L’INSULINEL’INSULINE

NatureNature

• L'insuline est un polypeptide de 51 acides aminés

• L'insuline est une hormone protéique hypoglycémiante

• L'insuline est sécrétée par le pancréas

NatureNature

- Les 2 chaînes sont liées par deux ponts disulfures stables au niveau des cystéines

- Ils sont indispensable à l’activité biologique de l’insuline

2 chaînes: o une chaîne A (21 AA) o une chaîne B (30 AA)

NatureNature

L’insuline existe sous différentes formes:

• Monomère (biologiquement actif)

• Dimère

• Hexamère (3 dimères + 2 atomes Zinc) activité prolongée

FonctionsFonctions

• L'insuline, sert à abaisser la glycémie

• Evite l'utilisation des protéines comme source d'énergie

• Permet la transformation du glucose en glycogène, pouvant être stocké au niveau du foie et des muscles

• Favorise la conversion du glucose excédentaire en graisse

• Permet l’utilisation du glycogène quand cela est nécessaire

FonctionsFonctions

• La présence d’insuline est nécessaire pour que le sucre puisse entrer dans les cellules

BiosynthèseBiosynthèse

• L'insuline est produite dans les cellules ß des îlots de Langerhans du pancréas dès que le taux de glucose dans le sang dépasse 6.10-3 molaire (1,1 g/l)

• Elle est synthétisée sous forme d'une chaîne peptidique unique: la préproinsuline

• La préproinsuline se transforme en proinsuline

• La proinsuline donne l'insuline et le peptide C

• L’insuline est liée à deux atomes de zinc, elle est stockée dans des granules sous forme d'un polymère, probablement un hexamère.

SécrétionSécrétion

• L’insuline est produite à des taux très variables au cours de la journée

• Le pancréas sécrète ainsi en permanence un peu d’insuline (production basale) pour réguler le taux de sucre dans le sang (glycémie) en dehors des repas.

• Il augmente par contre sa production d’insuline lors des repas (pic prandial) afin d’empêcher une augmentation trop importante de la glycémie.

SécrétionSécrétionANIMATION

1 Les aliments sont digérés dans l’estomac2 Le glucose est libéré dans le sang3 Le pancréas secrète l’insuline4 L’insuline agit sur le glucose

• Les 25 premiers acides aminés de la chaîne de pré-proinsuline sont riches en résidus hydrosolubles ce qui leur permet de pénétrer dans le réticulum endoplasmique granuleux

• La proinsuline quitte le REG stockée dans des microvésicules

• Elle rejoint l'appareil de Golgi et stockée dans des vésicules de contrôles qui la libèreront qu’en présence d’un signal (glucose)

• Elle quitte l'appareil de Golgi dans des vésicules, revêtues de clathrineLa proinsuline est clivée en insuline et peptide C par des enzymesLes granules matures sont ensuite sécrétés par exocytose

• L'insuline, ainsi que le peptide C est libéré dans la veine pancréatico-duodénale qui la conduit directement au foie, lequel en conserve ou détruit près de 50%.

• Le reste de l'insuline se distribue dans l'ensemble de l'organisme.

SécrétionSécrétion

Cela nécessite plusieurs étapes :

1. Sa pénétration dans la cellule ß

2. Sa phosphorylation par une glucokinase présente dans les cellules ß

3. Sa métabolisation avec synthèse d'ATP dont la concentration intracellulaire augmente

4. Cette augmentation d'ATP entraîne la fermeture des canaux potassiques ATP-dépendants et donc l'arrêt de la sortie de potassium

5. Ce qui provoque une dépolarisation à l'origine de l'ouverture des canaux calcium voltage-dépendants

6. L'entrée du calcium provoque l'activation de phospholipases A2 et C et la sécrétion d'insuline.

SécrétionSécrétionLe principal stimulant de la sécrétion d'insuline est le glucose

il provoque une libération biphasique : un effet immédiat de courte durée et un effet prolongé.

Les composés qui augmentent la sécrétion d’insuline :

• Les catécholamines

• L'acétylcholine

• Diverses hormones d'origine intestinale : gastrine, sécrétine, cholécystokinine, glucagon

• Des acides aminés: arginine, leucine

SécrétionSécrétion

Les composés qui diminuent la sécrétion d’insuline:

• Les sympathomimétiques

• La somatostatine

• La leptine ou OB protéine

SécrétionSécrétion

• Les récepteurs de l'insuline sont présents sur toutes les cellules de l'organisme, cependant leur nombre est variable selon le tissu

• Il n'existe qu'un seul type de récepteur membranaire

• La structure du récepteur appartient à la famille des récepteurs à activité tyrosine kinase

• Ils sont formés de 4 sous unités:

- 2 (extracellulaires qui possèdent le site de reconnaissance et de fixation de l'hormone) - 2 (transmembranaires qui possèdent un site de fixation de ATP, un site d'autophosphorylation sur 3 tyrosines et un

domaine mobile qui recouvre le précédent)

RécepteurRécepteur

RécepteurRécepteur

La tyrosine-kynase s’autophosphoryle ce qui déclenche une réaction de phosphorylation en cascade des protéines cytoplasmiques

L’insuline se fixe sur une des sous unité dont le domaine riche en cysteines constitue un filet rigide de fixation

La sous unité 2 se rapproche de et lève l'inhibition de 2 sur :

-l'activité tyrosine kinase de peut alors s'exprimer

La liaison entraîne une modification de structure de la sous unité 1 qui diminue l'affinité de

l'autre sous unité 2 pour l'insuline (donc l'hormone se fixe moins bien)

Une réponse spécifique de la cellule cible va donc en découler

RécepteurRécepteur

ActionsActions

• Métabolisme des glucides

- Au niveau du foie, elle favorise la synthèse du glycogène hépatique aux dépens du glucose. Elle inhibe la glycogénolyse et la néoglucogenèse (synthèse du glucose à partir de précurseurs non glucidiques);

- Au niveau des muscles, elle favorise la pénétration du glucose sanguin dans la cellule et la formation du glycogène musculaire. Il en est de même pour les autres tissus consommateurs du glucose, le tissu adipeux et le foie;

- Au niveau des reins, elle favorise la réabsorption active du glucose.

C’est une hormone hypoglycémiante qui induit la mise en réserve. Elle agit sur les 3 métabolismes, avec une prédominance sur celui des glucides.

• Métabolisme des protides

- l'insuline stimule l'entrée active des acides aminés dans le muscle (mais pas dans le foie)

- elle stimule la synthèse et inhibe la dégradation des protéines dans le muscle

• Métabolisme des lipides

- L'insuline diminue l'activité de la lipase dans le tissu adipeux

- Elle augmente la synthèse des triglycérides en favorisant l'entrée du glucose dans le tissu adipeux et donc la formation de pyruvate et glycérol nécessaire à la synthèse des AGL et à leur estérification.

- En l'absence d'insuline, les AGL libérés sont convertis en corps cétoniques par le foie, entraînant la cétose observée au cours du diabète insulino-dépendant

ActionsActions

• L’insuline favorise la croissance cellulaire

• Un apport important d’insuline favorise l’appétit tandis qu’un déficit d’insuline diminue l’appétit Ce processus se fait par action de l’insuline sur les neurotransmetteurs

ActionsActions

ConclusionConclusion