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| Feeding = Prise alimentaire Liver = Foie Muscle = Muscle Pancreas = Pancréas Fat tissue = Tissu adipeux Islets of Langerhans = Îlots de Langerhans Beta cell = Cellule beta Alpha cell = Cellule alpha Silenced cell = Cellule silencieuse Hormone interactions within islets = Interactions hormonales au sein des îlots Loss of oscillations suggests existence of hub cells = La perte des oscillations suggère l'existence de cellules "centralisatrices" d'activité Channel = Canal ionique Insulin exocytosis = Exocytose d'insuline Mitochondria = Mitochondrie Electrical = Electrique Glycolysis (PFK) = Glycolyse (PFK Phospho-fructo-kinase) Gycolytic flux = Flux glycolytique
L’Axe Métabolique. La régulation de la glycémie
plasmatique est obtenue principalement par les actions hormonales complémentaires
de l’insuline, du glucagon et de la somatostatine. L’insuline stimule l’absorption
du glucose du sang par le foie et les tissus périphériques, menant ce faisant à
une baisse de la glycémie. Dans ces tissus, le glucose est ensuite converti en
glycogène ou en lipides, puis stocké. Le glucagon joue un rôle opposé à celui
de l’insuline, conduisant ces tissus à retransformer ces substrats en glucose
pour la sécrétion dans la circulation sanguine. La somatostatine inhibe la
sécrétion de l’insuline et du glucagon par, respectivement, les cellules beta
et alpha, siégeant dans des structures multicellulaires, les îlots de
Langerhans, localisé dans le pancréas. Les modèles mathématiques du
comportement des cellules beta représentent, typiquement, l’activité électrique
des canaux ioniques impliqués dans la sécrétion d’insuline. De récents modèles ont
également été mis au point pour ce qui est du métabolisme de la cellule beta. C’est
ainsi que, par exemple, l’activité glycolytique de la cellule beta et ses
composants mitochondriaux, illustrés dans le schéma ci-dessus, ont été
modélisés – désignés comme modèle à oscillateur double (dual-oscillator model dans le texte).
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Les rythmes hormonaux sont ubiquitaires et
essentiels au maintien des fonctions physiologiques normales . La combinaison de modèles
mathématiques et d’approches expérimentales ont montré que ces rythmes sont le
résultat de processus de régulation survenant à de multiples niveaux
organisationnels et requièrent un équilibrage dynamique et continu au cours du
temps, et plus particulièrement en réponse aux stimuli. Nous passons en revue
comment une telle approche interdisciplinaire a pu être appliquée avec succès,
afin d’éclaircir les mécanismes de régulation complexes propres aux axes du métabolisme,
du stress, et de la reproduction. Nous discutons comment cette stratégie permettra
vraisemblablement de progresser dans des domaines émergents comme la
chronobiologie et la physiologie des réseaux. Finalement, nous pensons que l’éclairage
fourni par les modèles mathématiques pourrait mener à de nouveaux outils
expérimentaux offrant la possibilité d’adapter leur paramétrage aux changements
physiologiques graduels et à la mise au point d’interventions cliniques
permettant la restauration de fonctions endocrines normales. Eder Zavala, et
al, dans Trends in Endocrinology & Metabolism, publication en ligne en
avant-première, 21 février 2019
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