Objectifs pédagogiques :
Illustrations des thèmes : Glycémie et diabète
Classe concernée : Terminale Spé SVT
Il peut être intéressant de réaliser une manipulation avec l’hormone. Ceci peut aussi conduire à une continuité des pratiques (ExAO. dans ce cas) de la seconde à la TS.
Le travail proposé illustre l’action de l’insuline sur les seules cibles musculaires au niveau desquelles l’hormone active la pénétration du glucose et son catabolisme.
Matériel :
– un ensemble ExAO. permettant des mesures de respiration cellulaire (celui utilisé est Reacell de Jeulin pour le module Respiration)
– de l’insuline à action rapide (en vente libre en pharmacie : par exemple Actrapid 19,79€ les 100UI/mL pour 10mL soit donc 1000UI). Le récipient peut être conservé au frais plusieurs semaines pour usage médical.
– une solution de Ringer glucosé (eau : 1000mL, NaCl : 9g, KCl : 0,42g, CaCl2 : 0,24g, Na2CO3 : 0,15g, glucose : 1g)
– de la viande de bœuf (boucherie)
Réalisation :
– La viande (environ 1g) est découpée (aux ciseaux) en morceaux millimétriques (de gros morceaux bloquent l’agitation y compris des appareils modernes) et placée dans le « bioréacteur » au contact de la solution de Ringer.
– Un bain thermostaté est placé à la périphérie (35 à 40°C) et l’agitation du mélange viande-liquide de Ringer est réalisée (au contact de la sonde à dioxygène)
– Lorsque la concentration en dioxygène tend à se stabiliser, on introduit (par exemple) 0,2mL de solution d’insuline
Remarque : l’effet de l’hormone semble relativement limité dans le temps (1 à 2 minutes)
Action de l’insuline sur la respiration musculaire
La 1° partie (témoin) montre une faible consommation d’O2 : une faible respiration : une faible utilisation de glucose. Ceci peut être variable en fonction du muscle utilisé.
L’introduction de l’hormone active la consommation de dioxygène de façon importante , après une latence de l’ordre de 30 secondes et pendant environ 2 minutes.
Remarques :
– Il est possible de réaliser des manipulations analogues avec des fragments de rein ou de foie ce qui ne conduit à aucune augmentation de l’intensité respiratoire au contact de l’insuline. (Ces organes n’ont pas besoin d’insuline pour assimiler le glucose)
-Il serait éventuellement possible d’étudier le rôle de la concentration d’insuline ( seul paramètre variable )
-Il est possible d’étudier le rôle du paramètre glucose en introduisant au temps t 1 mL de solution de glucose isotonique à 60 g/L environ.
Cette manipulation nous a été inspirée par une publication de Pierre Tribillon que nous remercions. Il utilisait un cube de 1mL de viande non fragmentée et réalisait des enregistrements ExAO sans agitation durant 1 minute (effet de l’hormone limité dans le temps). Les enregistrements pouvaient correspondre successivement par exemple à la solution isotonique de glucose à 60g/L puis à cette même solution en présence de viande et enfin au mélange solution isotonique de glucose + insuline + viande. Des courbes résultats de ce type figurent dans certains ouvrages scolaires de 1S SVT programme 2000
Bibliographie :
– J.HAZARD, Endocrinologie, Masson Ed.
– Pierre TRIBILLON, mode d’action d’une hormone, APBG bulletin n° 1- 1996
Remarques et suggestions : Nicole et Daniel Raithouze 2004
