Nous avons constaté que la dépense énergétique d'un organisme varie en fonction des activités qu'il mène et nous savons que l'alimentation et la digestion libèrent de manière irrégulière divers nutriments (glucides, lipides et protides) dans le sang. L'organisme doit donc disposer d'un système de stockage des nutriments susceptible de libérer ses réserves en cas de besoin. En effet, la mesure en continu de la glycémie (taux de glucose sanguin) au cours d'une journée montre chez l'homme une remarquable stabilité aux alentours de 0.8 g.L^-1. Or, les seuls organes capables de stocker des réserves glucidiques sous forme de glycogène (polymère de glucose) sont les muscles et le foie. Le foie intervient dans de nombreuses fonctions physiologiques, en particulier dans l'homéostasie glucidique. On recherche certains des mécanismes qui lui permettent d’intervenir dans cette fonction. Historiquement, Claude Bernard, le "père" de la médecine expérimentale, a imaginé un protocole expérimental permettant de vérifier certaines hypothèses concernant les fonctions du foie. Ce protocole est connu sous le nom d'expérience du foie lavé. Cette expérience historique est reprise ici et est complétée par le dosage du glycogène hépatique à la suite de prélèvements effectués dans différentes conditions afin de préciser le rôle du foie.

1. Expérience du foie lavé

Mettre en œuvre le protocole indiqué en suivant précisément les instructions. Inscrire les résultats dans le tableau ci-dessous et y coller la partie réactive des bandelettes correspondantes. Voir la fiche technique

2. Dosage du glycogène dans des extraits de foie

Protocole

Vous disposez de trois tubes contenant le glycogène extrait d'échantillons de foie de façon identique mais provenant d'animaux placés dans trois circonstances différentes : le tube 1 est un extrait de foie prélevé chez un animal à jeun ; le tube 2 est un extrait de foie prélevé chez un animal ayant reçu un repas exclusivement glucidique trois heures avant le prélèvement ; le tube 3 est un extrait de foie prélevé chez un animal ayant reçu un repas exclusivement protéique trois heures avant le prélèvement.

1- Prélever 3 mL de chaque extrait dans une cuve de colorimètre et y ajouter 20 µL d’eau iodée avec une pipette de précision (l’eau iodée colore le glycogène en brun acajou). Mélanger en retournant plusieurs fois la cuve bouchée avec du film étirable.

2- Passer chaque cuve au spectrophotomètre pour déterminer l’absorbance de chaque échantillon. Noter les valeurs obtenues dans le tableau ci-dessous.

3- Déterminer la concentration en glycogène de chaque extrait en utilisant la droite d’étalonnage affichée sur l'écran d'ordinateur et compléter le tableau ci-dessous ainsi que le tableau collectif.
 

1. En analysant les principes de l'expérience du foie lavé, déterminer les hypothèses que C. Bernard voulait vérifier. Justifier la réponse.
2. Les résultats permettent-ils de valider ces hypothèses ? Justifier la réponse.
3. Par analogie avec le mécanisme biochimique responsable de l'accumulation de réserves glucidiques chez les végétaux, formuler une hypothèse permettant d'expliquer le mécanisme biochimique d'accumulation de glycogène dans le foie et écrire l'équation bilan correspondante.
4. Proposer les principes d'un protocole expérimental permettant de valider cette hypothèse.
5. Analyser les résultats obtenus lors du dosage spectrophotométrique du glycogène et comparer les valeurs que vous avez obtenues avec les moyennes des résultats de la classe.
6. Expliquer en quoi les résultats du dosage du glycogène permettent de compléter ceux de l'expérience du foie lavé.

Construire un schéma fonctionnel du foie résumant les informations tirées de la séance.