Action | Odyssee Insuline

L'action de l'insuline : synthèse

L’insuline joue un rôle essentiel dans le corps humain : elle permet la régulation de la concentration de glucose dans le sang.

L’insuline a une action dite hypoglycémiante, c’est-à-dire que l’hormone vise à diminuer un taux de glucose trop élevé dans le sang : une situation qui caractérise ce qu’on appelle l’hyperglycémie. L’hormone permet donc d’obtenir une concentration stable de glucose dans la voie sanguine. Pour cela, l’insuline effectue deux actions caractéristiques :

L’insuline permet d’activer une enzyme, le glycogène synthase. Le glucose provenant du sang, une fois dans la cellule est soumis à l’action de la glucokinase, une enzyme qui rajoute un groupement phosphate sur le glucose. Ensuite, la glycogène-synthase permet de convertir le glucose phosphate en glycogène. L’ensemble de la réaction, qui permet la conversion de glucose en glycogène est nommée la glycogénogenèse.

Une autre action de l’hormone permet d’augmenter l’apport en glucose dans la cellule. L’insuline se fixe sur des récepteurs d’une cellule cible, ce qui cause une stimulation. Cette stimulation va augmenter le nombre de transporteurs insulinodépendants situés à l’interface de la cellule, comme GluT4 (« Glucose Transporter 4 », soit transporteur de glucose 4 en français).

Pour aller plus loin :

Le récepteur de l'insuline est formé de quatre sous-unités.

Parmi ces sous-unités, deux sont extracellulaires et sont nommées sous-unités α, et sont reliées entre elles par des ponts disulfures, ainsi qu’à deux sous unités ß. Les deux sous unités α assurent la fixation de l’insuline grâce à leur partie glucidique. Les sous unités ß sont à la fois transmembranaires et intracellulaires.

Les deux sous unités ß jouent un rôle crucial. Elles permettent, suite à la reconnaissance de l’insuline, la phosphorylation de la tyrosine (un acide aminé) située dans des protéines contenues dans la cellule comme l'IRS-1 (insulin receptor substrate). Cette propriété est caractéristique des récepteurs à activité tyrosine kinase, auquel appartient le récepteur de l’insuline.

La fixation de l’insuline sur le récepteur entraîne l’autophosphorylation du récepteur. Cette modification du récepteur va entraîner la phosphorylation de la tyrosine située sur des protéines cytoplasmiques, comme l'IRS1 ("insulin receptor substrate"). Cette protéine va entraîner la phosphorylation d'autres protéines. Cette série de phosphorylations va notamment aboutir à la phosphorylation des protéines rab.

Les protéines rab désignent une catégorie de transporteurs GTPase : ce sont des protéines qui permettent la circulation d’information par l’hydrolyse du GTP (GuanosineTriPhosphate). Elles sont actives lorsqu'elles sont liés à la GTP, et inactives lorsque la GTP est hydrolysé en GDP (GuanosineDiPhosphate). De ce fait, la phosphorylation de ces protéines entraîne la conversion de GDP en GTP. L'insuline permet donc "d'activer" les protéines rab. Ces protéines, une fois activées, mettent en place la translocation des vésicules de stockage contenant les transporteurs insulino-dépendants.

La glycogènogenèse est un processus qui nécessite l’action de plusieurs enzymes, dont la glycogène synthase. Lorsque que l’insuline n’est pas fixée sur son récepteur, cet enzyme est inactivée par une phosphorylation. Cette absence d’activité est notamment assurée par la GSK3 (glycogène synthase kinase 3), une protéine qui permet l’ajout d’un groupement phosphate sur la glycogène synthase. En conséquence, la glycogène synthase est normalement inactive.

L’insuline entraîne l’activation de PKB, une enzyme qui rajoute un groupement phosphate sur la GSK3, ce qui a pour conséquence de rendre cette dernière inactive. En parallèle, la fixation de l'insuline entraîne l'activation de la glycogène phosphorylase, une enzyme qui enlève un groupement phosphate sur la glycogène synthase. La fixation de l'insuline permet l'activité de la glycogène synthase.

La glycogène synthase permet de relier plusieurs glucoses entre eux. D’autres enzymes, dont l’enzyme branchant et la glycogénine, permettent à la structure élaborée par la glycogène synthase de former le glycogène.

Glossaire:

enzyme : protéine qui accélère (catalyse) une réaction chimique.
glucose : glucide particulier. Le terme glucide désigne toutes les molécules organiques (formées des atomes de carbone et d’hydrogène), et qui sont composées de plusieurs groupements hydroxyles (-OH) et un groupement carbonyle (-C=O).
enzyme :
glycogène : glucide qui résulte de la polymérisation du glucose. Autrement dit, le glycogène peut être assimilé à une structure dont le glucose est un motif qui se répète.
hypoglycémie : situation où le taux de glucose dans le sang est trop faible.
transporteur insulinodépendant : protéine qui relie le milieu intracellulaire et le milieu extracellulaire, permettant la circulation d’éléments entre ces deux milieux. Un transporteur est insulinodépendant si il est activé lorsque de l'insuline est fixé sur les récepteurs à insuline.
phosphorylation : ajout d'un groupement phosphate sur une molécule.
translocation : phénomène impliquant le transfert d'une protéine du cytosol vers un organite, d'un organite vers le cytosol, ou d'un organite vers un autre organite.

Le taux de glucose dans le sang (ou glycémie) est le reflet du bon fonctionnement énergétique des cellules. En effet, les glucides, et le glucose en particulier, représentent le « carburant cellulaire ». La glycémie constitue donc un indicateur de la bonne santé de l’organisme : un individu sain a un taux de glycémie compris entre 0,8 et 1,2 g/l à jeun.

Le glycogène produit sera ensuite stocké dans les organes, en particulier dans le foie et les muscles. L’intérêt d’une telle transformation pour le corps est de disposer d’une « réserve » de glucose : le glycogène est une molécule qui peut être convertie en glucose. Cette transformation est appelée glycogénolyse et fait intervenir deux enzymes : la glycogène phosphorylase, qui enlève un glucose phosphate provenant du glycogène, et la glucose phosphatase, qui enlève le groupement phosphate du glucose.

La formation de glycogène &

le transport du glucose

1) La formation de glycogène

2) le transport du glucose

Ce processus permet ainsi d’avoir un apport en glucose entre deux repas, afin d’empêcher une hypoglycémie. Cependant, seule le foie peut exercer cette action.

En conséquence, tout cela va stimuler l’entrée de glucose provenant du sang dans la cellule. Le glucose est réputé pour être une source d’énergie pour les cellules, car suite à une série de réactions, la cellule produit de l’adénosine triphosphate ou ATP. Sans cette molécule, les cellules ne pourraient pas survivre : elle permet des réactions enzymatiques.