Histologie du pancreas

En 1889, Minkowski et Von Mering étudient le pancréas et décident de tenter sur un chien bien portant l'ablation chirurgicale totale du pancréas. Outre des troubles digestifs, l'ablation du pancréas chez le chien provoque une hyperglycémie qui conduit à la mort en une dizaine de jours. L'hyperglycémie peut être corrigée par une greffe de l'organe qui ne rétablit que des liaisons vasculaires.

Le pancréas est une glande mixte de forme allongée mesurant environ 15 cm de long par 4 cm de large et 2 cm d'épaisseur. Il est situé derrière l'estomac allant du duodénum à la rate, traversant horizontalement la cavité abdominale

Le pancréas est constituée de deux types de cellules spécialisées dont certaines contribuent à la fonction digestive exocrine (vers le milieu extérieur) en produisant des enzymes digestivesdéversées dans le duodénum alors que d'autres contribuent à la fonction endocrine en produisant des hormones comme l'insuline déversées dans le sang (milieu intérieur). C'est pour cette raison qu'on dit que le pancréas est une glande mixte à savoir à la fois exocrine et endocrine.

La portion exocrine est directement impliquée dans les processus de la digestion. En effet, certaines cellules pancréatiques (cellules acineuses) regroupées en grappes fabriquent des enzymes digestives responsables de la digestion des protéines, des triglycérides et des glucides alimentaires qu'elles déversent dans de petits canaux. Ces canaux sont eux-mêmes bordés par des cellules (cellules tubulaires aussi appelées canaliculaires) qui produisent une solution alcaline, les ions bicarbonates. Ces deux types de sécrétions, bicarbonates et enzymes digestifs, forment le suc pancréatique.

La partie endocrine est constituée par les îlots de Langerhans dispersés au milieu des acinus.

Les îlots de Langerhans sécrètent dans le sang (sécrétion endocrine) deux substances: l'insuline et le glucagon.

Plusieurs îlots de Langerhans sont marquées avec un anticorps anti-insuline (A) et anti-glucagon (C)

Question 5A:

Localisez les cellules productrices d'insulines (appelées cellules béta) et les cellules productrices de glucagon (appelées cellules alpha) dans les ilots de Langerhans.

B- Modèles moléculaires

L'insuline fut découverte en 1921 par les physiologistes canadiens Frederick Grant Banting et Charles Herbert Best, aidés par le professeur James John Richard MacLeod. Ils réussirent ensemble à extraire cette hormone du tissu pancréatique de plusieurs chiens. Le biochimiste canadien James Bertram Collip la purifia pour ensuite être en mesure de l'injecter à l'être humain. La première injection d'extraits pancréatiques fut administrée à Léonard Thomson, un adolescent de quatorze ans gravement atteint de diabète. L'insuline lui sauva la vie. En 1923, les quatre inventeurs de l'insuline reçurent le prix Nobel de médecine. Après, le biochimiste britannique Frederick Sanger détermina la structure moléculaire de cette sécrétion endocrine en 1955. L'insuline fut en réalité la première protéine à être décodée et synthétisée. En 1965, d'autres chercheurs découvrirent ensuite la composition exacte de l'insuline et commencèrent alors à la produire en plus grande quantité.

C est un polypeptide de 51 acides aminés, à deux chaînes reliées par de ponts disulfures, de PM = 5808.

Différents modèles moléculaires de l'insuline

Le glucagon'est un polypeptide de PM = 3482 (poids moléculaire), formé par une succession de 29 acides aminés. La glucagonémie ou taux de glucagon sanguin est en général inférieure à 50 mmol.L-1. Une élévation de ce taux est normalement observée après une période de jeûne ou un exercice musculaire important. Une élévation pathologique peut être observée dans les hypoglycémies sévères, dans le diabète sucré acido-cétosique, après un traitement par corticoïdes, au cours de certaines hyperlipoprotéinémies, ou s'il existe une tumeur pancréatique sécrétant du glucagon. Son action hyperglycémiante a été découverte en 1923 par STAUB.

