Biologie du lycée · Grades 10–12

32La glycémie et le diabète

Cinq litres de sang, un gramme de glucose dans chacun : cinq grammes en tout, à peu près un morceau de sucre. Le cerveau à lui seul en brûle autant chaque heure, jour et nuit, et ne peut rien utiliser d’autre. Pourtant, une personne qui ne mange rien de la journée, ou qui avale un gâteau entier d’un coup, maintient la concentration à quelques dixièmes de gramme par litre de cette même valeur — et une personne dont le pancréas a lâché n’y parvient pas, avec des conséquences qui vont de la soif au coma. Ce chapitre traite du nombre le plus surveillé du corps, des organes qui le maintiennent constant, et de ce qui arrive, dans les deux formes de diabète, quand ils n’y parviennent plus.

32.1 Une constante régulée

Définition 32.1 (Glycémie)

La glycémie est la concentration de glucose dans le plasma sanguin : environ $1\,\mathrm{g}/\mathrm{L}$ ( $5.5\,\mathrm{mmol}/\mathrm{L}$ ) avant un repas chez une personne en bonne santé, montant à $1.4\,\mathrm{g}/\mathrm{L}$ dans l’heure qui suit un repas et revenue en deux heures, tombant à $0.7\,\mathrm{g}/\mathrm{L}$ après une journée de jeûne. Au-dessous de $0.5\,\mathrm{g}/\mathrm{L}$ , le cerveau défaille (confusion, puis coma) ; au-dessus de $1.8\,\mathrm{g}/\mathrm{L}$ , le glucose passe dans l’urine, et des années au-dessus de $1.3\,\mathrm{g}/\mathrm{L}$ abîment les vaisseaux et les nerfs. La glycémie est une grandeur régulée : une valeur maintenue près d’une valeur de consigne par un système qui la mesure et la corrige.

Proposition 32.2 (Le compartiment du glucose et ses flux)

Les $5\,\mathrm{g}$ de glucose du sang forment un compartiment que traversent de grands flux. Entrées : l’intestin après un repas (jusqu’à $100\,\mathrm{g}$ en une heure), et entre les repas le foie, qui libère du glucose à partir de son glycogène de réserve ( $100\,\mathrm{g}$ , une demi-journée d’approvisionnement) et fabrique du glucose neuf à partir d’acides aminés et de lactate. Sorties : le cerveau ( $5\,\mathrm{g}/\mathrm{h}$ , sans arrêt), les muscles (de quelques grammes à $100\,\mathrm{g}/\mathrm{h}$ à l’effort), les autres tissus, et la mise en réserve sous forme de glycogène dans le foie et les muscles ou sous forme de graisse. Un compartiment de $5\,\mathrm{g}$ alimenté et vidé à raison de dizaines de grammes par heure n’est stable que parce que les flux sont ajustés minute par minute.

Démonstration. Admis à ce niveau. ∎

Le compartiment du glucose. Les repas et le foie l’alimentent ; le cerveau, les muscles et le tissu adipeux le vident ; seul le foie peut travailler dans les deux sens, en stockant après un repas et en libérant entre les repas.

Exemple 32.3 (Une journée de glycémie)

Petit-déjeuner à 8 heures : la glycémie monte de $0.9$ à $1.3\,\mathrm{g}/\mathrm{L}$ pour 9 heures et est revenue à $1.0$ à 10 heures, l’excédent étant parti dans le glycogène du foie et des muscles. De 10 à 13 heures, le foie libère du glycogène et le niveau se tient près de $0.9$ . Une course à 17 heures tire $60\,\mathrm{g}$ vers les muscles en une heure ; le foie vide la moitié de sa réserve pour suivre, et le niveau descend à $0.8$ . Pendant la nuit, le foie fabrique du glucose neuf à partir d’acides aminés, et à 7 heures le niveau est de $0.9\,\mathrm{g}/\mathrm{L}$ . Trois cents grammes ont traversé un compartiment de cinq.

32.2 Le pancréas tient la balance

Proposition 32.4 (Deux hormones venues des îlots)

Dispersés dans le pancréas, parmi les cellules qui fabriquent les enzymes digestives, se trouvent un million de petits amas cellulaires, les îlots. Leurs cellules mesurent la glycémie du sang qui passe et y sécrètent deux hormones :

l’insuline, produite par les cellules $\beta$ , quand la glycémie monte : elle fait entrer le glucose dans les cellules musculaires et adipeuses, et le fait mettre en réserve sous forme de glycogène par le foie et les muscles ; la glycémie baisse ;
le glucagon, produit par les cellules $\alpha$ , quand elle baisse : il fait dégrader le glycogène du foie et libérer du glucose ; la glycémie monte.

