À la fin de cette leçon, tu sauras :
- Décrire les fonctions glycémiques du foie
- Mobiliser les expériences de Claude Bernard
- Comprendre la glycogénogenèse, glycogénolyse, néoglucogenèse
- Identifier le rôle pivot du foie
1. Pourquoi le foie est central
Le foie est l’organe qui régule directement la glycémie. Plusieurs raisons :
- Anatomiquement, il reçoit tout le sang issu du tube digestif (veine porte) → premier filtre des nutriments absorbés
- Capacité massive de stockage de glucose en glycogène (~100-120 g)
- Capacité de synthèse de glucose (néoglucogenèse) à partir d’acides aminés, lactate, glycérol
- Cible des deux hormones régulatrices (insuline et glucagon)
- Cellules hépatocytes très métaboliquement actives
2. Les expériences fondatrices de Claude Bernard
Expérience du foie lavé (Claude Bernard, années 1850) :
- Bernard prélève un foie de chien venant juste d\\\’être tué après un repas
- Il lave abondamment le foie à l\\\’eau pour éliminer tout le glucose présent
- Il analyse l\\\’eau de lavage : pas de glucose détectable après plusieurs lavages
- Il laisse le foie ainsi lavé à température ambiante
- Quelques heures plus tard, il broie ce foie et analyse → présence de glucose !
- Conclusion : le foie a produit du glucose à partir d\\\’une substance qu\\\’il contient
Cette substance, c’est le glycogène, que Bernard isole et caractérise. Il démontre ainsi que le foie stocke et restitue du glucose. C’est la fonction glycogénique du foie.
3. Glycogénogenèse : stockage
La glycogénogenèse est la synthèse de glycogène à partir de glucose. Mécanisme :
- Glucose entre dans l\\\’hépatocyte via GLUT2 (transporteur non saturable)
- Glucose phosphorylé en glucose-6-phosphate par la glucokinase
- Isomérisation en glucose-1-phosphate
- Activation en UDP-glucose
- Polymérisation en glycogène par la glycogène synthase
Stimulée par l’insuline (active la glycogène synthase). Réserve : ~100-120 g de glycogène hépatique (utilisable pour la glycémie sanguine).
4. Glycogénolyse : déstockage
La glycogénolyse est l\\\’hydrolyse du glycogène en glucose. Mécanisme :
- Glycogène phosphorolysé par la glycogène phosphorylase → glucose-1-phosphate
- Isomérisation en glucose-6-phosphate
- Hydrolyse par la glucose-6-phosphatase (présente uniquement dans le foie, pas dans les muscles) → glucose libre
- Glucose libéré dans le sang via GLUT2
Stimulée par le glucagon (et l’adrénaline). Permet de fournir du glucose au sang en cas d’hypoglycémie ou de jeûne.
5. Différence foie / muscle pour le glycogène
Important : seul le foie peut libérer du glucose dans le sang à partir de son glycogène. Pourquoi ?
- Le foie possède la glucose-6-phosphatase qui déphosphoryle le glucose-6-P → glucose libre → diffuse dans le sang
- Les muscles n\\\’ont PAS cette enzyme : leur glycogène ne peut servir qu\\\’à leur propre consommation (glycolyse intracellulaire)
Donc : foie = réservoir pour la glycémie globale ; muscles = réservoir pour leur propre énergie.
6. Néoglucogenèse : synthèse à partir de non-glucides
La néoglucogenèse est la synthèse de novo de glucose à partir de précurseurs non glucidiques :
- Acides aminés (issus de la protéolyse musculaire en jeûne prolongé)
- Lactate (produit par les muscles en effort intense ou par les globules rouges)
- Glycérol (issu de la lipolyse du tissu adipeux)
Cette voie est énergivore (consomme de l’ATP) mais essentielle en jeûne prolongé pour maintenir la glycémie quand le glycogène est épuisé. Stimulée par le glucagon et le cortisol, inhibée par l’insuline.
7. Cycle de Cori : interaction muscle-foie
Le cycle de Cori est un dialogue entre muscle et foie :
- Effort intense : muscles produisent du lactate par fermentation
- Lactate diffuse dans le sang → atteint le foie
- Foie convertit le lactate en glucose par néoglucogenèse
- Glucose retourne au sang → muscle peut le réutiliser
Élégant cycle métabolique qui recycle le lactate musculaire. Découvert par les époux Carl et Gerty Cori, prix Nobel 1947.
8. Réserves et consommations
Ordres de grandeur à connaître :
- Glycémie totale dans le sang : ~5 g (chez un adulte)
- Glycogène hépatique : ~100-120 g (utilisable pour la glycémie)
- Glycogène musculaire : ~400 g (pour les muscles seuls)
- Triglycérides (tissu adipeux) : 10-30 kg (réserve énergétique massive)
- Consommation au repos : ~200 g de glucose/jour (cerveau ~120 g + autres tissus)
Le glycogène hépatique tient ~24 h en jeûne. Au-delà, néoglucogenèse → mobilisation des protéines et des lipides.
9. Indice / cause / exemple — foie
- Indice : variations de la glycémie après ingestion ou jeûne, témoignant du stockage et de la libération par le foie
- Cause : fonction glycogénique du foie (glycogénogenèse + glycogénolyse + néoglucogenèse) régulée par insuline et glucagon
- Exemple : expérience du foie lavé de Claude Bernard (1850) qui démontre la production de glucose par le foie à partir de glycogène
Ce qu’il faut retenir
- Le foie est l’organe central de la régulation glycémique (vascularisation, stockage, synthèse)
- Claude Bernard (1850) a démontré la fonction glycogénique par l’expérience du foie lavé
- Glycogénogenèse : stockage de glucose en glycogène (stimulée par insuline). Réserve hépatique : ~100-120 g
- Glycogénolyse : déstockage du glycogène en glucose (stimulée par glucagon). Le foie a la glucose-6-phosphatase, pas les muscles → seul le foie libère du glucose dans le sang
- Néoglucogenèse : synthèse de glucose à partir d’acides aminés, lactate, glycérol. Essentielle en jeûne prolongé.
- Cycle de Cori : lactate musculaire → foie → glucose → muscle (Nobel 1947)
- Réserves : sang 5 g, foie 100 g, muscles 400 g, tissu adipeux 10-30 kg