25.2 : L’homéostasie du glucose : les îlots pancréatiques et la sécrétion d'insuline

Les îlots pancréatiques, plus communément appelés “les îlots de Langerhans”, ne représentent que 1 à 2 % du volume du pancréas. Ils sont des mini-organes hautement vascularisés et innervés. Ils contiennent cinq types de cellules endocrines, dont les cellules β qui sécrètent l'insuline, synthétisée sous forme d'une chaîne polypeptidique unique : la préproinsuline, transformée en proinsuline, puis en insuline et en peptide C. Ce processus est complexe et régulé, impliquant le complexe de Golgi, le réticulum endoplasmique et les granules sécrétoires de la cellule β.

L'insuline et le peptide C sont co-sécrétés en quantités équimolaires. Alors que l'insuline a une demi-vie de 5 à 6 minutes en raison d'une clairance hépatique importante, le peptide C, sans fonction physiologique ni récepteur connu, a une demi-vie d'environ 30 minutes. La cellule β synthétise et sécrète également l’amyline (IAPP en anglais pour islet amyloid polypeptide), un peptide qui affecte la motilité gastro-intestinale et la vitesse d'absorption du glucose. Le pramlintide, un médicament utilisé dans le traitement du diabète, imite l'action de l'IAPP.

La sécrétion d'insuline est étroitement régulée pour maintenir des concentrations stables de glucose sanguin pendant le jeûne et l'alimentation. Cette régulation est obtenue en interagissant avec divers nutriments, hormones gastro-intestinales, hormones pancréatiques et neurotransmetteurs autonomes. Le glucose, les acides aminés, les acides gras et les corps cétoniques favorisent la sécrétion d'insuline. GLUT1 assure l'absorption du glucose dans les cellules β humaines, ce qui entraîne la phosphorylation du glucose et la production d'ATP. En conséquence, le canal K_ATP se ferme, favorisant l'afflux de Ca^2+ et l'exocytose de l'insuline. Le glucagon des cellules α neutralise l'insuline, maintenant l'homéostasie du glucose.

Les nerfs adrénergiques et cholinergiques innervent abondamment les îlots de Langerhans. La stimulation des récepteurs adrénergiques α_2 inhibe la sécrétion d'insuline, tandis que les agonistes des récepteurs adrénergiques β_2 et la stimulation du nerf vague augmentent la libération. Diverses pathologies comme l'hypoglycémie, l'hypoxie, l'exercice et les brûlures graves, qui activent la branche sympathique du système nerveux autonome, suppriment la sécrétion d'insuline en stimulant les récepteurs adrénergiques α_2.