Les deux agissent sur les mêmes organes en sens contraires ; leur équilibre, réajusté toutes les quelques minutes d’après la glycémie mesurée, constitue la régulation. L’insuline est la seule hormone qui abaisse la glycémie ; plusieurs l’élèvent.

Preuves. Retirer le pancréas d’un chien (1889) le rend diabétique en un jour : sa glycémie triple et du glucose apparaît dans son urine ; ligaturer le canal qui conduit les enzymes digestives ne le fait pas : l’effet n’est donc pas digestif. Injecter un extrait des îlots (1921) abaisse en quelques heures la glycémie d’un chien diabétique, puis celle d’un enfant diabétique ; la substance active, l’insuline, fut purifiée la même année. Des îlots isolés dans une boîte sécrètent de l’insuline quand on élève le glucose du milieu, et du glucagon quand on l’abaisse. Du glucagon injecté élève en quelques minutes la glycémie d’une personne à jeun, et seulement si le foie détient du glycogène. ∎

Une coupe de pancréas : un îlot, plus clair, parmi les amas plus sombres des cellules qui sécrètent les enzymes. Les cellules de l’îlot lisent le glucose du sang et répondent par de l’insuline ou du glucagon ; le reste de l’organe fabrique le suc digestif.

La régulation de la glycémie. Une hausse déclenche l’insuline, qui fait stocker le glucose par les tissus et fait redescendre le niveau ; une baisse déclenche le glucagon, qui fait libérer du glucose par le foie et fait remonter le niveau. L’effet de chaque hormone supprime le signal qui l’a appelée : deux boucles de rétroaction négative autour d’une même consigne.

Exemple 32.5 (La boucle en action)

Après un repas, la glycémie grimpe ; en quelques minutes, les cellules $\beta$ libèrent de l’insuline, les muscles et les cellules adipeuses ouvrent leurs transporteurs de glucose, le foie se met à fabriquer du glycogène, et le niveau redescend — moment où la sécrétion d’insuline baisse à son tour. Entre les repas, la dérive vers le bas est contrée par le glucagon, le glycogène est dégradé, et le niveau se maintient. Aucune des deux hormones n’est jamais absente ; c’est leur rapport qui bouge, et la glycémie le suit dans une bande étroite.

32.3 Quand la boucle défaille : le diabète

Définition 32.6 (Diabète)

Le diabète est un excès chronique de glycémie : au-dessus de $1.26\,\mathrm{g}/\mathrm{L}$ à jeun, ou au-dessus de $2\,\mathrm{g}/\mathrm{L}$ deux heures après une charge de glucose standard. Ses premiers signes découlent de cet excès : du glucose dans l’urine, qui entraîne de l’eau avec lui (urines abondantes, soif), et un amaigrissement quand les cellules ne peuvent pas utiliser le glucose qui les entoure. Ses dommages tardifs — aux petits vaisseaux de l’œil et du rein, aux nerfs, aux artères — viennent d’années de glucose réagissant avec les protéines. Deux maladies portent ce nom.

Proposition 32.7 (Le type 1 et le type 2)

Le diabète de type 1 (environ 10% des cas) est la destruction des cellules $\beta$ par le système immunitaire du patient lui-même, en général dans l’enfance ou la jeunesse : l’insuline est absente. La glycémie monte sans frein, la graisse est brûlée faute de glucose utilisable et ses produits acides s’accumulent ; sans insuline injectée, la maladie est mortelle en quelques mois. Le traitement est l’insuline, plusieurs fois par jour, dosée d’après les repas et la glycémie mesurée, à vie.
Le diabète de type 2 (environ 90%) apparaît chez l’adulte, le plus souvent en surpoids et sédentaire : les tissus répondent de moins en moins à l’insuline (insulinorésistance), les cellules $\beta$ compensent en sécrétant davantage, et après des années elles s’épuisent. L’insuline est présente mais insuffisante. La prédisposition est en partie génétique (Chapitre 16) ; le déclencheur est le mode de vie, et le premier traitement en est le changement — perte de poids et exercice — avant les médicaments et, tardivement, l’insuline.

