Embed Size (px)
Citation preview
GLYCEMIE ET DIABETE
CHAPITRES 1, 2, 3
CHAPITRE 1
LA CATALYSE
ENZYMATIQUEENZYMATIQUE
TP1 – TP2
TRAJET DES ALIMENTS ET
LEURS MODIFICATIONS DANS
LE TUBE DIGESTIF
les organes digestifs et les enzymes digestives.
D’un point de vue chimique, cette transformation est
une HYDROLYSE: réaction faisant intervenir des
molécules d’eau pour briser les liaisons reliant les
glucides simples entre eux.
Les enzymes, catalyseurs biologiquesLes enzymes, catalyseurs biologiques.
• In vitro, l’hydrolyse chimique de l’amidon peut se produire assez rapidement en milieu acide ( pH=1) et à une température de 100°C.
• In vivo, à 37°C et pH neutre, la réaction est beaucoup trop lente.
• Les enzymes vont permettre d’accélérer la réaction d’hydrolyse et la rendre possible dans les conditions biologiques.
– Au cours de la réaction , l’enzyme n’est pas consommée, elles conserve toutes ses propriétés et est disponible ensuite pour d’autres réactions.
Ces deux propriétés définissent un
CATALYSEUR:
• - il augmente la vitesse des réactions
• - il participe à une autre réaction tout en retrouvant son état initial en fin de réaction.
• Dans une réaction catalysée par une enzyme, les réactifs sur lesquels l’enzyme agit sont qualifiés de SUBSTRAT.
• Amidon + amylase salivaire amylase salivaire + sucres simples
• Substrat + catalyseur catalyseur + produits
Mise en évidence de la réaction.
Amylase + empois d’amidon + eau iodée
Au fur et à mesure, la
quantité d’amidon décroit.
L’absorbance est unité de mesure arbitraire, elle est proportionnelle à la
concentration en amidon.
quantité d’amidon décroit.
Un test à la liqueur de Fehling
en fin de réaction mettrait en
évidence la présence d’un
nouveau produit : un sucre
réducteur.
Température et action de l’enzyme. Température et action de l’enzyme.
Eau +
empois
d’amidon
Amylase
salivaire+
empois
d’amidon
Amylase
salivaire+
empois
d’amidon
Amylase
salivaire+
empois
d’amidon
La température influe sur
l’efficacité de l’enzyme.
Température optimale: 37°CTempérature optimale: 37°CL’augmentation de T accroit l’agitation
moléculaire donc accroit la rencontre E- S
mais une T trop élevée peut également
déstabiliser sa structure et réduire ainsi la
vitesse enzymatique.
Enzyme et pHEnzyme et pH
Une enzyme est active dans une gamme de pH étroite, autour d’un
optimum. Une augmentation des ions OH- ou H3O+ du milieu peut
modifier la structure de l’enzyme et la déformer, la rendant inefficace.
Une enzyme: une fonction liée à leur structureUne enzyme: une fonction liée à leur structure
Enzyme +substrat= complexe
enzyme-substrat= enzyme+
produit.
Les deux molécules sont
complémentaires:
reconnaissance enzyme-
substrat.
LE SITE ACTIF,UN ROLE CENTRAL
Ac am verts guidage des molécule
d’eau dans le site actif
Ac am rouges: réactions
d’hydrolyse des liaisons
chimiques.
Libération des produits
de la réaction
SUBTRAT
Acide aminés marrons :
reconnaissance et
positionnement du substrat
Le site actif est la zone de liaison entre le substrat et l’enzyme ; chaque ac am, composant
l’enzyme, jouent un rôle précis dans cette liaison. Une simple mutation peut engendrer
l’inefficacité de cette relation.
L’importance des ac am du site actif est confirmée par le grand degré de
conservation au cours de l’évolution; on peut en effet supposer que les
mutations touchant le site actif sont défavorables à l’activité enzymatique et
donc à l’individu qui la possède. De telles mutations ne sont pas conservées par
la sélection naturelle.
La double spécificité des enzymes. La double spécificité des enzymes.
•• Spécificité du substratSpécificité du substrat: exp TP2, une enzyme
est spécifique d’un substrat.
•• Spécificité d’action:Spécificité d’action:les 4 enzymes ci-dessous
catalysent le même
substrat mais les substrat mais les
produits formés sont
différents, elles ne sont
pas interchangeables et
assure chacune un rôle
précis.
La cinétique enzymatique. La cinétique enzymatique.
