Surveillance
de la glyc�mie,
bac S Centres �trangers 2019.
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1. Le glucose.
Le glucose est un glucide qui fait partie des hexoses. Dans la nature,
le glucose, dans une configuration � cha�ne ouverte (non cyclique), se
trouve sous forme de D-glucose dont la repr�sentation de Cram est
donn�e ci-dessous.
1.1. La mol�cule de glucose.
1.1.1. Donner la formule brute du D-glucose.
C6H12O6.
1.1.2. Recopier la
formule du D-glucose ci-dessus, identifier les groupes caract�ristiques
de cette mol�cule et nommer la fonction associ�e � chacun d’eux.
1.2. St�r�oisom�rie.
1.2.1. Identifier
sur la repr�sentation de la question pr�c�dente les atomes de carbone
asym�triques en les rep�rant par un ast�risque.
1.2.2. Repr�senter le L-glucose, �nantiom�re du D-glucose.
1.2.3. Repr�senter un diast�r�oisom�re du D-glucose.
Il suffit d'inverser la configuration de l'un des atomes de carbone asym�triques.
2. �tude d’une r�action permettant le dosage du glucose.
En laboratoire d’analyse m�dicale, on utilise deux r�actions enzymatiques pour d�terminer le taux de glucose dans le sang.
Dans un premier temps, en pr�sence de glucose-oxydase, le glucose est
oxyd� par le dioxyg�ne dissous en acide gluconique avec formation de
peroxyded’hydrog�ne H2O2. L’�quation de cette r�action, not�e par la suite (1), est la
suivante :
Glucose(aq) + O2 (aq) + H2O(l) → C6H12O7(aq) + H2O2(aq) (1)
Dans un second temps, en pr�sence d’une seconde enzyme, la peroxydase,
le peroxyde d’hydrog�ne form� par la r�action (1) est dos� selon la
r�action (2) cidessous:
2 H2O2 + ph�nol + amino-4-antipyrine → quinon�imine + 4 H2O (2)
Spectre d’absorption de la quinon�imine.
2.1. Donner le r�le d’une enzyme.
Une enzyme joue le r�le de catalyseur.
2.2. Au
laboratoire, diff�rents sucres sont mis en pr�sence de glucose-oxydase.
On suit l’�volution de la concentration en dioxyg�ne au cours du temps
dans le milieu r�actionnel. On obtient les courbes ci-dessous :
D’apr�s http://www2.ac-lyon.fr/
Commenter ces courbes et indiquer la propri�t� de la glucose-oxydase ainsi mise en �vidence.
Pour les autres sucres que le glucose, la concentration en dioxyg�ne reste constante.
Seul le glucose est oxyd� par le dioxyg�ne dissous en acide gluconique en pr�sence de glucose-oxydase,
La glucose-oxydase est st�r�os�lective.
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2.3.
Lorsque la r�action (2) est termin�e, on mesure l’absorbance de la
solution � l’aide d’un spectrophotom�tre pour d�terminer la
concentration en quinon�imine.
2.3.1. Sur quelle longueur d’onde du domaine du visible le spectrophotom�tre doit-il �tre r�gl� ? Justifier.
Pour obtenir le maximum de pr�cision, on travaille � la longueur d'onde
pour laquelle le spectre d'absorption pr�sente un maximum.
( 500 nm dans le domaine visible ).
2.3.2. Pour une personne non-diab�tique avec une glyc�mie maximale � jeun, d�terminer la concentration maximale en quinon�imine.
Une personne non-diab�tique pr�sente une glyc�mie � jeun comprise entre 3,5 et 6,1 mmol.L-1.
D'apr�s la r�action (I) , la concentration finale en eau oxyg�n�e est �gale � la concentration initiale en glucose.
D'apr�s la r�action (II), la concentration finale en quinon�imine est �gale � la moiti� de la concentration initiale en eau oxyg�n�e.
Donc 6,1 / 2 ~ 3,0 mmol / L.
2.4.
Les trois courbes ci-dessous donnent l’�volution de l’absorbance de
solutions si�ges de la transformation (2) dans diff�rentes conditions
de temp�rature, de pH et de concentration enzymatique et � la longueur
d’onde d’�tude choisie.
Proposer, en justifiant, des conditions a priori optimales pour r�aliser le dosage du glucose en laboratoire d’analyses.
