La prise alimentaire étant discontinue, comment se fait-il que les variations du taux glycémique oscillent autour d'une valeur voisine de 1 g/L ?
Nous savons que l'organisme possède plusieurs systèmes réglants qui ont pour rôle de réagir aux variations que subit le milieu intérieur afin de rétablir une valeur de consigne. Ils comportent des capteurs, des effecteurs et un système de transmission entre capteurs et effecteurs.
Nous allons ici identifier quelles parties du corps assurent le système de régulation de la glycémie.
Capteurs de la glycémie dans le pancréas
Ces capteurs sont situés dans le pancréas, plus précisément dans les îlots de Langerhans. Ce sont les cellules alpha, sécrétrices de glucagon, et les cellules bêta, sécrétrices d'insuline. En nous appuyant sur les résultats d'expériences, nous pouvons constater que :
- lorsqu'il y a une augmentation de la glycémie (après un repas), la sécrétion d'insuline augmente, tandis que celle du glucagon diminue ;
- à l'inverse, quand la glycémie diminue (lors du jeûne), c'est la sécrétion de glucagon qui s'élève et celle de l'insuline qui s'abaisse.
Organes et cellules effectrices de la régulation
L'organisme possède des cellules capables de stocker et/ou déstocker le glucose selon la valeur de la glycémie. Ce sont les cellules effectrices.
Après un repas : stockage du glucose
À l'état post-prandial, la glycémie augmente. Trois populations de cellules effectrices vont alors se mettre en œuvre pour stocker le glucose excédentaire sous deux formes :
- les cellules adipeuses et hépatiques vont le stocker sous forme de triglycérides ;
- les cellules musculaires et hépatiques le stockent sous forme de glycogène.
Notons que les cellules hépatiques sont capables de stocker le glucose sous ces deux formes (triglycérides et glycogène). C'est par cette soustraction du glucose au milieu intérieur qu'est permis le retour de la glycémie à sa valeur de référence.
Lors du jeûne : libération du glucose
Le foie étant le seul organe capable de libérer du glucose dans le milieu intérieur, les cellules hépatiques doivent à elles seules être capables de déstocker du glucose, grâce à deux mécanismes :
- le premier consiste à transformer le glycogène en glucose-6-phosphate, à l'aide de l'enzyme glycogène phosphorylase, puis de le transformer à son tour en glucose avec l'enzyme glucose-phosphatase ;
- le second consiste à transformer, grâce à plusieurs enzymes, des composés non glucidiques en glucose (néoglucogenèse).
C'est par cet ajout de glucose au milieu intérieur qu'est possible le retour de la glycémie à sa valeur de référence.
Transmission hormonale : insuline et glucagon
Plusieurs expériences ont montré que plus la variation de la glycémie est importante, plus la concentration plasmatique des hormones glucagon et insuline est élevée.
Rôle de l'insuline
Lorsque la glycémie augmente, la sécrétion d'insuline s'élève. Cette hormone est alors libérée par le pancréas dans le milieu intérieur (plasma sanguin, lymphe) et véhiculée jusqu'aux cellules cibles : les cellules hépatiques et musculaires squelettiques. Elle va alors :
- activer l'enzyme glycogène synthétase ;
- inhiber l'enzyme glycogène phosphorylase ainsi que celles impliquées dans la néoglucogenèse.
L'insuline favorise aussi la conversion du glucose en triglycérides ainsi que la pénétration et l'utilisation du glucose dans toutes les cellules (sauf les cellules nerveuses).
Rôle du glucagon
Lorsque la glycémie diminue, la sécrétion de glucagon augmente. Cette hormone est libérée dans le milieu intérieur et véhiculée principalement vers les cellules hépatiques (cellules cibles du glucagon). Elle favorise ainsi la glycogénolyse en activant les enzymes nécessaires à la néoglucogenèse, notamment la glycogène phosphorylase.
Ce système de transmission est sensible aux variations du glucose dans le milieu intérieur, grâce à la dégradation rapide des hormones qui modifie rapidement la concentration plasmatique, codant ainsi le message hormonal.
Fonctionnement global du système de régulation
Nous savons à présent que lorsque le corps détecte une perturbation de la glycémie, les capteurs — cellules alpha et bêta situées dans le pancréas — produisent l'hormone adéquate (insuline ou glucagon) afin de transmettre le message hormonal aux cellules effectrices : cellules hépatiques (du foie), musculaires et adipeuses. C'est en modifiant leur activité (stocker ou déstocker) qu'elles corrigent la perturbation et rétablissent la valeur de consigne de la glycémie.
