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Série d'exercices sur La régulation de la glycémie - Ts

Classe:

Terminale

Exercice 1

Quelle différence y a-t-il entre une hormone et un neurotransmetteur ?

Comment se fait-il que certaines substances (comme l'adrénaline) puissent être l'un et l'autre ?

Exercice 2

On a extrait du pancréas endocrine deux substances : l'insuline et le glucagon.

Voici quelques-unes des expériences par lesquelles on a recherché leur mode d'action sur la glycémie, après avoir supposé que ces deux produits agissaient soit sur le foie, soit sur les cellules de l'organisme en général.

1. On a réalisé les dosages du glucose sanguin et du glycogène hépatique chez un Chien normal dans le sang duquel on a injecté du glucagon ; les courbes a et b de la figure 1 traduisent les variations de ces taux en fonction du temps.

La courbe c représente l'évolution du taux de glucose sanguin, après l'injection de glucagon à un Chien dont les réserves de glycogène hépatique ont été épuisées par un jeûne prolongé.

Quels vous paraissent être le rôle et le mode d'action du glucagon ?

2. Chez un Chien normal, on mesure, en dehors de la période des repas, les taux de glucose dans le sang artériel qui arrive au foie et dans le sang veineux qui sort du foie.

Le taux de glucose artériel est le même pour le sang qui baigne tous les organes.

Ces dosages sont effectués avant et après injection d'insuline. Les courbes de la figure 2 traduisent les variations de ces taux en fonction du temps :

a. En portant votre attention d'abord sur l'analyse de la seule courbe a,

b. Puis en envisageant l'évolution de la différence entre le taux de glucose dans le sang qui arrive au foie (courbe a) et dans le sang qui en sort (courbe b), dites quelles informations vous tirez des données portées sur cette figure 2 quant à l'effet de l'insuline sur la glycémie et quelles suppositions vous formulez quant à son mode d'action.

3. Les dosages de glucose tissulaire et sanguin effectués chez des animaux témoins et chez des animaux traités à l'insuline permettent d'établir le rapport entre le taux de glucose intracellulaire et la glycémie.

L'injection d'insuline augmente ce rapport pour tous les tissus considérés.

Quelle information supplémentaire apporte ce résultat quant à l'action de l'insuline ?

4. Après un repas riche en glucides, on dose l'insuline et le glucagon plasmatiques.

L'évolution de leur taux en fonction du temps est représentée par la figure 3.

Dans quelle mesure ces courbes vous permettent-elles d'expliquer la faible augmentation de la glycémie après un repas ?

(Utilisez toutes vos conclusions précédentes.)

5. L'ensemble des travaux précédents permet d'affirmer que le glucagon et l'insuline répondent à tous les critères qui permettent de définir une hormone.

Montrez-le.

Les dosages précédents (fig. 3) suggèrent que la sécrétion des deux hormones pancréatiques est influencée par l'arrivée du glucose dans l'organisme.

Pour préciser le déterminisme de la sécrétion d'insuline on augmente expérimentalement, avec une même quantité de glucose, la glycémie d'un animal, soit par perfusion intraveineuse soit en perfusant le jéjunum (partie de l'intestin grêle située à la suite du duodénum).

On se rapproche dans ce dernier cas, des conditions naturelles de la digestion.

Les variations des taux d'insuline dans le plasma, à la suite de ces deux perfusions, sont reportées sur la figure 4.

a. Pour tenter d'expliquer la courbe a, on réalise l'expérience suivante : un pancréas est greffé au cou chez un Chien dépancréaté.

L'injection d'une très petite quantité d'une solution glucosée de concentration supérieure à $1g/litre$ dans l'artère du pancréas greffé est suivie rapidement d'une hypoglycémie générale.

Quelle hypothèse a-t-on testée en réalisant cette expérience ?

b. Quelles hypothèses formulez-vous pour expliquer que l'action du glucose en perfusion intrajéjunale (courbe b) soit plus efficace sur la sécrétion d'insuline qu'en perfusion intraveineuse ?

c. Indiquez, dans leur principe, les expériences à effectuer pour infirmer ou confirmer vos hypothèses.

Exercice 3

A l'occasion d'un examen de médecine préventive qui a confirmé son bon état de santé, un homme à jeun absorbe $50$ grammes de glucose puis subit une prise de sang toutes les $30$ minutes pour mesurer sa glycémie.

Les résultats sont rassemblés dans le tableau suivant :

$$\begin{array}{|l|c|c|c|c|c|c|c|c|} \hline \text{Temps en minutes}&0&30&60&90&120&150&180&210\\ \hline \text{Glycémie }g/l&0.95&1.55&1.35&0.95&0.80&0.85&0.90&0.90\\ \hline \end{array}$$

1. Que déduisez-vous de l'analyse de ces résultats ?

2. Pour étudier le phénomène observé ci-dessus, on réalise une expérience sur un chien à jeun.

On pratique l'ablation du pancréas (figure 1) et on mesure, heure par heure, la glycémie, la glycosurie et le glycogène hépatique.

