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Le glucose dans l'organisme

Exercice 1

Le glucose dans l'organisme

1 h 20

7 points

Intérêt du sujet • Cette synthèse fait appel à vos connaissances pour montrer que l'organisme assure en permanence les besoins de ses cellules en glucose.

 

Le glucose (C6H12O6) est le seul métabolite énergétique utilisé par le cerveau et tout arrêt de cet apport, à la suite d'une hypoglycémie importante par exemple, peut avoir rapidement des conséquences mortelles.

À l'aide de vos connaissances et en vous appuyant sur les documents, montrez que l'organisme assure en permanence les besoins de ses cellules en glucose.

Document 1Origine et devenir du glucose

Nutriment issu de notre alimentation, le glucose est absorbé au niveau de l'intestin grêle puis est transporté dans le sang vers les différents organes. Son oxydation dans les muscles produit de l'énergie (ATP) et des déchets (CO2 et H2O).

svtT_2000_00_29C_01

Document 2Maintien de la glycémie grâce aux flux de glucose régulés par des hormones

svtT_2000_00_29C_02

 

Les clés du sujet

Définissez les termes du sujet, dégagez une problématique montrant l'importance du glucose dans l'organisme et prévoyez un plan permettant d'indiquer les différentes notions liées au glucose.

Indiquez l'origine et le devenir du glucose dans l'organisme. Pensez à intégrer des schémas.

Rédigez une conclusion apportant une réponse précise à la problématique et ouvrez le sujet en envisageant l'importance d'autres molécules (lipides par exemple) au sein de l'organisme.

Introduction

Le glucose est une molécule glucidique, c'est la source essentielle d'énergie des cellules. Comment l'organisme assure-t-il en permanence les besoins de ses cellules en glucose ?

Après avoir montré l'origine et le devenir du glucose dans l'organisme, nous verrons qu'il existe un contrôle de la glycémie grâce à des flux de glucose régulés par des hormones pancréatiques.

I. Origine et devenir du glucose dans l'organisme

D'après le document 1, l'intestin et le foie sont considérés comme des organes « sources » de glucose au sein de l'organisme. L'intestin absorbe le glucose issu de la digestion des aliments et le fait passer dans le sang. Le foie stocke le glucose et est capable de le libérer dans le sang.

Le document 1 permet aussi d'observer que le glucose présent dans le sang est apporté aux cellules qui le consomment pour assurer leur production d'ATP, molécule énergétique nécessaire au fonctionnement des cellules. Cette production nécessite aussi la présence d'oxygène et s'accompagne d'un rejet de dioxyde de carbone.

Le glucose peut également être mis en réserve sous forme de glycogène dans les cellules musculaires et dans les cellules hépatiques.

II. Contrôle de la glycémie, flux de glucose et hormones pancréatiques

La glycémie est le taux de glucose dans le sang. Le document 2 permet d'observer qu'une personne en bonne santé a une glycémie stable, maintenue autour d'une valeur de consigne (1 g·L–1). Cependant, la glycémie varie selon l'activité de l'organisme. Pour la maintenir constante, l'organisme puise dans ses réserves afin d'assurer des flux de glucose entre les « organes sources » (intestin et foie) et les « organes consommateurs » (dont les muscles).

Le document 2 montre que chaque variation de la glycémie (liée à un repas, à jeun…) s'accompagne d'un retour rapide à la valeur de consigne. Ces oscillations attestent de la mise en jeu de flux de glucose entre le sang et les organes. Il montre aussi que c'est le pancréas qui régule ces flux de glucose. Il détecte les variations de la glycémie et sécrète en réponse des hormones.

Des amas cellulaires du pancréas nommés îlots de Langerhans et composés de cellules α et β produisent respectivement le glucagon et l'insuline.

On observe sur le document 2 que l'insuline est sécrétée en réponse à la hausse de la glycémie liée à un repas. C'est donc une hormone hypoglycémiante. Elle exerce son action dans le foie (en stimulant la glycogénogenèse et en inhibant la glycogénolyse), dans les muscles (en stimulant la dégradation du glucose et la synthèse de glycogène) et dans le tissu adipeux (en inhibant l'hydrolyse des lipides qui seraient convertis en glucose). L'insuline favorise l'utilisation et le stockage du glucose, réduit sa libération dans le sang, provoquant ainsi une réduction de la glycémie.

On observe aussi sur le document 2 que le glucagon est sécrété en réponse à une baisse de la glycémie liée à un jeûne. C'est donc une hormone hyperglycémiante qui exerce son action uniquement dans le foie de façon inverse à l'insuline. Le glucagon empêche le stockage du glucose, augmente sa libération dans le sang, provoquant ainsi une hausse de la glycémie.

Conclusion

Le glucose est la source essentielle d'énergie des cellules. Il est fourni par des « organes sources » (foie et intestin) qui peuvent le libérer dans le sang, augmentant ainsi la glycémie. Cette dernière doit toujours être maintenue à sa valeur de consigne aux environs de 1 g·L–1. Le pancréas sécrète des hormones qui régulent cette glycémie en agissant sur les organes émetteurs et consommateurs de glucose.

Les cellules produisent de l'énergie à partir de la dégradation du glucose, mais elles peuvent aussi utiliser d'autres molécules organiques comme les lipides. Leur dégradation est d'ailleurs encore plus énergétique.

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