TP-TD Régulation de la glycémie

Introduction : Les cellules de l’organisme prélèvent du glucose sanguin pour le consommer, mais  certaines sont également capables de le stocker, on parle de glycémie.

Problème : Quels organes peuvent stocker et libérer le glucose ? Comment s’effectue la régulation glycémique  ?

Objectifs : 

  • Réaliser et comprendre une expérience historique ayant permis de comprendre la glycémie
  • Caractériser le glucide complexe stocké
  • Réaliser et étudier un frottis de foie
  • Réaliser une étude microscopiques de coupe de pancréas
  • S’entraîner aux ECE

I- Etude des organes de stockage du glucose

A- Expérience historique de Claude Bernard (1855) 

Longtemps, le rôle du foie est resté énigmatique. Les Grecs anciens supposaient qu’il était le siège des émotions. Avec la découverte de la circulation sanguine au XVIIe siècle, on comprend que le foie ne produit pas le sang. Mais alors, à quoi sert-il ? Il faudra attendre le sacrifice de quelques chiens et la fameuse expérience du foie lavé de Claude Bernard pour commencer à comprendre son rôle dans la régulation de la glycémie.

Après avoir visionné la vidéo sur l’expérience célèbre de   Claude Bernard, répondez au QCM suivant : 

Vidéo : https://www.reseau-canope.fr/corpus/video/claude-bernard-et-le-role-du-foie-143.html

QCM : Choisissez la bonne réponse : 

glycémie

QCM Claude Bernard
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B- La libération du glucose dans le sang

Si plusieurs organes peuvent stocker du glucose sous forme de glycogène, seuls certains peuvent le restituer dans le sang (réserves « publiques ») alors que les autres le gardent pour leur utilisation propre (réserves « privées »). Le statut des cellules du foie et des muscles peut être déterminé expérimentalement .

On veut montrer que même si les muscles et le foie peuvent stocker du glucose, seul le foie peut en libérer dans le sang

PROTOCOLE EXPÉRIMENTAL 

Découper en petits fragments les5 morceaux de foie et les 5 morceaux de muscle, sans les mélanger.

Pour chaque organe et séparément, laver sous le robinet l’ensemble des fragments dans une passoire jusqu’à ce que l’eau qui s’écoule soit claire, dans le but d’éliminer le sang contenu dans les vaisseaux de l’organe, et donc le glucose.

Placer séparément chaque organe dans un Bécher et recouvrir les morceaux avec de l’eau distillée.

Réaliser  immédiatement un test de détection du glucose (qui doit être négatif car le lavage a dû l’éliminer) avec une bandelette dans chaque  Bécher. 

Laisser reposer pendant 20 min en agitant légèrement et de temps en temps le contenu du Bécher avec l’agitateur en verre.

Réaliser un deuxième test de mise en évidence du glucose dans chaque Bécher.

1) Pour consigner vos résultats, réalisez un tableau ou vous indiquerez les tissus concernés et les glucotests réalisés selon les conditions, puis répondez au problème.

2) Complétez vos observations en allant constater la coloration du glycogène à l’eau iodée à la paillasse prof et en tenant compte du tableau expérimental suivant

MilieuTest au lugolGlucotests (à compléter)
Intérieur du foieRouge acajouNon réalisé
Intérieur du MyocyteRouge acajouNon réalisé
Extérieur du foie au temps t0Jaune
Extérieur du myocyte au temps t0Jaune
Extérieur du foie après lavage et attente de 20 minJaune
Extérieur du myocyte après lavage et attente de 20 minJaune

C- Observation d’un hépatocyte : 

PROTOCOLE EXPÉRIMENTAL 

  • à partir d’un échantillon de foie, réalisez un frottis que vous monterez entre lame et lamelle pour l’observer au microscope optique : 
  • Prenez l’échantillon de foie et à l’aide d’une aiguille lancéolée racler sur une lamelle finement le foie.
  • Versez 2 gouttes d’eau sur la pointe de l’aiguille et au dessus de la lame afin que les cellules soient contenues dans les gouttes
  • Rajoutez une goutte de bleu de méthylène
  • à partir d’un échantillon de muscle, réalisez un frottis que vous monterez entre lame et lamelle pour l’observer au microscope optique : 
  • Prenez une pince forte et prélevez une fibre musculaire en tirant une fibre.
  • Mettez 2 gouttes d’eau et une goutte de bleu de méthylène pour colorer et placez une lamelle par dessus

Observez vos 2 préparations au microscope optique aux différents grossissements

II- L’organe régulateur de la glycémie : le pancréas

Le chat de Mme Félix montre un poids anormal, une activité diminuée et un trouble de la prise alimentaire. Mme Félix l’emmène chez son vétérinaire. Ce dernier reconnaît les symptômes du diabète félin et prescrit une analyse sanguine qui confirme le diagnostic. Le vétérinaire explique à Mme Félix que deux types de traitements sont actuellement disponibles pour traiter le diabète félin : l’insulinothérapie et les hypoglycémiants oraux comme le glizipide.

On veut déterminer quel traitement est approprié pour traiter le diabète du chat de Mme Félix.

Ressources documentaires : 

Doc 1 : Le diabète de type 1 et son traitement chez le chat

Il s’agit d’un défaut précoce et grave de sécrétion de l’insuline par le pancréas. La destruction progressive des cellules bêta (maladie auto-immune) du pancréas entraîne l’insuffisance ou l’absence d’insuline.

Les atteintes hépatiques sont rares chez les chats atteints de diabète de type 1. Pour traiter ce diabète, on utilise l’insulinothérapie (injection d’insuline).

Doc. 2 : Le diabète de type 2 et son traitement chez le chat 

La structure du pancréas est peu modifiée, mais les cellules cibles de l’insuline ne répondent pas efficacement à l’action de l’insuline (insulinorésistance). Dans un premier temps, cette insulinorésistance est compensée par une sécrétion accrue d’insuline par les cellules bêta.

Une stéatose hépatique (foie gras) peut survenir : les graisses s’accumulent à l’intérieur du foie qui devient vulnérable à des lésions ultérieures pouvant entraîner son inflammation.

Pour traiter ce diabète, on utilise les hypoglycémiants oraux, qui produisent une diminution du taux de glucose dans le sang. Le glipizide est le principal hypoglycémiant utilisé chez le chat. Le glipizide agit sur les cellules bêta du pancréas en stimulant la sécrétion d’insuline.

Doc. 3 : observation de Pancréas

D’après J.Boscq

Etape 1 : Concevoir une stratégie pour résoudre une situation problème (durée recommandée : 10 minutes)

Proposer une stratégie de résolution réaliste permettant de déterminer quel traitement est approprié pour traiter le diabète du chat de Mme Félix, en observant des tissus.

Etape 2 : Mettre en œuvre un protocole de résolution pour obtenir des résultats exploitables

Afin de déterminer quel traitement est approprié pour traiter le diabète du chat de Mme Félix :

Observer les lames proposées.

=> lames histologiques de pancréas sain et pancréas d’un animal atteint de la même pathologie que le chat de Mme Félix

Observez 2 lames de pancréas et déterminez les différences entre les 2 lames

Conclure sur le problème 

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