Preuves. Les patients de type 1 ont, des années avant les symptômes, des anticorps dirigés contre leurs propres cellules d’îlots, et au diagnostic leurs îlots sont presque vides de cellules $\beta$ et infiltrés de globules blancs ; leur insuline sanguine est indétectable et ils répondent aussitôt à l’insuline injectée. Les patients de type 2 ont une insuline normale ou élevée au diagnostic ; leurs cellules musculaires et adipeuses captent moins de glucose, pour une même dose d’insuline, que celles d’une personne en bonne santé ; les jumeaux vrais partagent la maladie dans 70% des cas, et une perte de poids ou un simple programme de marche rétablit une glycémie normale dans bien des cas précoces. ∎

Le test de tolérance au glucose : la glycémie après une boisson standard de 75\, g de glucose. Une personne en bonne santé est revenue près de 1\, g/ L en deux heures ; un diabétique part haut, dépasse 2\, g/ L et y reste. La courbe intermédiaire est le stade d’alerte, généralement réversible. — Le test de tolérance au glucose : la glycémie après une boisson standard de $75\,\mathrm{g}$ de glucose. Une personne en bonne santé est revenue près de $1\,\mathrm{g}/\mathrm{L}$ en deux heures ; un diabétique part haut, dépasse $2\,\mathrm{g}/\mathrm{L}$ et y reste. La courbe intermédiaire est le stade d’alerte, généralement réversible.

Exemple 32.8 (Gérer une journée avec un diabète de type 1)

Une adolescente atteinte d’un diabète de type 1 mesure sa glycémie avant chaque repas avec une goutte de sang, compte les glucides de son assiette et s’injecte une dose d’insuline rapide qui leur est proportionnelle — environ une unité pour $10\,\mathrm{g}$ — plus une insuline lente une fois par jour pour le fond. Trop d’insuline, ou un repas sauté, et le niveau tombe au-dessous de $0.6\,\mathrm{g}/\mathrm{L}$ : sueurs, tremblements, confusion, corrigés par du sucre en quelques minutes. Trop peu, et le niveau reste au-dessus de $2\,\mathrm{g}/\mathrm{L}$ , avec soif et fatigue, et les vaisseaux encaissent les dégâts en silence. Elle fait à la main ce que ses cellules $\beta$ faisaient par rétroaction.

Les outils d’un diabétique de type 1 : un lecteur qui lit la glycémie sur une goutte de sang, et un stylo qui injecte une dose mesurée d’insuline. La boucle des îlots, tenue à la main plusieurs fois par jour.

Méthode 32.9 (Lire un relevé de glycémie)

Repérer la consigne et la bande : à jeun $0.7\text{ to }1.1\,\mathrm{g}/\mathrm{L}$ , après les repas au-dessous de $1.4$ ; deux heures après une charge de glucose, au-dessous de $1.4$ (sain), $1.4\text{ to }2\,$ (tolérance altérée), au-dessus de $2\,\mathrm{g}/\mathrm{L}$ (diabète).
Pour chaque hausse, se demander ce qui a mis du glucose dans le sang (repas, foie) et ce qui devrait l’en retirer (les cibles de l’insuline) ; pour chaque baisse, ce qui l’a retiré (cerveau, muscle) et ce qui devrait l’y remettre (glucagon, foie).
Lire les hormones avec le glucose : l’insuline doit monter avec la glycémie et le glucagon baisser ; une insuline absente signe un type 1, une insuline élevée avec une glycémie élevée signe une résistance.
Convertir les unités au besoin : $1\,\mathrm{g}/\mathrm{L}$ de glucose fait $5.55\,\mathrm{mmol}/\mathrm{L}$ .

Remarque 32.10 (Un modèle de régulation)

Un capteur, une consigne, deux effecteurs opposés, une rétroaction négative : le contrôle de la glycémie suit le même plan que le contrôle de la testostérone du Chapitre 20, et que la plupart des constantes du corps — température, eau, pression artérielle, acidité. Le diabète est ce à quoi ressemble une constante régulée quand sa boucle est rompue : la valeur répond encore aux entrées, mais plus rien ne la ramène. Lire les courbes de ce chapitre, c’est s’exercer à lire n’importe laquelle d’entre elles.

32.4 Exercices

Exercice 32.1 ★

Donner la glycémie normale à jeun en $\mathrm{g}/\mathrm{L}$ et en $\mathrm{mmol}/\mathrm{L}$ , ainsi que les deux seuils dangereux.

