La grande majorité des tissus de l’organisme dépendent, d’un point de vue énergétique, de la concentration de glucose circulant en particulier le cerveau qui est un important consommateur. Chez un sujet en bonne santé, la concentration du glucose dans le sang varie peu au cours de la journée (environ 0.9g/l = 5mmol/l), elle fluctue dans des limites étroites (4–10mmol/l) malgré l’ingestion de quantités même importante d’hydrate de carbone [Seematter et al., 2009].
L’homéostasie du glucose est régulée par l’action de nombreuses hormones. Il est pratique de regrouper ces hormones en deux groupes : d’une part, les hormones « anaboliques », représentées par l’insuline qui inhibe la mobilisation de substrats endogènes et abaisse la glycémie et d’autre part, les hormones « cataboliques » ou de la contre-régulation à l’hypoglycémie appelées aussi hormones de stress, parmi lesquelles on retrouve le glucagon, l’adrénaline, les glucocorticoïdes et l’hormone de croissance. [Tappy., 2004]
1.1. Le pancréas
Le pancréas est une glande exocrine mais aussi endocrine. Le pancréas est d’aspect lobulé (cf. figure1) de couleur jaune pâle, son poids oscille chez l’adulte entre 60 et 125 grammes. Sa longueur varie de 12 à 15 centimètres La partie exocrine est la plus volumineuse. La partie endocrine est représentée par les îlots de Langerhans disséminés dans le parenchyme, prédominant au niveau de la queue. [Agostini et al., 2005].
![Anatomie du pancréas [Agostini et al., 2005]](https://www.institut-numerique.org/wp-content/uploads/2013/10/Anatomie-du-pancr%C3%A9as-Agostini-et-al.-2005.png "Anatomie du pancréas [Agostini et al., 2005]")
Figure 1 : Anatomie du pancréas [Agostini et al., 2005].
Les îlots de Langerhans sont de petits organes endocrines dispersés dans le pancréas exocrine .ils sont constitués de quatre types cellulaires : les cellules β qui sécrètent l’insuline, les cellules α qui sécrètent le glucagon, les cellules λ qui sécrètent la somatostatine et les cellules PP qui sécrètent le polypeptide, les îlots ne représentent que 1 % de la masse pancréatique totale. Ils sont cependant essentiels pour l’homéostasie glucidique [Dolz., 2008].
1.2. Le glucagon
Le glucagon est une hormone peptidique hyperglycémiante synthétisé par les cellules α du pancréas, elle occupe une place centrale parmi les hormones dites cataboliques (de stress) [Kraft et al., 2011]. Elle constitue le principal stimulus pour la production hépatique du glucose et agit par activation de la glycogénolyse tandis que la néoglucogenèse est modestement augmentés [Kraft et al., 2011].
1.3. L’insuline
1.3.1. Structure
L’insuline est un polypeptide (cf. figure 2), d’un poids moléculaire d’environ 6 kDa. C’est un hétérodimère constitué de deux chaînes polypeptidiques, la chaîne A qui comporte 21 acides aminés et la chaîne B avec 30 acides aminés, reliées entre elles par deux ponts disulfures, un pont disulfure intracaténaire relie les acides aminés 6 et 11 de la chaîne A. [Magnan et al., 2005]
![Structure primaire de l’insuline humaine [Magnan et al., 2005]](https://www.institut-numerique.org/wp-content/uploads/2013/10/Structure-primaire-de-l%E2%80%99insuline-humaine-Magnan-et-al.-2005.png "Structure primaire de l’insuline humaine [Magnan et al., 2005]")
Figure 2 : Structure primaire de l’insuline humaine [Magnan et al., 2005]
1.3.2. Production de l’insuline
L’insuline est produite par les cellules β des ilots de Langerhans du pancréas. Le précurseur de l’insuline (pré pro-insuline) comporte un peptide signal, qui dirige la chaine peptidique vers le réticulum endoplasmique. Dans le réticulum apparait la pro-insuline par clivage du peptide signal et formation des ponts disulfures. Celle-ci est conduite dans l’appareil de Golgi et enveloppée dans des vésicules, les granules β. Dans ces granules, l’insuline mature est formée par élimination du peptide C et conservées jusqu’a leurs excrétions (insuline + peptide C) par exocytose. [Bouglé et al., 2009]
