Exercice corrigé Ancien programme

Le diabète mody 2

Le diabète Mody 2 (Maturity onset diabetes of the young) est un diabète de type 2 qui survient souvent avant 20 ans, parfois pendant l'enfance. Il se traduit par une hyperglycémie modérée. Ce diabète est provoqué par une mutation qui affecte le gène de la glucokinase. Le rôle de la glucokinase est présenté dans le document 17.

Après une étude rigoureuse des documents, expliquez les mécanismes qui aboutissent au diabète Mody 2.


Doc 17 Activité de la glucokinase

La glucokinase est une enzyme qui catalyse la transformation du glucose en glucose 6-phosphate. Pour comprendre les effets de la mutation du gène sur l'activité de la glucokinase Mody, une étude compare l'activité de la glucokinase Mody 2 et d'une glucokinase témoin ayant une activité normale. L'activité de l'enzyme est testée pour différentes conditions de concentration en glucose (voir le graphique ci-contre).


Doc 18 Sécrétion d'insuline par les cellules β du pancréas

Des doses de glucose différentes sont injectées en amont du pancréas, la sécrétion en insuline est mesurée en aval du pancréas chez deux personnes : un témoin non diabétique et une personne atteinte d'un diabète de type 2 (diabète Mody 2). Les résultats de ces mesures sont placés dans le graphique ci-contre.

Doc 19 Réactions métaboliques impliquées dans la sécrétion d'insuline en réponse à la concentration en glucose dans le milieu extracellulaire

Doc 20 Synthèse du glycogène par les cellules du foie

Des biopsies du foie sont réalisées pour déterminer l'importance des réserves en glycogène du foie chez deux personnes, un témoin non diabétique et une personne atteinte du diabète Mody 2.

Doc 21 Réactions métaboliques qui aboutissent à la synthèse du glycogène dans la cellule du foie

Conseils. Ce sujet comporte plusieurs documents à étudier dans l'ordre donné. Pour ce type de sujet, appliquez les méthodes générales présentées dans le chapitre consacré à la méthodologie. Le diabète Mody 2 étant lié à une modification de l'activité de la glucokinase, il est important dans un premier temps d'étudier l'activité de cette enzyme, puis de rechercher le lien entre l'enzyme et les différents acteurs du système de régulation de la glycémie (vous devez donc parfaitement connaître ce système : paragraphes I à III).

Doc 16 Résultats

Une mutation du gène qui code pour une enzyme, la glucokinase, est responsable d'un diabète de type 2, le diabète Mody 2. Comment expliquer les relations entre l'activité de la glucokinase et le diabète Mody 2 ?

Analyse : La glucokinase est une enzyme qui catalyse la transformation du glucose en glucose 6-phosphate. Quelle que soit la concentration du glucose, l'activité de la glucokinase Mody 2 est toujours plus faible que celle de la glucokinase témoin. Quand l'activité relative de la glucokinase témoin est de 0,8, celle de la glucokinase Mody est de 0,1, soit 8 fois plus faible.

Conclusion : La mutation du gène de la glucokinase entraîne la formation d'une enzyme dont l'activité catalytique est réduite. Chez les personnes atteintes de diabète Mody 2, la transformation du glucose en glucose 6-phosphate sera ralentie car faiblement catalysée.

Mise en relation des documents 18 et 19

Analyse

– Document 18 : Des doses différentes de glucose sont injectées en amont du pancréas, l'insuline produite est dosée à la sortie.

Pour obtenir la même sécrétion d'insuline, 300 pmol/min par exemple, il faut une concentration en glucose plus élevée pour un Mody 2 : 12 mg/kg/min contre 7,5 mg/kg/min pour une personne non diabétique prise pour témoin.

– Document 19 : Le glucose qui pénètre dans la cellule β du pancréas est transformé en glucose 6-phosphate par la glucokinase. Le glucose 6-phosphate stimule ensuite la sécrétion d'insuline.

Conclusion : La cellule β du pancréas sécrète de l'insuline en réponse à la concentration en glucose. La glucokinase est une enzyme qui intervient dans la chaîne de réaction qui lie glycémie et sécrétion d'insuline.

Pour le diabète Mody 2, une activité réduite de la glucokinase entraîne une transformation moindre de glucose en glucose 6-P à l'intérieur des cellules β du pancréas, donc une sécrétion d'insuline réduite.

Un Mody 2 peut produire autant d'insuline qu'un non diabétique, mais il faut pour cela une glycémie plus importante.

Mise en relation des documents 20 et 21

Analyse

– Document 20 : Au cours d'une journée, les réserves en glycogène du foie sont toujours plus faibles chez un Mody 2 que chez une personne non diabétique prise comme témoin.

– Document 21 : Dans la cellule du foie, le glucose est incorporé dans le glycogène après quatre transformations chimiques catalysées par des enzymes. La glucokinase catalyse la première réaction de cette chaîne métabolique.

Conclusion

Le glucose présent dans le milieu extracellulaire est importé par les cellules du foie puis transformé en glycogène, c'est la glycogénogenèse. L'activité réduite de la glucokinase (qui intervient dans la première étape de transformation du glucose) réduit la synthèse du glycogène chez une personne atteinte du diabète Mody 2, ce qui explique ses réserves plus faibles que celles d'un non diabétique.

Bilan

Le diabète Mody 2 est provoqué par une mutation d'un gène qui aboutit à la synthèse d'une glucokinase dont l'activité est beaucoup plus faible que l'enzyme normale. L'hyperglycémie qui caractérise ce diabète a deux origines.

– Dans les cellules β du pancréas. Par rapport à la glucokinase normale, la glucokinase Mody 2 freine la sécrétion d'insuline. Le capteur glycémique est décalé, sécrétant autant d'insuline pour 1,2 g/L qu'une cellule normale pour un 1 g/L.

– Dans les cellules du foie. La glucokinase Mody 2 freine les réactions de synthèse du glycogène, ce qui freine l'importation du glucose et son stockage, et augmente la glycémie.

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