Solution

Solution de Exercice 32.1.

Environ $1\,\mathrm{g}/\mathrm{L}$ , soit $5.5\,\mathrm{mmol}/\mathrm{L}$ . Au-dessous de $0.5\,\mathrm{g}/\mathrm{L}$ , le cerveau défaille ; au-dessus de $1.8\,\mathrm{g}/\mathrm{L}$ , le glucose passe dans l’urine (et des années au-dessus de $1.3\,\mathrm{g}/\mathrm{L}$ abîment les vaisseaux).

Exercice 32.2 ★

Nommer les deux hormones des îlots, les cellules qui les fabriquent, et l’effet de chacune sur la glycémie.

Solution

Solution de Exercice 32.2.

L’insuline, produite par les cellules $\beta$ , abaisse la glycémie (captage et mise en réserve par le muscle, la graisse et le foie) ; le glucagon, produit par les cellules $\alpha$ , l’élève (libération de glucose par le foie).

Exercice 32.3 ★

Quel organe peut à la fois stocker et libérer du glucose ? Sous quelle forme le stocke-t-il ?

Solution

Solution de Exercice 32.3.

Le foie, sous forme de glycogène (et il sait aussi fabriquer du glucose neuf à partir d’acides aminés et de lactate).

Exercice 32.4 ★

Énoncer en une phrase chacune la différence essentielle entre le diabète de type 1 et celui de type 2.

Solution

Solution de Exercice 32.4.

Type 1 : les cellules $\beta$ sont détruites et l’insuline est absente. Type 2 : l’insuline est présente mais les tissus y répondent mal, et les cellules $\beta$ finissent par s’épuiser.

Exercice 32.5 ★

D’après la figure du test de tolérance, relever les trois courbes à 120 minutes et classer chacune.

Solution

Solution de Exercice 32.5.

Sujet sain environ $0.95\,\mathrm{g}/\mathrm{L}$ ; tolérance altérée environ $1.7\,\mathrm{g}/\mathrm{L}$ (entre 1.4 et 2) ; type 2 environ $2.7\,\mathrm{g}/\mathrm{L}$ (au-dessus de 2).

Exercice 32.6 ★★

Le cerveau consomme $5\,\mathrm{g}$ de glucose par heure et le sang en contient $5\,\mathrm{g}$ . Expliquer pourquoi une personne ne perd pas connaissance une heure après un repas, en nommant l’organe et l’hormone responsables.

Solution

Solution de Exercice 32.6.

Le foie libère du glucose à partir de son glycogène au rythme où le cerveau le retire, sous le contrôle du glucagon, si bien que le compartiment reste près de $5\,\mathrm{g}$ bien que son contenu soit renouvelé toutes les heures.

Exercice 32.7 ★★

Expliquer pourquoi retirer le pancréas provoque un diabète alors que ligaturer son canal n’en provoque pas, et ce que cela montre sur le lieu de fabrication de l’insuline et sur son trajet.

Solution

Solution de Exercice 32.7.

Le canal conduit les enzymes digestives à l’intestin ; l’obstruer laisse la glycémie normale, l’effet du pancréas sur le glucose ne passe donc pas par la digestion. Retirer l’organe entier retire les îlots : l’insuline est fabriquée dans le pancréas et atteint ses cibles par le sang, non par le canal.

Exercice 32.8 ★★

Une personne à jeun reçoit une injection de glucagon : la glycémie monte de $0.4\,\mathrm{g}/\mathrm{L}$ en 20 minutes. La même injection après trois jours de jeûne ne fait rien. Expliquer.

Solution

Solution de Exercice 32.8.

Le glucagon agit en faisant dégrader au foie son glycogène ; après une nuit de jeûne, la réserve est là et la glycémie monte ; après trois jours, le glycogène est épuisé et le glucagon n’a plus rien à faire libérer.

Exercice 32.9 ★★

Pourquoi un diabétique urine-t-il abondamment et a-t-il soif ?

Solution

Solution de Exercice 32.9.

Au-dessus de $1.8\,\mathrm{g}/\mathrm{L}$ environ, les reins ne peuvent pas réabsorber tout le glucose qu’ils filtrent ; il passe dans l’urine et, par osmose, y entraîne de l’eau. L’eau perdue doit être remplacée : c’est la soif.

Exercice 32.10 ★★

Une patiente de type 1 injecte sa dose habituelle d’insuline puis saute le déjeuner. Prévoir ce qui se passe dans les deux heures qui suivent, et pourquoi.

