ECOLE NATIONALE VETERINAIRE TOULOUSE Le pancras endocrine V

ECOLE NATIONALE VETERINAIRE TOULOUSE Le pancréas endocrine V. Gayrard Physiologie Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse 23, chemin des Capelles 31076 Toulouse

Historique • « Du sucre dans les urines » Glycosurie • Thomas Watson : glycémie – Pas d ’hyperglycémie: réabsorption insuffisante glucose – Hyperglycémie • Diabète sucré: glycosurie, hyperglycémie – 2 types de malades • Diabète gras

Historique • 1889: Minkowski (effet pancréatectomie) • 1893: îlots de Langerhans (Laguesse) • 1921: Paulesco (Roumanie), Gardin (France): insuline isolée • 1956: structure chimique de l ’insuline (Sanger)

Ablation pancréas Débit urinaire Volume urinaire (x 5) Perte poids (45 %) Mort (10 -20 j) Troubles digestifs : Temps rumination

Plan de l ’exposé I. Les hormones pancréatiques II. Hormones pancréatiques et régulation du métabolisme énergétique III. Hormones pancréatiques et dérèglements du métabolisme énergétique

LE PANCREAS ENDOCRINE: • Localisé partiellement derrière l’estomac • Glande mixte: cellules exocrines et cellules endocrines • 98% des cellules produisent le suc pancréatique (enzymes) libérées dans la lumière duodénale au cours de la digestion • 1 -2% cellules forment 1 million d’ilots de Langerhans qui produisent les hormones pancréatiques

Ilot de Langerhans

Ilot de Langerhans Type cellulaire Hormone Cellules A ou 2 (20%) Glucagon Cellules B ou (80%) Insuline Cellules D 1 ou Cellules F ou pp Somatostatine Polypeptide pancréatique

Importance glucose • Principal substrat énergétique – Oxydation par tous types cellulaires – Source primaire d ’énergie pour neurones, hématies, cellules médullo-surrénale – Maintien glycémie critique pour survie • Glucose – Ruminants : 10% production CO 2 – Omnivores, carnivores: 20 -50% production CO 2

La glycémie Espèce Glycémie (g/l) Monogastriques 0. 8 -1. 2 Ruminants 0. 4 -0. 6 Chien 1. 0 -1. 1 Chat 1. 08 Singe 0. 75 -080 Canard 0. 97 -1. 33

Origine glycémie Digestion Absorption Glycogénolyse Oxydation Glucose Plasma Gluconéogenèse (lactate, aa, glycérol) Stockage Glycogène, lipides, protéines

Métabolisme glucose Glycogénogenèse glucokinase Glucose 6 Glucose-6 -phosphatase phosphate Glucose Glycogène synthétase Glycogène phosphorylase Glycolyse Glycogénolyse Triose phosphate Glycolyse PEPCK Gluconéogenèse Phosphoenolpyruvate Pyruvate kinase Oxaloacétate Pyruvate carboxylase Pyruvate Acétyl Co. A carboxylase Acétyl Co. A Oxydation (CO 2) Lactate Acides gras (triglycérides) Cholestérol Corps cétoniques

Rôle insuline Glycogénogenèse glucokinase Glucose 6 Glucose-6 -phosphatase phosphate Glucose Glycolyse PEPCK 6 -P-fructokinase Glycogène phosphorylase Fructo- 1. 6 bi. P aldolase Glycogénolyse Triose phosphate Phosphoenolpyruvate Pyruvate kinase Oxaloacétate Glycogène synthétase Gluconéogenèse Pyruvate carboxylase Pyruvate Acétyl Co. A carboxylase Lactate Acides gras libres Cholestérol Corps cétoniques

FOIE Processus métabolique Métabolisme glucides Métabolisme lipides Métabolisme protéines Rôle insuline Effets métaboliques + Synthèse glycogène - Gluconéogenèse - Glycogénolyse + Lipogenèse - Lipolyse - gluconéogenèse

Muscle Rôle insuline Processus métabolique Effets métaboliques Métabolisme glucides + Synthèse glycogène + Transport glucose - Glycogénolyse Métabolisme protéines + capture aa + synthèse protéines (gluconéogenèse) - protéolyse