L'absorbance est maximale :
- pour une temp�rature comprise entre 35 �C et 40 �C.
- pour un pH compris entre 6 et 9.
- pour une concentration en enzyme sup�rieure � 0,1 U.
2.5. Pour maintenir le pH constant, on utilise une solution tampon pr�par�e en m�langeant 57,8 mL d’une solution � 1,0 mol.L-1 de dihydrog�nophosphate de sodium avec 42,2 mL d’une solution � 1,0 mol.L-1 d’hydrog�nophosphate de sodium. On compl�te � 1,0 L avec de l’eau distill�e.
2.5.1. �crire l’�quation de la r�action de l’acide faible dihydrog�nophosphate H2PO4- avec l’eau.
H2PO4- aq + H2O(l) = HPO42- aq +H3O+aq.
2.5.2. En admettant que les quantit�s de mati�re de H2PO4- et H2PO4- dans le m�lange sont �gales aux quantit�s de mati�re apport�es, calculer le pH de la solution tampon ainsi pr�par�e.
pH = pKa( H2PO4- aq / HPO42- aq) + log ([ HPO42- aq ] / [ H2PO4- aq]).
pH = 7,2 + log(42,2 / 57,8) =7,06 ~7,1.
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3. Dosage du glucose en laboratoire.
Au laboratoire, on m�lange 1 mL d’une solution contenant les diff�rents
r�actifs et enzymes avec 10 μL de solutions �talons de glucose. Les
mesures d’absorbances r�alis�es sont regroup�es dans le tableau
ci-dessous.
Num�ro de la solution
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1
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2
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3
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4
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5
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Concentration en glucose ( g / L)
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0,20
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0,40
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0,60
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0,80
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1,0
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Absorbance
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0,088
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0,168
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0,252
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0,336
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0,420
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3.1. D�crire le
protocole de la pr�paration de 100,0 mL de la solution n�1 � partir de
la solution n�5 en pr�cisant la verrerie utilis� e. Justifier par un
calcul.
Facteur de dilution F = 1,0 / 0,20 = 5.
Pr�lever 100 / 5 = 20,0 mL de la solution n�5 � l'aide d'une pipette jaug�e.
Placer dans une fiole jaug�e de 100,0 mL ; compl�ter avec de l'eau distill�e jusqu'au trait de jauge.
Boucher et agiter pour rendre homog�ne.
3.2. En suivant le
protocole du laboratoire d�crit � la question 3, l’analyse d’un
pr�l�vement sanguin sur un patient diab�tique � jeun conduit � une
mesure d’absorbance de 0,388.
D�terminer la concentration en glucose dans le sang de ce patient. Commenter le r�sultat.
C = 0,388 / 0,411 ~0,94 g / L
M(glucose) = 180 g / mol ; 0,94 / 180 = 5,2 10-3 mol / L = 5,2 mmol / L.
Pour une personne diab�tique, les objectifs glyc�miques sont fix�s entre 4 et 7 mmol.L-1 avant le repas. La glyc�mie est correcte.
4. Autosurveillance glyc�mique.
L’autosurveillance consiste � mesurer soi-m�me sa glyc�mie. Elle se
r�v�le indispensable pour de nombreux diab�tiques. Elle est r�alis�e le
plus souvent � partir d’une goutte de sang pr�lev�e � l’extr�mit� d’un
doigt gr�ce � un autopiqueur. Cette goutte de sang est ensuite d�pos�e
sur une bandelette ou une �lectrode qui est ins�r�e dans le lecteur de
glyc�mie.
Un dispositif d’autosurveillance glyc�mique respectant la norme NF EN
ISO 15197 affiche une mesure avec une incertitude telle que :
- si la concentration en glucose est strictement inf�rieure � 1 g/L :
valeur lue +/- 0,15 g/L
- si la concentration en glucose est sup�rieure ou �gale � 1 g/L :
valeur lue +/- 15%
Un diab�tique r�alise un contr�le de sa glyc�mie avant un repas et obtient une valeur de 1,07 g.L-1. En tenant compte de l’incertitude li�e par la norme, peut-il en d�duire si les objectifs glyc�miques sont atteints ?
1,07 x 15 /100 = 0,16 g / L soit 1,07 �0,16 g / L.
La glyc�mie est comprise entre 0,91 et 1,23 g / L soit entre 5,0 et 6,8 mmol / L.
Les objectifs glyc�miques sont atteints.
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