Anatomie et physiologie II

Vous mangez périodiquement tout au long de la journée ; cependant, vos organes, notamment le cerveau, ont besoin d’un apport continu en glucose. Comment le corps répond-il à cette demande constante d’énergie ? Votre corps transforme les aliments que vous mangez à la fois pour les utiliser immédiatement et, surtout, pour les stocker sous forme d’énergie en vue de demandes ultérieures. S’il n’existait aucune méthode pour stocker l’énergie excédentaire, vous devriez manger constamment pour répondre aux besoins énergétiques. Des mécanismes distincts sont en place pour faciliter le stockage de l’énergie, et pour rendre l’énergie stockée disponible pendant les périodes de jeûne et de famine.

L’état d’absorption

L’état d’absorption, ou l’état d’alimentation, se produit après un repas lorsque votre corps digère la nourriture et absorbe les nutriments (le catabolisme dépasse l’anabolisme). La digestion commence au moment où vous mettez la nourriture dans votre bouche, car la nourriture est décomposée en ses parties constituantes pour être absorbée par l’intestin. La digestion des glucides commence dans la bouche, tandis que la digestion des protéines et des graisses commence dans l’estomac et l’intestin grêle. Les éléments constitutifs de ces glucides, graisses et protéines sont transportés à travers la paroi intestinale et passent dans la circulation sanguine (sucres et acides aminés) ou dans le système lymphatique (graisses). Depuis les intestins, ces systèmes les transportent vers le foie, le tissu adipeux ou les cellules musculaires qui vont traiter et utiliser, ou stocker, l’énergie.

Selon les quantités et les types de nutriments ingérés, l’état d’absorption peut perdurer jusqu’à 4 heures. L’ingestion d’aliments et l’augmentation des concentrations de glucose dans le sang stimulent les cellules bêta du pancréas pour qu’elles libèrent de l’insuline dans la circulation sanguine, où elle déclenche l’absorption du glucose sanguin par les hépatocytes du foie, et par les cellules adipeuses et musculaires. Une fois dans ces cellules, le glucose est immédiatement converti en glucose-6-phosphate. Ce faisant, un gradient de concentration est établi, les niveaux de glucose étant plus élevés dans le sang que dans les cellules. Cela permet au glucose de continuer à passer du sang aux cellules où il est nécessaire. L’insuline stimule également le stockage du glucose sous forme de glycogène dans le foie et les cellules musculaires, où il peut être utilisé pour les besoins énergétiques ultérieurs de l’organisme. L’insuline favorise également la synthèse des protéines dans les muscles. Comme vous le verrez, les protéines musculaires peuvent être catabolisées et utilisées comme carburant en période de famine.

Si l’énergie est exercée peu de temps après le repas, les graisses et les sucres alimentaires qui viennent d’être ingérés seront traités et utilisés immédiatement comme énergie. Sinon, l’excès de glucose est stocké sous forme de glycogène dans le foie et les cellules musculaires, ou sous forme de graisse dans le tissu adipeux ; l’excès de graisse alimentaire est également stocké sous forme de triglycérides dans les tissus adipeux. La figure 1 résume les processus métaboliques qui se produisent dans l’organisme pendant l’état d’absorption.

L’état de postabsorption

L’état de postabsorption, ou état de jeûne, se produit lorsque les aliments ont été digérés, absorbés et stockés. Vous jeûnez généralement pendant la nuit, mais sauter des repas pendant la journée place votre corps dans l’état postabsorptif également. Pendant cet état, le corps doit d’abord compter sur le glycogène stocké. Le taux de glucose dans le sang commence à baisser à mesure qu’il est absorbé et utilisé par les cellules. En réponse à la baisse du glucose, le taux d’insuline diminue également. Le stockage du glycogène et des triglycérides ralentit. Toutefois, en raison des besoins des tissus et des organes, la glycémie doit être maintenue dans la fourchette normale de 80 à 120 mg/dl. En réponse à une baisse de la concentration de glucose dans le sang, l’hormone glucagon est libérée par les cellules alpha du pancréas. Le glucagon agit sur les cellules du foie, où il inhibe la synthèse du glycogène et stimule la dégradation du glycogène stocké en glucose. Ce glucose est libéré par le foie pour être utilisé par les tissus périphériques et le cerveau. En conséquence, la glycémie commence à augmenter. La gluconéogenèse va également commencer dans le foie pour remplacer le glucose qui a été utilisé par les tissus périphériques.

Après l’ingestion de nourriture, les graisses et les protéines sont traitées comme décrit précédemment ; cependant, le traitement du glucose change un peu. Les tissus périphériques absorbent préférentiellement le glucose. Le foie, qui absorbe et traite normalement le glucose, ne le fera pas après un jeûne prolongé. La néoglucogenèse en cours dans le foie se poursuivra après le jeûne pour remplacer les réserves de glycogène qui ont été épuisées dans le foie. Une fois ces réserves reconstituées, l’excès de glucose absorbé par le foie sera converti en triglycérides et en acides gras pour un stockage à long terme. La figure 2 résume les processus métaboliques qui se produisent dans l’organisme pendant l’état post-absorptif.

