Exploration du métabolisme des Glucides PDF

Exploration du métabolisme des Glucides Les glucides ont un rôle majeur dans notre organisme : Métabolisme énergétique: surtout le glucose!! mais aussi fructose et galactose (les plus abondants dans l'alimentation) Structure: glycoprotéines, glycolipides, glucides me...

Exploration du métabolisme des Glucides Les glucides ont un rôle majeur dans notre organisme : Métabolisme énergétique: surtout le glucose!! mais aussi fructose et galactose (les plus abondants dans l'alimentation) Structure: glycoprotéines, glycolipides, glucides membranaire, ribose,.. Réserve: glycogène Le Métabolisme du Glucose Le glucose est indispensable à la vie humaine, une source constante est nécessaire car: Le cerveau est un organe gluco-dépendant (les corps cétoniques seront utiliser en cas de jeun pour combler le manque de glucose) C'est le seul substrat énergétique des globules rouges Seul le glucose via la glycolyse, peut fournir l'énergie nécessaire aux muscles squelettiques en contraction intense Origine du glucose 1/ Exogène Digestion des aliments et absorption des nutriments, parmi eux le glucose! Les sucres longs, seront dégradés au niveau buccal par les amylases salivaires, en polysaccharides Une fois dans l’estomac, les amylases salivaires sont détruites par l’acidité gastrique, et les polysaccharides ne subissent aucun changement Une fois arrivé à l’intestin grêle, les amylases pancréatiques dégradent les polysaccharides en disaccharides (maltose, saccarose et lactose) Enfin, au niveau de la bordure en brosse des entérocytes, les disaccharidases (maltases, saccharase et lactase) vont dégrader les disaccharides en monosaccharides (glucose, galactose, fructose) qui peuvent être absorbés par les entérocytes, à travers des transporteurs :  2/ Endogène Gluconéogenèse: Synthèse du glucose à partir de composés non glucidiques: o glycérol: issu de la dégradation des triglycérides du tissu adipeux o les acides aminés o mais jamais des lipides! ni les acides gras, ni le cholestérol, car ils vont fournir l'acétyl coA qui ne peut pas être converti en pyruvate à cause des 3 réactions irréversible de la glycolyse. Dégradation de la forme de réserve glycogène (qui a été stocké dans le foie et le muscle) par glycogénolyse, donnant le Glucose Transformation d'autres oses comme le Galactose et le Fructose en substrats de la Glycolyse (comme le Glucose 6 phosphate, ou autres substrats,...) fournissant l'énergie de la même manière que le glucose Le devenir du Glucose En période postprandiale, le glucose absorbé doit être utilisé et/ou stocké 50% sera utilisé comme substrat énergétique directement utilisable par la Glycolyse. 10% sera stocké sous forme de glycogène dans le foie (réserve pour tous le corps) et les muscles (réserve musculaire uniquement) 30-40% sera transformé en lipides par la lipogenèse, et stocké dans le tissu adipeux En période de jeune (12h) la production du glucose est assurée par le foie par 2 voies métaboliques 75% glycogénolyse: sachant que la réserve hépatique est épuisée après 20h 25% néoglucogenèse La régulation de la glycémie Un équilibre est maintenu entre les apports et les dépenses en glucose, tout en maintenant un taux de glycémie à jeun entre 0.7 et 1 g/l (3,85- 5,50 mmol/l) Cet équilibre est maintenu grâce au pancréas qui possède des capteurs/senseurs (ilots de Langerhans) qui sont sensibles aux changements de la glycémie et sécrète des hormones pour la réguler (l'insuline et le glucagon) D'autres hormones sont sécrétés par des glandes différentes et peuvent intervenir de la régulation de la glycémie (L’adrénaline, cortisol, les hormones thyroïdiennes, les facteurs de croissance)  Les hormones qui interviennent dans la régulation de la glycémie Une seule hormone hypoglycémiante : c’est l’insuline L'insuline: produite par les cellules béta des ilots de Langerhans du pancréas, est sécrété une fois que le pancréas ressens qu'il y a une élévation de la glycémie, elle va se fixer sur ses récepteurs spécifiques sur les cellules : - hépatiques pour faire entrer le glucose et le transformer en glycogène comme forme de réserve - musculaire pour faire entrer le glucose comme forme d’énergie pour les contractions musculaires → L’excès sera transformer en AG et stocké dans le tissu adipeux Structure : L'insuline humaine est synthétisée sous forme de pré-pro-insuline: Pré: 24 AA C'est le peptide signal qui va diriger l'insuline vers son site d'action, une fois arrivé, il sera enlever Pro: 35 AA: c'est le peptide C (connection) elle assure la liaison entre les chaînes A et B de l'insuline et facilite sa synthèse, son pliage et son transport dans le réticulum endoplasmique des cellules bêta du pancréas Insuline: 51 AA une fois quelle est libérer elle pourra se fixer sur ses récepteurs spécifiques L'insuline commercialisé comme traitement du diabète est formulé seul, c'est l'insuline mature 51 AA Chez un sujet sain, non diabétique, pour chaque molécule d'insuline produite, il en existe une molécule de peptide C, (co-sécrétée à des concentrations équimolaires) Le dosage du peptide C peut donc s'avérer utile dans le diagnostic différentiel de l'hypoglycémie → si on trouve qu’il y a beaucoup plus d’insuline que de peptide C on pourra déduire qu’il y a eu un apport exogène d’insuline (auto-injection dans un but suicidaire, ou action criminel) La sécrétion de l’insuline Au niveau des cellules béta des ilots de Langerhans, quand le taux de glucose est bas, l'ATP l'est aussi (car il est fourni suite à la dégradation du glucose), les canaux potassiques restent ouverts Quand il y aura une augmentation du taux de glucose, et l'ATP, les canaux potassiques vont se fermer ce qui provoque une dépolarisation de la membrane, et ouverture des canaux calciques voltages dépendants. L'insuline sera sécrétée par exocytose. —> La synthèse de l'insuline est stimulé par l'ATP La fixation de l’insuline sur ses récepteurs : Quand l’insuline se fixe sur ses récepteurs spécifiques au niveau des cellules des organes consommateurs, elle entraine une cascade de réactions qui entraine l’expression de la GLUT4 au niveau de la membrane externe de ces cellules, à travers laquelle va passer le glucose pour rentrer !! Dans certains cas, le pancréas du sujet sécrète de l'insuline de manière régulière, mais la cascade réactions qui suivent la fixation de l'insuline sur ses récepteurs spécifiques, sont incomplètes et donc il n'y aura pas d'expression de Glut4 au niveau de la membrane cellulaire → c'est l'origine de l'insulino résistance L'activité physique modérée peut entrainer l'expression de la Glut4, et cela sera utile chez les diabétiques qui ont une insulino résistance (diabète de type2) Certains patients présentant une hypertriglycéridémie, ces triglycérides vont être stockés au niveau du tissu adipeux mais aussi dans les muscles, ou elles se dégradent en glycérol et AG libres, ces derniers vont inhiber la signalisation de l'insuline, par inhibition de l'enzyme PI-3K et donc peuvent provoquer une insulino résistance, qui va entrainer des hyperglycémies Actions de l’insuline Double actions : → Action cytoplasmique métabolique : L'insuline a une activité anabolisante principale! Les diabétiques ont une tendance de maigrir, car l'absence de l'insuline ou la résistance envers elle,  diminue les synthèses, comme la synthèse protéique  diminue le stockage des AG dans le tissu adipeux en cas d'urgence d'hyperglycémie, ou on doit injecter de fortes doses d'insuline, il faudra aussi administrer des ions principalement le K+, car l'insuline provoque une baisse de la kaliémie, et cela peut provoquer des problèmes cardiaques → Action Nucléaire : Agit sur les gènes pour activer la synthèse protéique Les hormones hyperglycémiantes : 1/ Le Glucagon : C’est le chef de fil Produit par les cellules alpha des ilots de Langerhans du pancréas qui est sécrété une fois que le pancréas ressent qu'il y a une diminution de la glycémie Le glucagon va se fixer sur ses récepteurs spécifiques sur les cellules hépatiques pour provoquer la dégradation du glycogène en glucose et le libérer dans le sang Structure : 2/ Adrénaline/Noradrénaline: Régulation du glucose durant l’exercice physique et le stress Exercice ou Stress ↗ Adrénaline Cellules α Cellules β ↗ Glucagon ↘ Insuline ↗ Glycogénolyse ↘ absorption du glucose ↗ La Glycémie ↘ La Glycémie 3/ Cortisol 4/Hormone de Croissance 5/ Les Hormones Thyroïdiennes Pathologies liés au métabolisme du glucose 1-Le diabète sucré : Hyperglycémies Il est défini comme une affection métabolique caractérisée par la présence d’une: Hyperglycémie chronique résultant d’un déficit de sécrétion d’insuline, ou d’anomalie de l’action de l’insuline sur ses tissus cibles, ou l’association des deux. OMS 