Solution

Solution de Exercice 32.10.

L’insuline pousse le glucose dans les muscles et les cellules adipeuses et arrête la libération par le foie, mais aucun glucose n’arrive : la glycémie tombe au-dessous de $0.6\,\mathrm{g}/\mathrm{L}$ en une heure ou deux, avec sueurs, tremblements et confusion ; du sucre pris aussitôt corrige la chose.

Exercice 32.11 ★★

Expliquer pourquoi l’exercice abaisse la glycémie d’un diabétique de type 2 même sans aucun changement d’insuline, à l’aide du Chapitre 10.

Solution

Solution de Exercice 32.11.

Un muscle qui travaille capte le glucose du sang par une voie qui n’a pas besoin d’insuline, et un muscle entraîné regagne entre les séances de la sensibilité à l’insuline ; la glycémie baisse pendant et après l’exercice, et la résistance des tissus, cause de la maladie, se réduit.

Exercice 32.12 ★★★

Deux patients ont une glycémie à jeun de $2\,\mathrm{g}/\mathrm{L}$ . L’un n’a pas d’insuline décelable ; l’autre en a trois fois la normale. Poser le diagnostic pour chacun, et dire ce que font les îlots de chaque patient.

Solution

Solution de Exercice 32.12.

Pas d’insuline : type 1, les cellules $\beta$ des îlots sont détruites et ne sécrètent rien. Trois fois l’insuline normale : type 2, les îlots sécrètent à plein régime contre des tissus qui ne répondent plus.

Exercice 32.13 ★★★

Tracer, ou décrire, les courbes de glycémie et d’insuline sur les trois heures qui suivent un repas chez une personne en bonne santé, chez un patient de type 1 non traité, et chez un patient de type 2. Expliquer chaque différence.

Solution

Solution de Exercice 32.13.

Sujet sain : la glycémie monte à environ $1.3\,\mathrm{g}/\mathrm{L}$ entre 30 et 60 minutes et revient en 2 heures ; l’insuline monte avec elle et redescend avec elle. Type 1 non traité : la glycémie dépasse $2\,\mathrm{g}/\mathrm{L}$ et y reste ; l’insuline est plate à zéro — rien ne retire le glucose. Type 2 : la glycémie monte haut et redescend lentement ; l’insuline monte plus haut que la normale et y reste — beaucoup d’hormone, peu d’effet.

Exercice 32.14 ★★★

Un repas contient $80\,\mathrm{g}$ de glucides. Si tout entrait d’un coup dans le sang, que deviendrait la glycémie ? Expliquer pourquoi cela n’arrive jamais, en énumérant le devenir du glucose dans les deux premières heures.

Solution

Solution de Exercice 32.14.

$5 + 80 = 85\,\mathrm{g}$ dans $5\,\mathrm{L}$ : $17\,\mathrm{g}/\mathrm{L}$ . Cela n’arrive jamais parce que l’absorption prend une ou deux heures et que, à mesure que le glucose arrive, l’insuline l’envoie dans le glycogène du foie, celui des muscles et la graisse, tandis que le cerveau et les tissus en brûlent une part : le compartiment ne contient jamais plus de quelques grammes au-dessus de la normale.

Exercice 32.15 ★★★

Comparer la régulation de la glycémie avec celle de la testostérone du Chapitre 20 : capteur, consigne, effecteurs, signe de la rétroaction. Qu’y a-t-il de particulier à disposer de deux hormones opposées ?

Solution

Solution de Exercice 32.15.

Les deux ont un capteur (les cellules des îlots ; l’hypothalamus et l’hypophyse), une consigne, des effecteurs, et une rétroaction négative qui supprime le signal. La glycémie dispose de deux hormones opposées agissant sur les mêmes organes, si bien que la grandeur peut être poussée activement vers le haut comme vers le bas ; la boucle de la testostérone n’a qu’une hormone et corrige surtout en en mettant plus ou moins. Deux effecteurs opposés donnent un contrôle plus rapide et plus serré d’une grandeur qui varie vite dans les deux sens.

