Flux de glucose entre organes et besoins énergétiques des muscles

Spé. SVT · Terminale · cours rédigé et vérifié par Claryo, conforme au Bulletin officiel

L'essentiel

Le glucose est le principal nutriment énergétique des cellules, notamment des cellules musculaires et des neurones (le cerveau en dépend presque exclusivement). Sa concentration sanguine, la glycémie, est maintenue autour de 1{,}0 g·L^{-1} : c'est une variable physiologique régulée.

La réserve de glucose circulant est minime (environ 5 g pour 5 L de sang), bien inférieure aux besoins journaliers (\approx 200 g au repos). L'organisme dispose donc de réserves sous forme de glycogène : dans le foie (réserve mobilisable pour le sang) et dans les muscles (réserve d'usage interne).

Les flux de glucose circulent entre organes : l'intestin l'absorbe après un repas, le foie le stocke ou le libère, les muscles et le cerveau le consomment. Seul le foie peut libérer du glucose dans le sang grâce à la glucose-6-phosphatase, absente du muscle. Le foie est donc l'organe central de l'homéostasie glycémique.

L'entrée du glucose dans les cellules se fait par diffusion facilitée via des transporteurs GLUT. Le transporteur GLUT4 (muscle, tissu adipeux) n'est exposé à la membrane qu'en présence d'insuline : la captation y est donc hormono-dépendante.

Formules et schémas clés

  • Masse de glucose circulant : m = C \times V (g = g·L^{-1} \times L).
  • Glycémie de référence : C \approx 1{,}0 g·L^{-1} \approx 5{,}5 mmol·L^{-1}.
  • Glycogénogenèse (stockage) \leftrightarrow glycogénolyse (déstockage) \leftrightarrow néoglucogenèse (synthèse à partir de non-glucides).
  • Schéma à savoir refaire : les flux de glucose entre intestin, foie, sang, muscles et cerveau, après un repas et au jeûne.

Méthode type bac

Pour expliquer le maintien de la glycémie : 1) identifier les entrées (digestion, glycogénolyse, néoglucogenèse) et les sorties (consommation cellulaire, stockage) ; 2) situer le foie comme régulateur ; 3) relier consommation et production en raisonnant sur des flux qui se compensent.

Pièges

  • Ne pas confondre glycogène musculaire (interne) et glycogène hépatique (qui alimente le sang).
  • Le muscle ne libère pas de glucose dans le sang : il n'a pas de glucose-6-phosphatase.
  • Glycogénolyse \neq néoglucogenèse : la première hydrolyse le glycogène, la seconde fabrique du glucose à partir d'acides aminés, glycérol ou lactate.
  • Toujours raisonner en flux (entrées/sorties), pas en quantités figées.

Pour l'épreuve

Maîtriser le calcul de la masse circulante avec ses unités, savoir que la réserve sanguine est faible, et placer le foie au centre de tout raisonnement sur la glycémie. À l'effort, insister sur le fait que la glycémie reste stable parce que la libération hépatique compense la consommation musculaire accrue.