Foie et régulation de la glycémie PDF

Preview

Summary

TP sur le foie et la régulation de la glycémie
...

Description

Foie et régulation de la glycémie

I Buts : Comprendre comment l’organisme peut s’accommoder d’apports discontinus en glucose alors que sa consommation est permanente.

II Documents préliminaires Documents 1, 2 et 3 page 130-131 Document 1 page 132

III Compte-rendu — À partir de l’étude des documents, formulez une hypothèse répondant à la question posée, — puis proposez la vérification expérimentale. Après cette phase de recherche, des protocoles vous seront proposés. Vous les mettrez en œuvre et répondrez aux questions posées à l’aide des résultats obtenus.

1

IV Protocoles Document 1 : expérience du foie et du muscle lavés 1. Laver soigneusement sous le robinet un échantillon de foie d’(une vingtaine de grammes jusqu’à ce que l’eau qui s’écoule soit claire. 2. Découper l’échantillon en dés d’environ 2 cm de côté et rincer de nouveau. 3. Placer les morceaux dans un erlen, les recouvrir avec de l’eau distillée et mener immédiatement un test de détection du glucose avec une bandelette. Noter le résultat dans un tableau (T0 ; + ou -). 4. Placer l’erlen à 37°C (ne pas oublier l’anneau de lestage) et agiter légèrement de temps en temps avec une baguette de verre. Refaire un test toutes les 5 minutes (T1, T2, etc.) et noter le résultat. 5. Si le résultat est positif, placer les morceaux dans une passoire, les laver soigneusement sous l’eau et refaire les opérations 3 et 4. Noter le résultat. 6. Abandonner la préparation à 37°C pendant l’extraction du glycogène. 7. Refaire un test pour le glucose et noter le résultat. Résultats Après lavage, le glucose n’est pas détectable ni autour du muscule, ni autour du foie. Quand le temps passe, du glucose est détecté dans le milieu où trempe le foie mais pas dans celui où est le muscle.

Document 2 : extraction et dosage du glycogène Cette manipulation est à faire en parallèle avec celle du foie lavée. 1. Peser 10 g de foie ou de muscle. 2. Découper l’échantillon en petits morceaux. 3. Broyer dans un mortier avec le pilon en présence de sable de Fontainebleau) dans 10 mL d’acide acétique à 4 %. Rajouter ensuite 20 mL d’acide acétique à 4 %. 4. Répartir le broyat dans des tubes de centrifugeuse 5. Centrifuger à 5000 tours par minute pendant 5 minutes. 6. Récupérer le surnageant. 7. Ajouter deux volumes d’alcool à 95 % à un volume de surnageant pour faire précipiter le glycogène : des flocons blanchâtres apparaissent dans le tube si du glycogène est présent dans l’extrait et le contenu du tube devient trouble. 8. Centrifuger à 5 000 tours par minute pendant 5 minutes pour récupérer le précipité. Le glycogène forme un culot blanchâtre. 9. Pour récupérer le glycogène, éliminer le surnageant. 10. Dissoudre le glycogène dans 2 ml d’eau. Après dissolution dans l’eau du glycogène isolé, une goutte de lugol ajoutée à la solution fait apparaître la coloration spécifique du glycogène. Résultat Les mesures vont en général de 2 mg de glycogène par gramme de muscle à presque 6 mg suivant l’espèce, la localisation anatomique et l’état nutritionnel de l’animal. Pour le foie, les valeurs vont de 40 à 80 mg de glycogène par gramme de foie, dépendant essentiellement de l’état nutritionnel de l’animal.

Document 3 : glycogène et libération de glucose 1. Mettre 200 µL d’amylase dans un mL de la solution de glycogène. 2. Faire un test de présence de glucose immédiatement, puis à 10 et 15 mn. 3. Reporter les résultats dans un tableau. Résultat On observe une augmentation pratiquement linéaire de la concentration de glucose en fonction du temps.

