Cours diabète - Biotechnologies et Biologie Humaine

Le diabète de type 1 : un exemple de dérèglement de la glycémie L'insuffisance de la fonction endocrine hypoglycémiante du pancréas
conduit au diabète.
Celui ci peut se manifester :
- soit précocement, chez l'enfant, l'adolescent, l'adulte
jeune : dans ce cas il s'agit du diabète de type1,
insulinodépendant. Il est mortel en l'absence de traitement
substitutif par l'insuline.
- Soit tardivement, chez l'adulte et le sujet âgé : dans ce cas
il s'agit du diabète de type 2
On compte en France 2 000 000 de diabétiques dont 15 % sont de type 1
et 85 % de type 2.
1) Signes cliniques et paracliniques du diabète de type 1 ( cours)
1) Signes cliniques
Le diabète de type 1 est remarquable par son début brutal. Il présente
un syndrome associant :
- polydipsie ( soif excessive)
- polyurie ( augmentation importante de la diurèse des 24h)
- polyphagie ( fait de manger beaucoup)
- amaigrissement et asthénie
Ces signes cliniques apparaissent chez un sujet jeune ( en général
avant 20 ans et avec un pic d'incidence vers 12 et 40 ans ), et mince.
On ne retrouve d'antécédent familial que dans 10% des cas.
2) Signes paracliniques
Ils sont mis en évidence grâce à des examens complémentaires et
permettront de préciser le diagnostic. Dans le cas du diabète de type
1, des examens biochimiques donneront des renseignements importants.
|Examen biochimique |Valeurs normales |Valeurs chez un sujet |
| | |diabétique ( type 1) |
|Glycémie ( dosage de la |0,7 à 1,1 g.L-1 |Supérieur à 1,27 g.L-1|
|concentration du glucose |= 3,9 à 5,6 mmo.L-1 |( 6,4 mmo.L-1) à deux|
|dans le sang) à jeun | |reprises |
|Glycosurie ( présence de |absence |Présence |
|glucose dans l'urine) | | |
|Insulinémie ( dosage de la|30 à 110 pmol.L-1 |Inférieure à 30 |
|concentration en insuline |( 5 à 15 mU.L-1) |pmol.L-1 |
|dans le sang) | |Inférieure à 5 mU.L-1|
En comparant les valeurs normales et celles du sujet atteint de
diabète on observe :
- une hyperglycémie : la concentration en glucose dans le sang
est supérieure à la normale
- une glycosurie : présence anormale de glucose dans l'urine
- une hypoinsulinémie : la concentration en insuline dans le
sang est inférieure à la normale. Nous allons démontrer à l'aide d'expériences l'origine des ces signes
paracliniques ainsi que le rôle des organes qui sont impliqués.
2) Des signes paracliniques aux organes impliqués ( cours etTP)
2-1) Hypoinsulinémie et pancréas
a) Histologie du pancréas ( cours)
[pic]
Le pancréas est formé d'une charpente de tissu conjonctif (CT) vasculaire
(bv) et d'un parenchyme constitué de 2 parties en fonction du type de
glandes:
Une partie glandulaire exocrine représentant 98% de la glande .
On y observe des acini séreux (ac), riches en granules de
zymogène (zy), ainsi que plusieurs variétés de conduits (du).
Une partie glandulaire
endocrine représentant 2% de la
glande) et située
principalement dans la queue.
Ces cellules forment les "îlots
de Langerhans" (is), qui sont
ovales, pâles et formés de
vaisseaux sanguins (bv) et de
cordons ou d'amas des cellules
suivantes:
1 - Cellules A ou ? (difficiles à voir) (A): Elles sont
périphériques, (parfois à l'intérieur), en forme de flammes
et sombres; elles constituent 15-20% des cellules et
sécrètent le glucagon.
2 - Cellules B ou ? (B) : Elles sont majoritaires, larges,
sphériques, granulaires et pâles; elles constituent 60-70 %
des cellules et sécrètent l'insuline.
3 - Cellules D ou ?: On peut les observer avec une
coloration spécifique; elles constituent 5-10 % des
cellules et sécrètent la somatostatine.
