Le glucose est le principal support énergétique du métabolisme chez l'homme; le cerveau et les érythrocytes sont totalement dépendants du glucose. La glycémie ( concentration du glucose sanguin) se trouve au centre du métabolisme énergétique. Elle est fixée, d'une part, par la consommation de glucose et, d'autre part, par la synthèse du glucose et son absorption alimentaire.
Les notions qui suivent sont importantes pour comprendre le métabolisme des hydrates de carbone :
- Glycolyse : au sens strict du terme, la glycolyse est la dégradation anaérobie du glucose en lactate ; dans un sens plus large, c'est également la combustion aérobie du glucose. La glycolyse anaérobie se produit dans les érythrocytes, dans la médullaire rénale et en partie dans le muscle squelettique. La dégradation aérobie du glucose a lieu principalement dans le SNC, dans le muscle squelettique et dans la pluplart des autres organes.
- Glycogenèse : c'est la formation de glycogène à partir du glucose ; elle s'effectue dans le foie et le muscle. La glycogenèse réalise le stockage du glucose et stabilise la glycémie. Le glycogène ne peut être stocké dans le muscle que pour les besoins propres de celui-ci.
- La glycogénolyse est la dégradation du glycogène en glucose, c'est donc le phénomène inverse de la glycogenèse.
- La néoglycogenèse (dans le foie et le cortex rénal) est la synthèse de glucose à partir de substances non glucidiques, c'est-à-dire des acides aminés (à partir des protéines musculaires), du lactate (provenant de la glycolyse anaérobie du muscle et de l'érythrocyte) et du glycérol (provenant de la dégradation des lipides).
- La lipolyse est la dégradation des lipides avec formation de glycérol et d'acides gras libres.
- La lipogenôse est la synthèse des lipides (stockés ensuite dans le tissu adipeux).
Les cellules sécrétrices des îlots de Langerhans du pancréas jouent un rôle prépondérant dans le métabolisme des hydrates de carbone. Les cellules A. B et D des îlots forment une sorte de syncitium fonctionnel (gap junctions). Les cellules A (ou α; 25% des cellules) produisent le glucagon, les cellules B ou cellules β (60 % des cellules), l'insuline. En plus, il y a formation de somatostatine dans les cellules D. Ces hormones ont probablement une influence purement locale sur leur formation réciproque (action paracrine).
Les principales fonctions des hormones pancréatiques sont :
- stocker les aliments (pris lors d'un repas) sous forme de glycogène et de graisse (insuline) ;
- mobiliser à nouveau les réserves énergétiques pendant le jeûne ou le travail, en situation de stress, etc. (glucagon) ; et
- maintenir, ainsi, la glycémie constante.
Les effets du glucagon et de l'adrénaline (β-récepteurs) deviennent effectifs grâce à l'AMPc. Le « second messager » de l'insuline et des a-récepteurs (Ca2+ ) n'est pas connu avec certitude.