Enz:10ua
sub: 50ua
La vitesse de la réaction n’est pas
constante: plus rapide en début (
vitesse initiale) elle diminue
progressivement.
Cette vitesse initiale peut être
augmentée en augmentant la
concentration en substrat ou en
Enz :10 ua
sub :100ua Enz: 50 ua
sub:50ua
concentration en substrat ou en
enzyme.
La cinétique enzymatique étudie IN VITRO l'évolution de la vitesse de la catalyse enzymatique en fonction des conditions expérimentales.
https://prezi.com/0fqpfpfwq89u/la-cinetique-enzymatique-une-histoire-de-crabes-et-de-crevettes/
La vitesse V de la réaction enzymatique IN VITRO est proportionnelle à la concentration en substrat [S]. La vitesse maximale Vmax est atteinte lorsque l'enzyme est saturée (tous les sites actifs de toutes les enzymes présentes en solution sont susceptibles d'être occupés à une vitesse maximale).
Exemple analogique
La vitesse dépend de la quantité
d’enzyme
https://prezi.com/6esrtqubrnjy/le-role-des-enzymes-dans-lapport-du-glucose-sanguin/?utm_source=prezi-view&utm_medium=ending-view&utm_medium=ending-bar&utm_content=Title-link&utm_campaign=ending-bar-tryout
Bilan TP2
• La vitesse à laquelle les réactions
enzymatiques se produisent dépend de
nombreux facteurs:
• - des conditions du milieu , T ou pH
• - la concentration en enzyme• - la concentration en enzyme
• - la concentration en substrat.
• - la présence d’inhibiteur rentrant en
compétition avec le substrat ou bloquant le
site d’action de l’enzyme. (ex: armes
chimiques (gaz sarin) ou anti- viraux)
CHAPITRE 2
LA REGULATION DE LA
GLYCEMIEGLYCEMIE
TP 3- TP 4
La glycémie, une constante physiologique importante
Enquête sur 114 individus : mesure de la glycémie à jeun.
Le taux sanguin de glucose ( glycémie) est normalement voisin de 1g/l. il est souvent mesuré par les médecins car c’est un bon indicateur de l’état de santé de notre organisme. La glycémie varie en fonction des entrées ( repas)et des sorties ( activités sportives) de glucose dans le sang.
• Cette constante résulte de l’intervention d’un
mécanisme de régulation de ce paramètre.
• Elle nécessite des organes effecteurs de cette
régulation.
• une mauvaise régulation aboutit à:
��Hypoglycémie Hypoglycémie ( < 0.6 g/L) pâleur, sueurs, ��Hypoglycémie Hypoglycémie ( < 0.6 g/L) pâleur, sueurs,
tremblements évanouissement puis plus bas
convulsions coma, voire décès.
��HyperglycémieHyperglycémie ( > de 1,4 g/L): lésion des capillaires
et atteintes de divers organes dont les yeux (cécité).
Les organes effecteurs de la
régulationLe suivi du glucose radioactif montre un stockage sous forme de glycogène et d’acides gras
Le glycogène est retrouvé dans le foie et les muscles
Stocker grâce à
la lipogenèse
Stocker grâce à la
glycogénogénèse
Libérer par la
lipolyse (
triglycérides
glycérol
Libérer par
glycogénolyse
Stocker et consommer du glucose
• Toutes les cellules consomment du glucose.
• 3 types de cellules stockent le glucose:
� les adipocytes: produisent des triglycérides à partir de
glucose puisé dans le sang ( lipogenèse) . L’utilisation de
glucose est indirecte, il devra d’abord être transformé en
glycérol ( lipolyse) puis ce glycérol sera transporté jusqu’au glycérol ( lipolyse) puis ce glycérol sera transporté jusqu’au
foie pour être transformé en glucose (néoglucogénèse) .
�Les cellules musculaires: elles stockent sous forme de
glycogène( glycogénogenèse). Ces réserves sont strictement
privées elles ne peuvent être utilisées que par le muscle.(
glycogénolyse)
� Les hépatocytes: stockent et transforment selon les besoins.
Le rôle du foie. •• Son rôle est centralSon rôle est central:
• - il stocke directement du glucose sous forme
de glycogène (expérience mise en évidence du
glycogène)
• - il libère du glucose dans le sang si nécessaire • - il libère du glucose dans le sang si nécessaire
( expérience du foie lavé)
• - il produit du glucose à partir de molécules
non glucidiques ( glycérol et ac aminés) : la
néoglucogenèse.