[pic]
[pic]
[pic]
Le pancréas endocrine comporte 1 à 2 millions d'îlots de
Langerhans, ce qui représente environ 2% de sa masse.
Chaque îlot contient différents types de cellules : ?, ? ??
?. on peut les distinguer sur une coupe par des techniques
particulières, par exemple l'utilisation d'anticorps
couplés à une molécule fluorescente. Les cellules ?
prédominent dans un pancréas humain.
b) Mise en évidence expérimentale du rôle du pancréas dans
l'hypoinsulinémie. ( TP) Données expérimentales :
1) Histologie du pancréas de rat normal et de rat diabétique
[pic]
2) Chez l'animal, le diabète peut être déclenché par l'injection d'une
molécule appelée l'alloxane. Cette molécule détruit sélectivement les
cellules B des îlots de Langerhans. On observera alors une hypoinsulinémie
et une hyperglycémie.
3)Le premier traitement efficace du diabète remonte à 1922. L'insuline, qui
venait d'être purifiée à partir d'extraits d'îlots de Langerhans canins,
fut injectée à un diabétique. On obtint alors la disparition de son
hyperglycémie.
Aujourd'hui, le traitement du diabète de type 1 repose toujours sur
l'injection d'insuline. La molécule utilisée est l'insuline humaine
produite par génie génétique.
A partir de ces données expérimentales , établir le lien entre le diabète
de type 1 , le pancréas et l'insuline. En déduire la ou les causes
possibles ( étiologie) du diabète de type 1 chez l'homme.
2-2) Hyperglycémie et organes effecteurs ( TP)
Données expérimentales :
Expérience 1
Des expériences de dosage du glycogène hépatique ont été réalisées
chez le chien. L'animal est pancréatectomisé, puis il est soumis à des
injections répétées d'insuline.
[pic]
Expérience 2 :
Un fragment de muscle est placé dans 2 milieux glucosés, l'un avec
insuline et l'autre sans insuline. La quantité de glucose prélevé par
les cellules musculaires et la quantité de glycogène présent dans les
cellules musculaires sont dosés après 10 minutes d'incubation.
Les résultats figurent dans le tableaux ci-dessous.
| |Milieu sans insuline|Milieu avec insuline |
|glucose prélevé par les |0,8 |1,1 |
|cellules musculaires | | |
|(µmol.g-1.min-1) | | |
|glycogène |2,5 |3,9 |
|musculaire(mg.g-1) | | |
Expérience 3
Chez un chien traité à l'alloxane, on observe l'évolution de la
structure microscopique des cellules adipeuses. Cette évolution est
représentée sur la figure suivante.
[pic]
Analyser et interpréter ces trois expériences. ( absence d'insuline,
déficit de stockage, hyperglycémie : relier avec les organes et tissus
cibles)
Quels sont les rôles de l'insuline mis en évidence. Etablir le lien
avec un ou plusieurs des signes du diabète de type 1.
2-3) Glycosurie, polyurie et rein
a) Anatomie de l'appareil urinaire ( cours)
[pic]
Schéma de l'appareil urinaire
[pic]
Coupe sagittale d'un rein
[pic]
Schéma d'un néphron et de sa vascularisation
[pic]
b) Les mécanismes de formation de l'urine (cours)
|Principaux constituants |Plasma sanguin|Urine primitive |Urine définitive |
| |( g.L-1) |(g.L-1) |(g.L-1) |
| |Prélevé dans |Prélevé dans la |Prélevée dans le |
| |le glomérule |capsule de Bowman |canal collecteur |
|Eau |900 |900 |950 |
|Substances minérales | | | |
|Cl- |3,6 |3,6 |5 à 15 |
|Na+ |3,25 |3,25 |4,5 |
|K+ |0,2 |0,2 |1,5 |
|Ca2+ |0,1 |0,1 |0,15 |
|Substances organiques | | | |
|Protéines |80 |0 |0 |
|Lipides |5 |0 |0 |
|Glucose |1 |1 |0 |
|Urée |0,3 |0,3 |20 |
|Acide urique |0,03 |0,03 |0,6 |
|Acide hippurique |0 |0 |0,2 |
( A partir de l'