32.5 Problème : cinq grammes de sucre

Problème 32.1

Problème du week-end — le glucose du sang mis en comptes sur une journée : le compartiment et ses flux, un test de tolérance lu, une dose d’insuline calculée, et une boucle qu’il faut tenir à la main

On prendra un volume sanguin de $5\,\mathrm{L}$ , une consommation cérébrale de $5\,\mathrm{g}/\mathrm{h}$ de glucose, une réserve de glycogène hépatique de $100\,\mathrm{g}$ , et un glycogène musculaire de $400\,\mathrm{g}$ . Une unité d’insuline rapide prend en charge environ $10\,\mathrm{g}$ de glucides.

Partie I — Le compartiment.

Calculer la masse de glucose du sang à $1\,\mathrm{g}/\mathrm{L}$ , et la même concentration en $\mathrm{mmol}/\mathrm{L}$ (glucose $180\,\mathrm{g}/\mathrm{mol}$ ).
Combien de temps le glucose du sang durerait-il au seul cerveau, si rien ne le remplaçait ?
Entre les repas, le foie le remplace. Combien de temps le glycogène du foie dure-t-il au cerveau ? Que se passe-t-il ensuite ?
Le glycogène musculaire vaut quatre fois celui du foie, mais les muscles ne peuvent pas libérer de glucose dans le sang. Expliquer pourquoi le glycogène musculaire n’aide pas le cerveau, et à quoi il sert.
Un repas délivre $60\,\mathrm{g}$ de glucose en une heure. Si rien n’en était retiré, quelle valeur atteindrait la glycémie ? Qu’est-ce qui le retire en réalité, et où va-t-il ?

Partie II — Le test. Un patient boit $75\,\mathrm{g}$ de glucose. Glycémie et insuline mesurées :

minutes	0	30	60	90	120	180
glycémie (g/L)	1.15	1.8	2.05	2.0	1.85	1.6
insuline (% d’un pic normal)	90	140	180	200	190	160

Classer le patient avec les seuils de la Méthode 32.9.
L’insuline manque-t-elle ? Qu’est-ce qui défaille, alors ?
Nommer la maladie, et donner deux éléments de l’histoire du patient auxquels vous vous attendez.
À quoi ressemblerait le même tableau chez un patient de type 1 non traité ?
Quel est le premier traitement prescrit, et par quel mécanisme agit-il ?

Partie III — Tenir la boucle à la main. La glycémie d’une patiente de type 1 est de $1.0\,\mathrm{g}/\mathrm{L}$ avant le dîner ; le repas contient $90\,\mathrm{g}$ de glucides.

Calculer la dose d’insuline rapide pour ce repas.
Elle l’injecte mais ne mange que la moitié du repas. Estimer jusqu’où la glycémie peut descendre, et nommer les symptômes et le remède.
Elle n’injecte rien et mange tout le repas. Estimer la glycémie si les $90\,\mathrm{g}$ entraient tous dans un compartiment de $5\,\mathrm{L}$ , et dire ce que font les reins au-dessus de $1.8\,\mathrm{g}/\mathrm{L}$ .
Pourquoi doit-elle aussi injecter une insuline lente le soir, alors qu’elle ne mange rien ?
Expliquer en quel sens le lecteur et le stylo remplacent la cellule $\beta$ , et ce qu’ils ne peuvent pas remplacer.

Partie IV — La boucle, raisonnée.

Un médicament stimule les cellules $\beta$ pour qu’elles sécrètent plus d’insuline. Pour quel type de diabète peut-il marcher, et pourquoi pas pour l’autre ?
Une personne de type 2 perd $10\,\mathrm{kg}$ et marche une heure par jour ; six mois plus tard, le test de tolérance est normal. Expliquer quelle partie de la boucle a été réparée.
Expliquer pourquoi l’insuline et le glucagon d’une personne en bonne santé ne sont jamais élevés tous les deux, et ce que fait un îlot dans une boîte quand on fixe le glucose du milieu à $1\,\mathrm{g}/\mathrm{L}$ .
Le glucagon, l’adrénaline, le cortisol et l’hormone de croissance élèvent tous la glycémie ; seule l’insuline l’abaisse. Proposer une raison pour laquelle le corps dispose de plusieurs garde-fous contre une glycémie basse et d’un seul contre une glycémie haute.
Énoncer le résultat : le glucose contenu dans le sang, les heures que le foie peut couvrir, le diagnostic de la partie II, et la dose de la partie III.

Solution

Solution de Problème 32.1.

1. $5\,\mathrm{g}$ ; $1\,\mathrm{g}/\mathrm{L} \div 180\,\mathrm{g}/\mathrm{mol} = 5.55\,\mathrm{mmol}/\mathrm{L}$ .