Starvation

Lorsque le corps est privé de nourriture pendant une période prolongée, il passe en « mode survie ». La première priorité pour la survie est de fournir suffisamment de glucose ou de carburant pour le cerveau. La deuxième priorité est la conservation des acides aminés pour les protéines. Par conséquent, le corps utilise les cétones pour satisfaire les besoins énergétiques du cerveau et d’autres organes dépendant du glucose, et pour maintenir les protéines dans les cellules. Comme les niveaux de glucose sont très bas pendant la famine, la glycolyse s’arrête dans les cellules qui peuvent utiliser des carburants alternatifs. Par exemple, les muscles passent du glucose aux acides gras comme carburant. Comme expliqué précédemment, les acides gras peuvent être convertis en acétyl CoA et traités par le cycle de Krebs pour produire de l’ATP. Le pyruvate, le lactate et l’alanine provenant des cellules musculaires ne sont pas convertis en acétyl CoA et utilisés dans le cycle de Krebs, mais sont exportés vers le foie pour être utilisés dans la synthèse du glucose. Au fur et à mesure que la famine se poursuit, et que davantage de glucose est nécessaire, le glycérol des acides gras peut être libéré et utilisé comme source pour la gluconéogenèse.

Après plusieurs jours de famine, les corps cétoniques deviennent la principale source de carburant pour le cœur et les autres organes. Lorsque la famine se poursuit, les réserves d’acides gras et de triglycérides sont utilisées pour créer des corps cétoniques pour le corps. Cela empêche la dégradation continue des protéines qui servent de sources de carbone pour la gluconéogenèse. Une fois ces réserves totalement épuisées, les protéines des muscles sont libérées et décomposées pour la synthèse du glucose. La survie globale dépend de la quantité de graisse et de protéines stockées dans le corps.

Revue de chapitre

Il existe trois états métaboliques principaux du corps : absorbant (nourri), postabsorbant (jeûne) et famine. Au cours d’une journée donnée, votre métabolisme passe d’un état absorbant à un état postabsorbant. Les états de famine sont très rares chez les personnes généralement bien nourries. Lorsque le corps est nourri, le glucose, les graisses et les protéines sont absorbés à travers la membrane intestinale et pénètrent dans la circulation sanguine et le système lymphatique pour être utilisés immédiatement comme carburant. Tout excédent est stocké pour les étapes ultérieures du jeûne. Lorsque la glycémie augmente, le pancréas libère de l’insuline pour stimuler l’absorption du glucose par les hépatocytes du foie, les cellules/fibres musculaires et les adipocytes (cellules graisseuses), et pour favoriser sa transformation en glycogène. Au début de l’état postabsorptif, le taux de glucose chute, et il y a une chute correspondante du taux d’insuline. La chute du taux de glucose déclenche la libération de glucagon par le pancréas, qui désactive la synthèse du glycogène dans le foie et stimule sa dégradation en glucose. Le glucose est libéré dans la circulation sanguine pour servir de source de carburant aux cellules de l’organisme. Si les réserves de glycogène sont épuisées pendant le jeûne, d’autres sources, notamment les acides gras et les protéines, peuvent être métabolisées et utilisées comme carburant. Lorsque le corps entre à nouveau en état d’absorption après le jeûne, les graisses et les protéines sont digérées et utilisées pour reconstituer les réserves de graisses et de protéines, tandis que le glucose est traité et utilisé d’abord pour reconstituer les réserves de glycogène dans les tissus périphériques, puis dans le foie. Si le jeûne n’est pas rompu et que la famine s’installe, pendant les premiers jours, le glucose produit par la gluconéogenèse est encore utilisé par le cerveau et les organes. Après quelques jours, cependant, des corps cétoniques sont créés à partir des graisses et servent de source de carburant préférentielle pour le cœur et les autres organes, de sorte que le cerveau peut encore utiliser le glucose. Une fois ces réserves épuisées, les protéines seront catabolisées en priorité dans les organes à renouvellement rapide, comme la muqueuse intestinale. Les muscles seront épargnés pour éviter la fonte des tissus musculaires ; cependant, ces protéines seront utilisées si des réserves alternatives ne sont pas disponibles.

Autocontrôle

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Glossaire

État d’absorption : également appelé état d’alimentation ; état métabolique se produisant pendant les premières heures après l’ingestion de nourriture, au cours duquel l’organisme digère les aliments et absorbe les nutriments
forme de glycogène que prend le glucose lorsqu’il est stocké

insuline : hormone sécrétée par le pancréas qui stimule l’absorption du glucose dans les cellules

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