Différents modèles moléculaires du glucagon

Question 5B:

Décrivez brièvement les modèles moléculaires de l'insuline et du glucagon.

6 - Le rôle des hormones pancréatiques

A- Effets sur la glycémie

Afin d'étudier l'effet de l'insuline sur la glycémie, on soumet, pendant 90 minutes, un chien à une perfusion d'insuline dosée à 70 mU/kg/h (10 mU correspondent à 0,4.10e-9 g d'insuline). Pour connaître celui du glucagon, on soumet un chien à une perfusion assurant dans un premier temps, le maintien de la glycémie à une valeur normale, puis à une perfusion en glucagon multipliée par quatre pendant 180 minutes.

Question 6A:

Décrivez l'effet des deux hormones sur la glycémie. Trouvez un adjectif pour caractériser respectivement l'effet de l'insuline, celui du glucagon.

B - Mode d'action sur les cellules hepatiques

Analysons le mode d'action des deux hormones sur les cellules hépatiques.:

La teneur du foie en glycogène est dosée chez un chien après une pancréatectomie, puis pendant un temps au cours duquel on pratique des injections répétées d'insuline Pendant 4 heures on injecte du glucagon à des chiens en bonne santé, à jeun depuis 12 heures. On suit l'évolution de la teneur en phosphorylase hépatique, une enzyme du foie qui intervient dans la glycogénolyse

Question 6B:

Après avoir analysé ces résultats, expliquez l'effet de chacune des deux hormones sur les cellules hépatiques.

C - Déclenchement de la sécrétion des hormones pancréatiques

On opère sur un pancréas isolé de chien sur lequel la circulation sanguine a été remplacée par la perfusion d'un liquide physiologique qui assure la survie des cellules. Dans ce liquide on modifie à volonté la concentration en glucose.
On mesure la libération d'insuline et de glucagon en fonction de la concentration en glucose du liquide de perfusion (graphe ci-contre).

Question 6C:

Dites comment se comportent les cellules pancréatiques vis-à-vis des variations de la glycémie. .

D - Action sur les les cellules cibles

Animation sur l'action de l'insuline sur les cellules cibles

Animation sur l'action du glucagon sur les cellules cibles

Question 6D:

Après avoir visualisé les deux animations ci-dessus vous schématiserez:

- l'action de l'insuline sur toutes les cellules cibles, sur les hépatocytes, sur les myocytes et sur les adipocytes.

- l'action du glucagon sur les hépatocytes, sur les myocytes et sur les adipocytes.

A partir de l'ensemble des données, réalisez un schéma-bilan de la régulation de la glycémie.Vous envisagerez une situation d'hypoglycémie et d'hyperglycémie.


Pancréas de cobaye : aspect général (x 250) Noter les nombreux acinus (exocrines) à gauche et un ilot de Langerhans (endocrine) à droite. Un canal excréteur est visible tout en bas et au milieu du cliché.	Limite entre un ilot de Langerhans et les acinus (x 400) Les acinus sécrètent les constituants protéiques du suc pancréatique

Détail d'un acinus (objectif à immersion, x 1000) Noter la polarité des cellules acineuses avec leur noyau situé au pôle basal tandis que le pôle apical contient du zymogène.	Détail d'un ilot de Langerhans (objectif à immersion, x 1000) Les îlots endocrines sécrètent notamment l'insuline et le glucagon, hormones intervenant dans l'homéostasie glucidique.

Trois adipocytes au milieu des acinus (x 400) Noter la grande taille de ces cellules dont le contenu cytoplasmique formé de graisses a été extrait lors de la préparation des lames	Artériole coupée transversalement (x 100) Noter les hématies dans la lumière du vaisseau et le tissu conjonctif environnant.


Cellules beta productrices d'insuline	Cellules alpha productrices de glucagon	schéma d'interprétation