2. Une heure.

3. $100/5 = 20$ heures. Ensuite, le foie fabrique du glucose neuf à partir d’acides aminés (et de lactate), aux dépens des protéines du corps.

4. Les cellules musculaires n’ont pas l’enzyme qui libère du glucose libre à partir du glycogène vers le sang ; leur glycogène est brûlé sur place, pour leur propre contraction.

5. $5 + 60 = 65\,\mathrm{g}$ dans $5\,\mathrm{L}$ : $13\,\mathrm{g}/\mathrm{L}$ . L’insuline envoie le glucose dans le glycogène du foie et des muscles et dans la graisse, et les tissus en brûlent une part ; la glycémie culmine autour de $1.4\,\mathrm{g}/\mathrm{L}$ .

6. À jeun $1.15\,\mathrm{g}/\mathrm{L}$ (au-dessous de 1.26) mais $1.85\,\mathrm{g}/\mathrm{L}$ à 120 minutes (entre 1.4 et 2) : tolérance altérée, au seuil du diabète.

7. Non : l’insuline est au double d’un pic normal. C’est la réponse des tissus qui défaille — une insulinorésistance.

8. Un diabète de type 2 (ou son stade d’alerte). À attendre : un adulte, en surpoids, sédentaire, souvent avec des parents diabétiques.

9. Une glycémie partant au-dessus de $1.5\,\mathrm{g}/\mathrm{L}$ , montant au-dessus de $2.5$ et ne redescendant pas ; une insuline proche de zéro d’un bout à l’autre.

10. Une perte de poids et un exercice régulier : ils rétablissent la sensibilité des tissus à l’insuline et laissent le muscle au travail capter du glucose sans elle.

11. $90/10 = 9$ unités.

12. La dose prend en charge $90\,\mathrm{g}$ mais $45\,\mathrm{g}$ seulement arrivent : l’insuline en excès fait descendre la glycémie de l’équivalent de $45\,\mathrm{g}$ dans le compartiment et les réserves — bien au-dessous de $0.6\,\mathrm{g}/\mathrm{L}$ : sueurs, tremblements, confusion ; du sucre aussitôt.

13. $(5 + 90)/5 = 19\,\mathrm{g}/\mathrm{L}$ si rien n’était retiré ; en réalité, plusieurs $\mathrm{g}/\mathrm{L}$ . Au-dessus de $1.8\,\mathrm{g}/\mathrm{L}$ , les reins laissent passer le glucose dans l’urine, avec de l’eau : urines abondantes et soif.

14. Entre les repas, le foie libérerait sans cela du glucose sans frein (le glucagon agit, rien ne s’y oppose) et les tissus brûleraient de la graisse avec ses produits acides : un fond d’insuline est nécessaire à l’équilibre de base, et non aux seuls repas.

15. Le lecteur mesure la glycémie comme le faisait la cellule $\beta$ ; le stylo délivre l’insuline qu’elle aurait sécrétée. Ils ne peuvent pas remplacer l’ajustement continu, minute par minute : la patiente mesure quelques fois par jour et estime, là où la cellule mesurait sans cesse et répondait exactement.

16. Le type 2, dont les cellules $\beta$ existent et peuvent être poussées. Dans le type 1, il n’y a pas de cellule $\beta$ à stimuler.

17. La réponse des tissus à l’insuline — le côté effecteur de la boucle : avec moins de graisse et des muscles actifs, un signal d’insuline normal produit de nouveau un captage normal, et les cellules $\beta$ sont soulagées.

18. Chacune est sécrétée en réponse à l’écart opposé de la même grandeur : une glycémie haute appelle l’insuline et fait taire le glucagon, une glycémie basse fait l’inverse. À $1\,\mathrm{g}/\mathrm{L}$ , l’îlot sécrète les deux à un rythme faible et équilibré — son état de repos.

19. Une glycémie basse tue le cerveau en quelques minutes, une glycémie haute abîme lentement sur des années : le danger aigu a plusieurs gardes indépendantes, le danger lent une seule — ce qui explique que la défaillance de la seule insuline suffise à créer une maladie, et que le diabète soit fréquent.

20. Environ $5\,\mathrm{g}$ de glucose dans le sang ; le glycogène du foie couvre environ 20 heures ; le patient de la partie II a une tolérance altérée, au bord d’un diabète de type 2 ; la dose de la partie III est de 9 unités.

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