1.3.3. Stimulation de la sécrétion de l’insuline par le glucose
Le glucose pénètre dans la cellule β (cf. figure 3) par l’intermédiaire d’un transporteur spécifique (GLUT-2), il est phosphorylé en glucose-6-phosphate par la glucokinase puis utilisé principalement par la voie de la glycolyse et de la respiration oxydative. Le métabolisme du glucose dans la cellule β est à l’origine d’une production d’ATP. La génération d’ATP conduit à l’inactivation des canaux K+/ATP, entraînant une dépolarisation membranaire et l’ouverture de canaux Ca++ voltage-dépendants, aboutissant finalement à l’augmentation massive de la concentration cytosolique du calcium et stimulation de l’exocytose des granules de sécrétion d’insuline. [Magnan et al., 2005]
![Stimulation de la sécrétion de l’insuline par le glucose [Dolz., 2008]](https://www.institut-numerique.org/wp-content/uploads/2013/10/Stimulation-de-la-s%C3%A9cr%C3%A9tion-de-l%E2%80%99insuline-par-le-glucose-Dolz.-2008.png "Stimulation de la sécrétion de l’insuline par le glucose [Dolz., 2008]")
Figure 3 : Stimulation de la sécrétion de l’insuline par le glucose [Dolz., 2008].
1.3.4. Effets de l’insuline sur les différents métabolismes
L’insuline est essentielle pour maintenir l’homéostasie du glucose et réguler le métabolisme des lipides et des protéines, en effet l’insuline est le seul facteur hypoglycémiant face à l’arsenal copieux des hormones et des neurotransmetteurs hyperglycémiants [Magnan. C et al, 2005]. L’effet de l’insuline sur le métabolisme glucido-lipidique porte en priorité sur les trois tissus cibles de l’hormone (foie, muscle et tissu adipeux) [Capeau et al., 1996].
a. Métabolisme glucidique
En ce qui concerne le métabolisme glucidique, l’insuline augmente l’utilisation du glucose par les tissus : au niveau du muscle elle favorise son stockage sous forme de glycogène par induction de la glycogène synthase, son entré en permettant la translocation de transporteurs spécifiques du glucose (GLUT 4) depuis des vésicules intracellulaires vers la membrane plasmique et son oxydation en stimulant des enzymes de la glycolyse [Girard., 2008]. Dans le foie l’insuline diminue la production de glucose par blocage de la synthèse d’enzymes clefs de la néoglucogenèse, par diminution de la disponibilité des substrats nécessaire à cette voie (acides aminés et glycérol) et par inhibition de la sécrétion du glucagon, en plus elle inhibe la glycogénolyse [Bouglé et al., 2009].
b. Métabolisme lipidique
L’insuline facilite le stockage des acides gras en triglycérides dans le tissu adipeux et diminue la mobilisation de ceux-ci par inhibition de la lipolyse en inhibant la lipase hormonosensible [Girard., 2008].
c. Métabolisme protéique
L’insuline joue un rôle fondamental dans la régulation du métabolisme protidique, en effet elle inhibe le catabolisme des protéines (protéolyse) en présence d’un excès d’acide aminés [Girard., 2008
1.3.5. Récepteur de l’insuline et voies de signalisation
Le récepteur de l’insuline est une protéine héterotétramérique composée de deux sousunités α extramembranaires et de deux sous-unités β transmembranaires. La liaison de l’insuline à la sous-unité α de son récepteur entraine l’activation de l’activité tyrosine-kinase de la sous-unité β, première étape du changement morphologique du récepteur se qui conduit l’activation de cascades de signalisation intracellulaire. Il existe deux voies d’activation intracellulaire : la voie de la cascade mitogen-activated protein kinase (MAPK) et la voie l’insulin receptor substrates (IRS) [Bouglé et al., 2009].
Donc, toutes anomalies dans la sécrétion et/ou de l’action de l’insuline auront des conséquences délétères sur les différents métabolismes en particulier celui du glucose qui se traduira le plus souvent par une maladie dont la prévalence et la morbidité ne cesse d’augmentés : c’est la maladie diabétique.