétion insulinique - Types de phénomènes + explication
- Lorsque l’on étudie l’effet des hormones sur la sécrétion insulinique, il faut distinguer deux phénomènes :
- Un effet direct sur la cellule bêta démontré via les récepteurs ;
- Un effet indirect, plus tardif, secondaire à un effet métabolique (ex : hyperglycémie, augmentation des AGL)
Contrôle de l’insuline: Hormones - Les hormones en cause
- Les hormones :
- Épinéphrine
- Glucagon
- Glucocorticoïdes
- Hormone de croissance
- Hormone gastro-intestinales (incrétines)
- Somatostatine
- Effet bêta → favorise la sécrétion insulinique
- Effet alpha → diminue la sécrétion insulinique
Contrôle de l’insuline: Hormones - Effet bêta vs alpha
- Effet bêta → favorise la sécrétion insulinique
- Effet alpha → diminue la sécrétion insulinique
Contrôle de l’insuline: Épinéphrine - Effets
- L’épinéphrine inhibe la sécrétion insulinique par stimulation des récepteurs alpha-2-adrénergique.
- Par contre, la stimulation des récepteurs bêta-2-adrénergique entraîne la libération de l’insuline.
- Néanmoins, il y a prépondérance de l’effet alpha sur l’effet bêta, donc effet suppresseur des catécholamines endogènes (épinéphrine surtout, aussi norépinéphrine), qui agissent au niveau des deux types de récepteurs.
Contrôle de l’insuline: Glucagon - Effets
- Le glucagon stimule la sécrétion insulinique par :
- effet direct (↑ AMPc)
- effet indirect (↑ glycémie, ↑ AGL)
Contrôle de l’insuline: Glucocorticoïdes
- (effet indirect)
- Les glucocorticoïdes (ex : cortisol) stimulent la sécrétion insulinique en diminuant la sensibilité à l’insuline par activation de certaines enzymes de la gluconéogenèse, entraînant une hyperglycémie.
Contrôle de l’insuline: Effets indirects
- Glucocorticoïdes (effet indirect)
- Hormone de croissance (effet indirect)
Contrôle de l’insuline: GH
- L’hormone de croissance stimule la sécrétion insulinique en diminuant la sensibilité à l’insuline par augmentation des somatomédines (IGF), entraînant une hyperglycémie.
- La GH augmente aussi la glycogenèse au foie.
Insuline: Effets métaboliques - Métabolismes en cause
- L’insuline se lie à un récepteur à activité tyrosine kinase.
- L’insuline a des effets au niveau de plusieurs métabolismes :
- Glucides
- Lipides
- Protéines
- Ions
Glucagon vs Insuline: Résumé des différents effets (à jeun vs post-prandial)
Insuline: Pics de sécrétion + explication
- Pic précoce = Libération de l’insuline préformée (dans les granules)
- Phase tardive = Synthèse et libération de l’insuline nouvellement formée
Fonctionnement sécrétion d’insuline en aigu
Effet K sur sécrétion d’insuline: Physiopatho
Effet Ca sur la sécrétion d’insuline: Physiopatho
Glucagon: Pro-hormone (image)
Diabète de Type 2: Physiopathologie - « Ominous Octet »
Diabète type 2 vs normal
- Glucose
- Insuline
- Glucagon
Physiopathologie: résistance à l’insuline - Rôles
- Muscle
- Foie
- Tissus adipeux
Diabète: Acccumulation de gras ectopique