$$\begin{array}{|l|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|} \hline \text{Temps}&0&1&2&3&4&5&6&7&8&9&10\\ \text{en heures}& & & & & & & & && &\\ \hline \text{Glycémie }g/l&1&0.95&0.9&0.85&0.95&1.2&1.8&2.8&3.2&3.3&3.4\\ \hline \text{Glycosurie }b/l&0&0&0&0&0&0&0.1&1.5&5.6&6.7&6.8\\ \hline \text{Glycogène}&&&&&&&&&&\\ \text{hépatique}&2.65&2.65&2.6&2.6&2.55&2.5&2.45&2.4&2.3&2.2&2.1\\ \text{Unité arbitraire}&&&&&&&&&&\\ \hline \end{array}$$

$\;\ \quad\qquad\qquad\qquad\qquad\qquad\qquad\qquad\qquad\qquad\uparrow$

$\qquad\qquad\qquad\qquad\qquad\qquad\qquad\qquad\qquad\text{Ablation du pancréas}$

2.1 Sur un même graphique, représentez les variations de la glycémie, de la glycosurie et du glycogène hépatique en fonction du temps.

2.2 Analysez les courbes obtenues.

En déduire les effets de la pancréatectomie.

2.3 Les variations du taux de glycogène hépatique et de glucosurie peuvent-elles être observées au cours du test effectué chez le sujet à jeun (question 1) ?

Justifiez vos réponses.

3. Pour préciser le rôle du pancréas, on effectue les expériences suivantes :

Première expérience :

Chez un chien ayant subi l'ablation du pancréas, on observe d'une part des troubles digestifs que l'on peut corriger par l'ingestion d'extraits pancréatiques, et d'autre part des troubles divers, persistants, caractérisant le « diabète sucré ».

Deuxième expérience :

Chez le même chien, on réalise une greffe temporaire de « pancréas au cou » (figure 2) et on mesure l'évolution de sa glycémie.

Les résultats sont représentés par la courbe de la figure 3.

Troisième expérience :

Chez un chien normal, on injecte par voie sous-cutanée $0.5\,mg$ d'une substance $S$ extraite du tissu pancréatique et on mesure la glycémie de l'animal.

Les résultats sont traduits par la courbe de la figure 4.

3.1 Analysez séparément les courbes respectives des figures 3 et 4.

3.2 Que pouvez-vous en déduire quant aux rôle et mode d'action du pancréas ainsi mis en évidence ?

3.3 Donnez le nom de la substance $S.$

4. La figure 5 représente la structure microscopique du pancréas.

La ligature du canal pancréatique (voir figure 1) pratiquée chez un chien en bonne santé, provoque des troubles digestifs mais pas le diabète.

A terme, on observe chez cet animal la dégénérescence des structures notées $Y$ sur la figure 5.

4.1 Expliquez ces résultats. (0.5 point)

4.2 Parmi d'autres recherches réalisées à propos du pancréas, on peut relever les observations suivantes :

a. Chez un chien normal, un traitement par injections répétées d'alloxane fait apparaître un important diabète sucré et entraîne la dégénérescence des cellules $B$ de la zone notée $X$ sur la figure 5.

b. Chez le même chien rendu diabétique par le traitement à l'alloxane, l'ablation du pancréas atténue sensiblement les manifestations de ce diabète.

c. Chez un chien initialement normal, un traitement par le diéthylthiocarbamate provoque une baisse anormale de la glycémie et entraîne peu à peu la dégénérescence des cellules $A$ de la zone notée $X$ sur la figure 5.

d. Des chercheurs ont pu mettre en évidence et isoler dans les extraits pancréatiques, une substance, le glucagon, qui, injectée à très faible dose à un animal normal, provoque une diminution du taux de glycogène hépatique et une augmentation importante de la glycémie.

Analysez successivement ces observations.

4.3 Quelles relations logiques pouvez-vous établir entre les deux types de cellules de la zone $X$, le glucagon, la substance $S$ et les différentes variations de la glycémie constatées ?

4.4 Expliquez alors le résultat obtenu après ablation du pancréas du chien rendu diabétique (observation b)

5. Pour préciser la relation constatée entre la glycémie et l'activité du pancréas, on dispose des résultats suivants :

5.1 Chez un chien normal, la glycémie est mesurée toutes les $30$ minutes.

Ce chien reçoit une injection de $20\,ml$ d'une solution glucosée à $5\%$, dans l'artère qui irrigue son pancréas.

Les résultats sont représentés sur la figure 6.

Que déduisez-vous de l'analyse de la figure 6 ?

5.2 Un chien dépancréaté muni d'un « pancréas au cou », reçoit la même injection de solution glucosée dans le flux sanguin qui irrigue ce « pancréas au cou » ; on mesure sa glycémie (figure 7).

Ce résultat apporte-t-il une confirmation ou un complément à votre réponse à la question 5.1 ?

Justifiez votre réponse.

6. Par un schéma fonctionnel, résumez l'ensemble des faits mis en évidence dans cet exercice.

$\begin{array}{c}\blacktriangleright\,\boxed{\text{Correction des exercices}}\end{array}$

répondre

Anonyme (non vérifié)

jeu, 04/28/2022 - 21:06

Permalien

Bien

répondre

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