2

Corrigé I Étude des documents A] Document 2 Document 2a Description de premier niveau Dans l’ensemble, la courbe représentant la glycémie a une valeur de base vers 0,8 g/L avec une hausse d’environ 0,7 g/L après les repas et une diminution pendant les efforts physiques. Interprétation de premier niveau Les hausses de la glycémie correspondent à des prises alimentaires et les diminutions à des consommations, cette évolution peut paraître normale. Description de deuxième

niveau Une étude plus attentive de la courbe montre les faits suivants :

1. À 8 h 30 et 17 h 30, à la fin des séances de sport, la glycémie remonte en l’absence de prise alimentaire. 2. De 22 heures à 7 h du matin, la glycémie reste pratiquement constante alors qu’il existe des consommations (par exemple le cerveau, doc. 1) et qu’il n’existe aucun apport. Interprétation de deuxième niveau Il existe donc une libération de glucose qui permet d’éviter une baisse importante de la glycémie en l’absence de tout apport alimentaire. Document 2 b Description Après le test d’hyperglycémie provoquée, la glycémie s’élève de 0,7 g/L environ. Interprétation Les 100 g de glucose étant dilués dans 15 L de milieu intérieur, l’élévation de la glycémie devrait être normalement de 6,7 g/L, c’est-à-dire 10 fois ce qui est effectivement observé. Il existe donc des mécanismes qui retirent de manière efficace et rapide le glucose en excès dans la circulation. Bilan document 2 Il existe des mécanismes qui libèrent du glucose dans la circulation quand la glycémie est basse et qui retirent quand elle est trop élevée. La glycémie est régulée.

B] Documents 1 et 3 Les documents 1 et 3 permettent de comprendre pourquoi la glycémie est régulée : une glycémie trop faible peut rapidement entraîner la mort, tandis que l’hyperglycémie durable entraîne des troubles graves.

C] Document 1 page 132 Description On observe que l’essentiel de la radioactivité se retrouve dans le foie, les muscles et le tissus adipeux et très peu dans les compartiments liquidiens. Interprétation : hypothèse La faible augmentation de la glycémie après un apport de glucose serait du au stockage de celui-ci sans le foie, les muscles et le tissus adipeux. Pourtant, l’expérience quotidienne montre que ces organes ne sont pas « sucrés ». Il faut donc admettre que le stockage se fait sous une autre forme chimique. Pour tester notre hypothèse, nous devrons montrer que ces organes contiennent une substance provenant du glucose, que cette substance est capable de redonner du glucose et que ces organes libèrent effectivement du glucose.

II Étude expérimentale A] Expérience du foie lavé Résultats Après lavage, il n’y a pas de glucose, mais après incubation, du glucose apparaît. Par d’apparition de glucose dans le cas du muscle. Interprétation Le foie est capable de libérer du glucose. D’où vient-il ?

B] Dosage du glycogène Résultats On observe la présence de glycogène dans les extraits de foie et de muscle mais à une concentration supérieure dans l’extrait de foie. 3

Interprétation Le foie et les muscles contiennent des quantités importante de glycogène.

C] Hydrolyse du glycogène Résultats En présence d’amylase, du glucose apparaît. Interprétation Le glycogène peut produire du glucose.

III Synthèse L’étude des documents nous a conduit à supposer que le maintien constant de la glycémie est du au stockage de glucose dans le foie et les muscles. Néanmoins, ces organes ne sont pas « sucrés ». Sous quelle forme peut-il y avoir stockage de glucose ? L’expérience B] nous montre que le foie et le muscle sont très riches en glycogène, tandis que l’expérience C] nous montre que du glucose peut être produit à partir du glycogène. On peut donc affirmer que le stockage se fait sous cette forme. Néanmoins, seul le foie est capable de libérer du glucose, le muscle en étant incapable. On peut donc affirmer que le maintien constant de la glycémie en cas de jeûne est effectué par le foie seul, les réserves de glycogène des muscles étant à usage interne.

4...