Exercice 2 · Bac Sciences de la Vie et de la Terre Amérique du Nord 2023 (jour 1)

Expliquer comment un médicament combinant insuline et amyline de synthèse permet de limiter l'hyperglycémie dans l'heure qui suit un repas et ses conséquences sur la santé.

Réponse : Introduction : Le diabète de type 1 est une maladie auto-immune. Les cellules β des îlots de Langerhans sont détruites, d'où un déficit en insuline, seule hormone hypoglycémiante. Les injections d'insuline contrôlent mal le pic d'hyperglycémie dans l'heure qui suit le repas. On teste un traitement associant insuline et amyline, hormone normalement co-sécrétée par les cellules β. Comment ce traitement limite-t-il ce pic et ses conséquences sur la santé ? 1. Effet du traitement combiné sur la glycémie (Document 1) : - *Insuline seule* : la glycémie passe de 1,4 à environ 2,0 g·L⁻¹ entre 0,5 h et 0,75 h. Elle reste au-dessus de 1,4 g·L⁻¹ jusqu'à environ 2,5 h. - *Insuline + amyline* : on observe une légère hausse à environ 1,5 g·L⁻¹ vers 10–20 min. La glycémie redescend ensuite sous 1,4 g·L⁻¹ (environ 1,25 g·L⁻¹ à 1 h). - Le pic d'hyperglycémie de la première heure est donc quasiment supprimé. Une hyperglycémie modérée apparaît plus tard (environ 1,7 g·L⁻¹ à 3 h), sans atteindre 1,8 g·L⁻¹. 2. Mécanismes d'action de l'amyline (Documents 2, 4 et 5) : Le document 2 recense les causes possibles de l'hyperglycémie dans l'heure qui suit le repas : - vidange gastrique accélérée ; - apport excessif en glucides ; - sécrétion rapide d'insuline insuffisante ; - sécrétion excessive de glucagon, d'où une libération excessive de glucose par le foie ; - captation insuffisante du glucose par les muscles. *Inhibition de la sécrétion de glucagon (Document 4)* : - Avec l'insuline seule, le glucagon monte jusqu'à environ 14 pmol·L⁻¹ à 30 min. - Avec l'amyline, il reste bas, autour de 5,5–6 pmol·L⁻¹, entre 0,5 h et 1 h. - Or le glucagon est hyperglycémiant : il stimule la glycogénolyse hépatique et la libération de glucose dans le sang. - L'amyline limite donc la libération de glucose par le foie après le repas. *Ralentissement de la vidange gastrique (Document 5)* : - Avec l'insuline seule, l'acétaminophène atteint environ 12 500 ng·mL⁻¹ dès 20–30 min. - Avec l'amyline, il reste vers 2 800 ng·mL⁻¹ à 30 min et culmine à environ 5 500 ng·mL⁻¹ vers 1,5 h seulement. - L'amyline ralentit donc la vidange gastrique : le glucose arrive plus lentement et plus progressivement dans l'intestin, puis dans le sang. - Cet étalement explique aussi la hausse modérée et tardive de la glycémie vue au document 1. Ces deux effets s'ajoutent à l'action hypoglycémiante de l'insuline, qui favorise le stockage du glucose (glycogène) dans le foie et les muscles. Ensemble, ils évitent le pic de glycémie de la première heure. 3. Conséquences sur la santé (Document 3) : - Glycémie moyenne après le repas de 0,8–1,4 g·L⁻¹ : mortalité d'environ 165 pour 1 000 et infarctus du myocarde d'environ 120 pour 1 000 sur 11 ans. - Glycémie de 1,4–1,8 g·L⁻¹ : environ 200 et 165 pour 1 000. - Glycémie supérieure à 1,8 g·L⁻¹ : environ 260 et 210 pour 1 000. - L'hyperglycémie dans l'heure qui suit le repas augmente donc le risque de mortalité et d'infarctus. On peut l'expliquer par une atteinte des artères, dont l'obstruction prive le muscle cardiaque de dioxygène. - Avec l'insuline seule, les patients dépassent 1,8 g·L⁻¹ (environ 2,0 g·L⁻¹) : ils appartiennent à la catégorie la plus à risque. - Avec le traitement combiné, la glycémie de la première heure reste proche de la normale. Les patients se rapprochent ainsi de la catégorie de plus faible risque. Conclusion : Associée à l'insuline, l'amyline inhibe la sécrétion de glucagon, ce qui limite la libération hépatique de glucose. Elle ralentit aussi la vidange gastrique, ce qui étale l'absorption intestinale du glucose. Ces effets suppriment presque le pic d'hyperglycémie de l'heure qui suit le repas. Ce traitement devrait donc réduire les risques d'infarctus du myocarde et la mortalité des diabétiques insulino-dépendants.