Tissu adipeux Rôle insuline Processus métabolique Effets métaboliques Métabolisme glucides + Synthèse glycogène + Transport glucose - Glycogénolyse Métabolisme lipides + Lipogenèse - Lipolyse

Effets insuline GLU + + AA AA protéines - FOIE GLU GLY lipides GLU + GLY GLU AG + - GLY Cellule musculaire Hypoglycémie AG + Adipocyte

Effets insuline • Hypoglycémie • Hypokalémie (hyperpolarisation: influx K) • Modes actions (muscle, tissu adipeux: +GLUT-4) • Diminution sécrétion insuline: hyperglycémie

Régulation sécrétion insuline • Glucose – Glycémie <3 -4 mmol/l: pas insulinosécrétion – Sécrétion maximale: 18 mmol/l • AA: leucine, lysine • Acides gras libres, corps cétoniques • Ruminants – acides gras volatils: propionate et butyrate

Taux sécrétion insuline Régulation sécrétion insuline STIMULATION AU GLUCOSE temps

Plasma glucose (mg/dl) Régulation sécrétion insuline 300 200 100 Temps (min) 30 Tolérance au glucose 120

Mécanisme action glucose Cellules B Glucose GLUT-2 Glucose Ca++ Insuline ATP K Fermeture canaux ATPsensibles Dépolarisation Ca++

Régulation sécrétion insuline: • Hormones du tractus gastro-intestinal: incrétines + – GLP: glucagon-like peptide – GIP: gastric inhibitory peptide – Sécrétine • Hormones pancréatiques – Glucagon + (en présence de substrats métaboliques) – Somatostatine – Polypeptide pancréatique • Catécholamines • Leptine -

Régulation sécrétion insuline: HVM Hypothalamus HVL SN sympatique NA SN parasympatique Ach Cellule B 2 - + +

Rôle glucagon Glucose 6 phosphate Glycolyse Glycogénogenèse Glycogène Glycogénolyse Triose phosphate Glycérol Gluconéogenèse Phosphoenolpyruvate Oxaloacétate Pyruvate Acétyl Co. A lipides Lipolyse Lactate Acides gras libres Cholestérol Corps cétoniques

Effets biologiques glucagon • Hormone du besoin urgent • Antagoniste insuline – -synthèse glycogène – +glycogénolyse, gluconéogenèse • Action au niveau foie • Effet transitoire (insulinosécrétion) • Effet natriurétique (+ contractions cardiaques)

Régulation sécrétion glucagon • Hypoglycémie • AA (alanine, arginine): + glucagon si repas à base de protéines uniquement (complémentarité insuline/glucagon) • Hormones intestinales • Somatostatine • SN sympathique et parasympathique + • Glucagonémie -variable que insulinémie

Somatostatine • Rôles biologiques – Inhibition sécrétions hormones pancréatiques • Régulation sécrétion – Glucose, aa + – Insuline – Agents -adrénergiques -

Polypeptide pancréatique • Rôles biologiques – Inhibition sécrétions enzymes pancréatiques • Régulation sécrétion – Prise alimentaire

Rôle de l ’insuline Stockage Insuline Diminution Nutriments énergétiques glucose, lactate, aa, ac gras libres Augmentation Libération Glucagon, cortisol, A, GH

Régulation du métabolisme énergétique • Maintien glycémie – Effet hypoglycémiant: insuline – Effet hyperglycémiant: glucagon, GH, cortisol, A, NA • Période post-prandriale : utilisation glucides, stockage (insuline) • Période inter-prandriale: métabolisme acides gras (lipolyse) glucose pour cerveau (glycogène), utilisation glycérol ou aa si jeûne prolongé (glucagon, leptine: mobilisation réserves, synthèse glucose)

Insuline et glucagon Hyperglycémie Hypoglycémie - + + Cellules Glucagon Insuline Glucagon Maintien glycémie Cellules Insuline

Déficit insuline PROTEINES Perte de poids TRIGLYC GLU AC GRAS AA AA FOIE GLU urée GLU coma AG CC acidose