DS P2 Régulation de la glycémie lors d’un jeûne - Correction
Éléments scientifiques
Le jeûne est une privation totale ou partielle de nourriture pendant une période donnée
Une hypoglycémie passagère peut être corrigée par l’action du glucagon qui stimule la glycogénolyse hépatique et donc produit du glucose
Lors d’un jeûne de longue durée, les réserves de glycogène hépatique (100g) sont rapidement utilisées (et non renouvelées) à raison de 5g par heure (elles sont donc épuisées au bout de 20 h de jeûne)
Après 5 jours de jeûne, la concentration sanguine en cortisol augmente. On en déduit que le jeûne stimule la production de cortisol (par les spongiocytes de la glande corticosurrénale)
Le cortisol est une hormone de type glucocorticoïde
Le DEX , un analogue et agoniste (= même structure et même fonction) des glucocorticoïdes, stimule l’expression (transcription) du gène PEPCK
Le gène PEPCK (et l’ARN PEPCK) code pour l’enzyme PEPCK
L’enzyme PEPCK est impliquée dans la néoglucogénèse hépatique qui permet de produire du glucose à partir des acides aminés, ce qui permet d’augmenter la glycémie en cas d’hypoglycémie (notamment liée au jeûne)
Chez les souris sauvages ou mutantes (mutation du gène codant les récepteurs aux glucocorticoïdes) nourries, il n’y a pas d’expression du gène PEPCK dans les cellules hépatiques
Chez les souris mutantes, si le gène codant les récepteurs aux glucocorticoïdes est muté (et donc que les récepteurs aux glucocorticoïdes sont non fonctionnels) il y’a très peu d’expression du gène PEPCK après 5 jours de jeûne, alors que lorsque le gène (codant les récepteurs) n’est pas muté il y’a une forte expression du gène PEPCK après 5 jours de jeûne dans les cellules hépatiques. On en déduit que la stimulation de l’expression du gène PEPCK par les glucocorticoïdes sécrétés en cas de jeûne nécessite la présence de récepteurs fonctionnels aux glucocorticoïdes dans les cellules hépatiques.
L’expérience du document 5 montre que à t0 , a l’instant précis de l’injection de DEX (donc avant que la DEX ait pu agir), les récepteurs aux glucocorticoïdes sont localisés dans le cytoplasme , alors que 12 minutes plus tard ils se retrouvent localisés dans le noyau. On en déduit que l’interaction (DEX - récepteurs aux glucocorticoïdes) provoque la re localisation des complexes DEX -récepteurs dans le noyau, ce qui permettrait de stimuler l’expression du PEPCK dans le noyau
Mise en situation
Lors d’un jeûne prolongé, les réserves de glycogène hépatique sont rapidement épuisées, rendant impossible la glycogénolyse nécessaire pour corriger l’hypoglycémie due au jeûne. D’autres mécanismes doivent donc se mettre en place pour corriger l’hypoglycémie en ramenant la glycémie proche de sa valeur de consigne (1g/l) et éviter les effets dangereux de l’hypoglycémie.
Compréhension globale
Le jeûne prolongé induit la production de cortisol (hormone de type glucocorticoïde). L’interaction entre le cortisol et son récepteur cytoplasmique dans les cellules hépatiques induit la migration du complexe cortisol - récepteur vers le noyau de ces cellules, ce qui stimule l’expression du gène PEPCK codant pour l’enzyme PEPCK permettant la néoglucogénèse , c’est à dire la production de glucose à partir des réserves d’acides aminés, ce qui permet de corriger l’hypoglycémie en ré-augmentant la glycémie jusqu’à sa valeur de consigne, et ce malgré l’épuisement précoce des réserves de glycogène.
Barème (/8 points)