1998 : Une affection métabolique d'étiologie multiple, caractérisée par une hyperglycémie chronique avec perturbation du métabolisme des hydrates de carbone, des lipides et des protéines, et résultant des défauts de la sécrétion d'insuline, de l'action de l'insuline, ou de leur association. Classification : Le diabète de type I Environ 5 à 10% des patients diabétiques Il se caractérise par un déficit en insuline en raison de la destruction auto-immune des cellules β : une infiltration des îlots par des lymphocytes T helper CD4 et des lymphocytes T cytotoxiques CD8 → Quand 80% des cellules sont détruites : Diabète ! Processus lent : années d’évolution sans être détecté → Diagnostic avant 30 ans (durant l’enfance) Diabète Insulino-Dépendant : le traitement nécessite une insulinothérapie exogène Idiopathique (cause inconnue) Anticorps détectés : reflètent la présence d’une réaction auto-immune - Anti cellules d'îlots (ICA) - Anti insuline (IAA) - Anti-glutamate décarboxylase (GAD65) - Anti-tyrosine phosphatase IA-2A et IA 2B - Anti transporteur spécifique ZnT (ZnT8A) Susceptibilité génétique : présence des molécules HLA type II DR3, DR4 → Augmentation du risque relatif * cas spéciale : diabète LADA : destruction auto-immune très lente, n’atteint pas 80% de cellules détruites et donc ne sera pas traité par insulinothérapie mais avec d’autres hypoglycémiants Diabète de Type 2 C’est le type diabète le plus répandu Déficit en insuline Insulino-résistance: tissu adipeux viscéral et muscle Hyperglycémie durant des années (jusqu’à 20ans) Hyperinsulinisme: secondaire à une insulino-résistance des tissus périphériques conduisant à une insulino-déficience. Terrain génétique: parents DT2. Facteurs favorisant: obésité, sédentarité, génétique, mais aussi le syndrome métabolique. Le syndrome métabolique, aussi appelé « syndrome X », désigne la coexistence de plusieurs troubles de santé d’origine lipidique, glucidique ou vasculaire associés à un excès de poids, chez un même individu. L’ensemble de ces désordres métaboliques augmente considérablement le risque de diabète de type 2, de maladies cardiaques et d’accident vasculaire cérébral (AVC). → La Glucotoxicité : - Le glucose en excès dans le pancréas, s’oxyde donnant les radicaux libres : provoquant le stress oxydatif et la destruction des cellules béta du pancréas - Le glucose est osmotiquement actif : déshydratation Donc pour le patient diabétique de type 2 : - Le tissu musculaire est le siège principal de l’insulinorésistance avec le tissu adipeux - Régime hypo lipidique est important - Le bilan lipidique doit être réalisé souvent pour éviter les complications - Importance de l’activité physique dans la prise en charge du diabétique Diabète Gestationnel C’est une intolérance au glucose qui survient durant la grossesse. Sévérité variable Diagnostiqué la première fois durant la grossesse quel que soit son terme Évolution variable Facteurs de risque : Age > 35 ans (mais ce n’est pas exacte) Surpoids BMI>25 kg/m2, prise de poids importante durant la grossesse L’origine ethnique Les antécédents familiaux de diabète Les antécédents de diabète gestationnel ou de macrosomie Les antécédents d’hypertension artérielle Risque du diabète gestationnel Risque fœtal: → Macrosomie (poids > 4 kg à la naissance) → L’hyperglycémie de la maman va entrainer une hyper insulinémie chez le bébé et donc une hypoglycémie néonatale Risque maternel: complications obstétricales et développement d’un diabète permanent Autres types de diabète Diabète iatrogène : suite à une prise de : corticoïdes, sympathomimétiques, anti protéases, Diabète endocrinien: - Acromégalie (hypersécrétion de GH) - Hyperthyroïdie - Syndrome de Cushing : hypersécrétion de cortisol Diabètes dues aux atteintes pancréatiques: cancer pancréatique, pancréatite chronique, hémochromatose Diabète mitochondrial Diabète MODY (Maturity Onset Diabetes of the Young) - Groupe hétérogène - Un diabète héréditaire autosomal dominant - Non insulinodépendant, avant l’âge de 25 ans → Le MODY 2 : atteinte de la Glucokinase (GCK) diagnostiqué chez les enfants fréquence relative de 20-50% traitement basé sur un régime alimentaire et l’exercice physique les complications sont rares Diabète LADA : - Ressemble au diabète de type 2, à cause du développement progressive de l’insulino- résistance, mais survient chez des sujets plus jeunes (