Transformation du glucose - Homéostasie glucidique

Pour mieux comprendre le diabète, je vais m'arrêter un instant sur la manière dont le glucose est transformé, stocké et utilisé par notre organisme. 

Le glucose est une molécule essentielle pour le fonctionnement des cellules ; elle est la principale source d'énergie. Elle est fournie par l'alimentation. La concentration de glucose dans le sang, chez une personne en bonne santé, est toujours comprise entre 0.8 et 1.2 g/L dans le plasma sanguin. C’est ce qu’on appelle une constante physiologique.

Figure 1: Schéma de l'appareil digestif (foie & pancréas)

Le rôle du foie dans le métabolisme du glucose

Après un repas, le glucose passé dans le sang au niveau de l'estomac est en excès dans les vaisseaux sanguins au niveau de l'intestin, et va être prélevé par le foie et transformé en glycogène ou en triglycérides grâce à des enzymes. Au maximum, le foie contient 100 g de glycogène. D’autres tissus peuvent aussi faire des réserves de glucose.

• Le foie stocke le glucose sous forme de glycogène,
• Les tissus musculaires stockent le glucose sous forme de glycogène, 
• Les tissus adipeux (graisse) stockent le glucose sous forme de triglycérides.

Entre les repas lorsque la glycémie diminue, et pour maintenir le niveau de glucose constant dans le sang :

• Le foie hydrolyse peu à peu ses réserves de glycogène pour les transformer en glucose, et libère du glucose dans le sang qui va faire remonter la glycémie. 
• Les muscles hydrolysent peu à peu le glycogène en glucose, mais ne libère pas le glucose dans le sans. Le glucose est directement utilisé par le muscle pour son usage propre, ce qui permet d’économiser le glucose du sang.
• Les tissus adipeux transforment les triglycérides en acides gras (ils ne peuvent plus transformer les triglycérides en glucose); ces acides gras sont directement utilisés par certains organes, comme le cœur ou les reins, ce qui permet d’économiser le glucose pour le cerveau.

Bilan : Seul le foie est capable de sécréter du glucose dans le sang.

Le rôle du pancréas dans le métabolisme du glucose

Bien que le pancréas ne stocke ni ne libère de glucose dans le sang, puisque c'est le foie qui a cette fonction, l'absence de pancréas ne permet plus de réguler la glycémie. Le pancréas va donc réguler la quantité de glucose dans le sang grâce à des messages chimiques envoyés au foie par deux types de cellules présentent dans les îlots de Langerhans :

• les cellules β, qui sont en centre des îlots de Langerhans, sont directement sensibles à la glycémie. Ces cellules sécrètent l’insuline : plus la glycémie augmente, plus la libération d’insuline augmente. De façon générale, l'insuline favorise le stockage du glucose (dans le foie, les muscles et les cellules adipeuses) et favorise son utilisation. Elle fait donc baisser le taux de glucose dans le sang. L'insuline fait donc baisser la glycémie : C'est la seule hormone hypoglycémiante que l’organisme possède.

• Les cellules α, qui sont situées à la périphérie des îlots de Langerhanss, sont aussi des capteurs de la glycémie. Ces cellules sécrètent du glucagon qui ne se fixe que sur les cellules du foie. Plus la glycémie baisse, plus la libération de glucagon augmente. C'est une hormone hyperglycémiante. Le glucagon agit en stimulant la glycogénolyse en augmentation la libération du glucose dans le sang.

En conclusion

L'homéostasie glucidique, capacité que peut avoir l'organisme à conserver son équilibre de fonctionnement en dépit de contraintes extérieures, est un processus nécessitant :

• le stockage et la libération de glucose dans le sang
• le fonctionnement de deux organes principaux : le foie et le pancréas
• la présence de deux hormones antagonistes : l'insuline et le glucagon

Cette régulation peut être modélisée par la figure 2, ci-dessous.

Figure 2 : Mécanisme de régulation du glucose par l'organisme