Glycémie et diabète
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Spécialité
43
Amérique du Sud • Novembre 2014
Exercice 2 • 5 points
Un médecin prescrit à l'un de ses patients atteint de diabète de type 2, un médicament dont le principe actif est l'acarbose. Par son mode d'action original, celui-ci permet de corriger les troubles liés à cette maladie.
Au cours de la digestion, l'amidon ingéré est hydrolysé grâce à l'action d'enzymes digestives, comme les amylases (salivaire et pancréatique) et la maltase.
L'hydrolyse de l'amidon fournit du glucose qui traverse la paroi intestinale pour se retrouver dans le sang.
Les équations chimiques relatives à cette hydrolyse sont présentées ci-dessous.
D'après K.S. Lam et al., Diabetes Care, 21-7,1154-1158, 1998
D'après M.A. Mogale et al., African Journal of Biotechnology, 10-66,15033-15039, 2011
Amylase et acarbose
Amylase et fragment d'amidon
D'après le logiciel RASTOP
Comprendre le sujet
- Étudier les documents dans l'ordre où ils sont proposés présenterait le risque de les paraphraser, dans la mesure où l'on ne sait quel est le but de leur étude (absence d'objectif).
- Ainsi, il vaut mieux commencer par l'analyse du document 3, ce qui permet de poser le problème : Comment l'acarbose limite-t-il l'élévation de la glycémie ?
- Les autres documents fournissent alors la réponse à ce problème.
Mobiliser ses connaissances
- Les glucides à grosses molécules des aliments sont transformés en glucose grâce à l'action d'enzymes digestives.
- Les enzymes sont des protéines qui catalysent des transformations chimiques spécifiques (ici, celles de la digestion).
L'acarbose est un médicament qui, par voie orale, peut être prescrit à des personnes atteintes d'un diabète de type 2. À partir de l'analyse des documents, nous allons déterminer comment l'acarbose réduit l'hyperglycémie de ces personnes.
I. Action de l'acarbose : exploitation du document 3
Chez les rats non diabétiques : l'augmentation de la glycémie est de6 mmol/L (de 5 à 11 mmol/L) chez les animaux non traités et seulement de4 mmole/L chez les rats recevant de l'acarbose.Chez les rats diabétiques : l'augmentation de la glycémie est de6 mmol/L (de 15 à 21 mmol/L) chez les animaux non traités alors qu'elle est seulementd'environ 3 mmol/L chez les rats recevant de l'acarbose.
Notez bien
On suppose que le dernier repas comportait une certaine quantité d'amidon.
Chez les rats diabétiques comme chez les non diabétiques, l'acarbose entraîne une
L'acarbose agit donc de la même façon chez les diabétiques et les non diabétiques, ce qui indique qu'il n'agit pas sur les mécanismes à l'origine du diabète des rats diabétiques.
Le problème est d'établir le mode d'action de l'acarbose.
II. Action de l'acarbose sur la digestion de l'amidon : exploitation des documents 1 et 2
- L'amylase pancréatique catalyse l'hydrolyse de l'amidon en maltose (document 1).
Attention !
Contrairement à ce que peut laisser penser la légende des ordonnées du document 2, ce n'est pas l'amylase qui est hydrolysée, mais l'amidon.
- Le document 2 indique que, pour des concentrations d'amidon comprises entre 0 et 80 mmol/L, la présence d'acarbose entraîne une diminution de la vitesse d'hydrolyse de l'amidon par l'amylase pancréatique. La diminution maximale est atteinte pour des concentrations en amidon de l'ordre de 20 à 30 mmol/L.
Remarque : On suppose que, dans cette expérience, les concentrations d'acarbose et d'amylase sont constantes.
III. Mode d'action de l'acarbose : exploitation des documents 2 et 4
- Le document 4 montre que la molécule d'amidon et la molécule d'acarbose sont
fixées au même endroit (site) sur la molécule d'amylase. - La première phase de l'action d'une enzyme est de fixer le substrat dont elle catalyse la transformation au niveau de son site actif (formation du complexe enzyme – substrat). Cette fixation est indispensable. C'est ce qui est illustré ici avec la
fixation de l'amidon sur un site précis . - La molécule d'acarbose, en
se fixant sur ce même site de l'amylase , empêche la formation du complexe amylase — amidon et donc l'hydrolyse de celui-ci en maltose.
Info
Une concentration donnée d'acarbose a très peu d'impact sur l'hydrolyse de l'amidon lorsque celui-ci est très abondant (document 2) car alors, dans ce cas, la majorité des sites actifs des molécules d'amylase présentes sont occupés par l'amidon.
- L'amylase est spécifique de l'hydrolyse de l'amidon et ne transforme donc pas l'acarbose. Le complexe amylase – acarbose persiste et la molécule d'amylase ne peut plus fixer d'amidon. En conséquence, la vitesse d'hydrolyse de l'amidon diminue.
Bilan
L'acarbose agit dans le tube digestif en inhibant plus ou moins l'hydrolyse de l'amidon en maltose sous l'action de l'amylase pancréatique.
La diminution de la production de maltose entraîne celle de la production de glucose sous l'action de la maltase.
En conséquence, moins de glucose passe dans le sang, ce qui
Cela signifie que l'acarbose doit être pris oralement, juste avant le repas, afin d'entrer dans le tube digestif en compétition avec l'amidon apporté par les aliments.