• Il a un rôle tampon très important dans la
régulation glycémique.
Le système de contrôle. Mise en évidence du rôle du pancréas.
Le pancréas intervient dans la régulation de la glycémie, il ajuste l’action des organes effecteurs en fonction de la glycémie.
Les cellules pancréatiques.
Le pancréas contient deux types de cellules glandulaires: les cellules acineuses et les cellules insulaires.Les acini forment des boules creuses, produisent le suc pancréatique déversé dans l’intestin grêle par le canal de Wirsung. Les cellules insulaires ( plus claires) sont regroupées en amas appelées ilots de Langerhans, richement vascularisés. Ce sont des cellules endocrines.
Technique d’immunohistochimie.
Insuline-hormone hypoglycémiante-cellules cibles: toutes les cellules de l’organisme sauf les cellules nerveuses. -actions: augmente l’entrée du glucose dans les cellules-Favorise la formation de glycogène et inhibe la glycogénolyse-Favorise le stockage des lipides et inhibe la lipolyseinhibe la lipolyse
Glucagon-Hormone hyperglycémiante- cellules cibles: les hépatocytes principalement-Action: active la glycogénolyse et inhibe la glycogénogénèse
Une Une autorégulation autorégulation permanente. permanente.
Cas d’une
hyperglycémie
Cas d’une
hypoglycémie
Perturbation des fonctions de
régulation: le diabète
3.5% de la population de diabétiques française est atteint de diabète sucré; ce chiffre a doublé entre 2000 et 2010 Dans le monde : 190 millions qui devrait atteindre 370 millions d’ici 2030. Cette affection correspond à un dysfonctionnement des mécanismes de régulation de la glycémie.
Le diagnostic s’établit à partir de la glycémie à jeun: 2 glycémies à jeun consécutive supérieures à 1.26g/l ou une seule supérieure à 2g/l.
2 types de diabètes peuvent diagnostiquer: DT1 ou DT2
Le diabète de type 1 :Le diabète de type 1 :
maladie automaladie auto-- immune. immune.
Caractéristiques:-Se déclare chez des patients jeunes ( - de 20ans)-Symptômes: amaigrissement, soif intense, miction excessive( polyurie) , hyperglycémie très forte ( 4g/l).-Destruction des cellules béta donc insuffisamment d’insuline produite.
Les causesLes causes
Sans insuline les cellules n’absorbent pas suffisamment de glucose donc elles dégradent des lipides libérant des produits cétoniques toxiques.
Le diabète de type 2:Le diabète de type 2:Caractéristiques: -Se déclare chez des patients de plus de 50 ans.-Peu de symptômes au début de la maladie. -Perte de l’efficacité de l’insuline sur les cellules cibles.-Production d’insuline augmentée par réaction à la glycémie croissante.glycémie croissante.-Le patient devient intolérant au glucose.
Origines des diabètes.
•• Influence du patrimoine Influence du patrimoine
génétiquegénétique
Existence d’une Existence d’une
prédisposition génétiqueprédisposition génétique, ,
DT1 lien avec des allèles DT1 lien avec des allèles
du système HLAdu système HLA
•• Influence de Influence de
l’environnement et du l’environnement et du
mode de vie. mode de vie.
DT2: vie sédentaire, risque
d’obésité ( couplé au
prédisposition génétique) du système HLAdu système HLA
DT2, identification de DT2, identification de
plusieurs gènes plusieurs gènes
responsables(gènesKNG1, responsables(gènesKNG1,
EIF4A2 EIF4A2 chrchr 3)3)
la majorité des diabètes est la majorité des diabètes est
polygéniquepolygénique
DT1: facteurs envir. Reconnus
mais leur nature est
controversée: virus,
alimentation au lait de vache,
vaccin…
Des traitements en constante évolution. Des traitements en constante évolution.
DT1
• - injection quotidienne
d’insuline pour reproduire
le fonctionnement du
pancréas.
• Pompe à insuline
automatisées
DT2
• Médicamentation orale
pour augmenter l’efficacité
de l’insuline.
• Limiter l’apport de sucre et
de graisse dans
l’alimentation.automatisées
• Greffes des ilots de
Langerhans
• Suppression de la réaction
auto immune
• Transformation de cellules
de l’organisme en cellule
béta
l’alimentation.
• Pratiquer une activité
physique.
• Lutter contre l’obésité .
