8.1 Fd R  La communication hormonale PDF

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Tout le cours sur la communication hormonale (endocrinologie).
Les P. correspondent aux numéros des documents donnés par l'enseignant....

Description

Endocrinologie Chapitres 1 : Introduction générale - Contexte : fonction de relation, communication au sein de l’organisme. - Définition : «!endo!» = intérieur «!crino!» = sécrétion «!lobos!» =!sciences. Sciences qui a pour objet l’étude de l’anatomie, de la physiologie et des pathologie des glandes endocrines et de leur sécrétion : des hormones. Hormone : du grec «!Hormaein!» qui veut dire exciter, mettre en mouvement. C’est une substance libérée dans le sang par une cellule spécialisée donc l’action se fera sur une cible éloignée sur laquelle elle exercera son influence sur divers processus biochimique.

- Problématique : On a ici des organismes pluricellulaire avec une notion de différenciation et de spécialisation des cellules, par conséquent, comment cet organisme peut-il avoir un fonctionnement coordonné de son ensemble ? Il va falloir des systèmes de régulation.

- Les limites : on travaille essentiellement chez les vertébrés avec la notion de modèle expérimentaux (ex : les oiseaux, les rongeurs, mammifère : espèce humaine)

- Plan / Fil conducteur : introduction générale (des bases sur la notion d’hormone le fil conducteur sera le temps) puis l’endocrinologie sous l’aspect régulation de la glycémie, plan biologique on va suivre le message endocrien depuis la source, depuis le stimulus qui a généré le message jusqu’aux effets. I.

Système de régulation et homéostasie

Ou trouve t-on des paramécie ? brins d’herbes avec qlq goutes d’eau, laisser se développer puis les bloquer avec du cotons. Protozoaire : une cellule qui réalise toutes les réaction du vivant : - Nutrition : donc métabolisme - Reproduction - Grandir : mitose Et dedans on retrouve toutes les fonctions. A. Les trois systèmes de régulations Le 1er : système nerveux Le 2eme : système endocrien : les 1ere cellules a produire des hormones sont des cellules nerveuses (neuroendocrinie en premier) Chez les insectes : glande protoracique —> hormone protoracique Le 3eme : système immunitaire B. Comparaison système nerveux et endocrien C. Boucles de régulations & homéostasie Homéostasie : Cannon 1932, demeurer constant, maintien de l’équilibre dans la cellule, c’est un état stable mais dynamique entretenu par tous les processus actifs qui s’oppose aux changements des propriétés de l’organisme. C’est le maintien des constantes homéostatique de l’organisme : - différents types de concentration en ions dans l’organisme

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la glycémie (0,8 a 1g.L) pression artérielle pression diastolique temperature Claude Bernard a définie le milieu intérieur. Boucle de régulation : ex —> réflexe myotatique, on part d’un stimulus qui modifie un paramètre mesuré qui possède une valeur de consigne, l’organisme pour maintenir cette valeur, quand on étire un muscle, ça entraine ça contraction. On va avoir notre paramètre homéostatique = une valeur de consigne (équilibre). On va avoir possibilité de variation de cette valeur, on va avoir un détecteur de ces variations, puis un intégrateur puis des effecteurs qui vont restaurer la valeur de consigne du paramètre. En général quand on a une augmentation de la valeur de consigne, on devrait avoir un diminution ==> Feed-back ou rétrocontrôle négatif. (Cf schéma) Dans le cas de la glycémie : hormone libérée : l’insuline si on augmente la glycémie. L’effecteur : le foie —> hépatocytes Cellule ß des ilots de langhérances —> intégrateur et détecteur Ce n’est pas une démarche d’investigation là, on part pas de document ni rien … Une augmentation de la glycémie par rapport a la valeur de consigne va entrainer la libération de l’insuline dont la conséquence est de diminuer la glucose circulant. D. Origine des variations des paramètre homéostatique 1. Notion de rythmes biologiques a. Définition Un rythme biologique : on le définit ici a partir d’un exemple (P2) Valeur mesurée : concentration plasmatique en hormone Valeur expérimentale : le temps en fonction de la photo-période Pendant la journée, on a un diminution de la concentration en hormone, alors que dans l’obscurité on a une augmentation de la concentration plasmatique en hormone. On aura la même chose tous les jours, on a une variation plasmatique de l’hormone qui va etre cyclique, périodique. Un biorythme est caractérisé par une périodicité donc c’est un phénomène qui est prévisible. 1ere caractéristique : c’est la période (taux), c’est le temps qui s’écoule entre deux valeur maximale du paramètre mesuré. La valeur maximale est nommée acrophase, on a aussi un valeur minimale : batyphase ou nadir. La valeur moyenne : Mésor, ce le point intermédiaire entre la valeur maximale et minimale. Mésor (= cf pression artérielle) L’amplitude qui va donner la variation de la valeur de notre paramètre. La phase : c’est lié a l’expérimentateur, c’est un point de repère qu’il prend en compte dans le biorythme en rapport avec le temps. Un pic de l’hormone par rapport au cycle jour-nuit. b. Classification des biorythmes (P3) Par rapport à la période d’un rythme.

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On est dans la cas d’un cycle chez la femme. Variable mesurée : quantité en FSH et LH Variable expérimentale : temps On observe un pic d’hormone au 15è jour. On est en biorythme car c’est qlq chose qui se répète. On a des rythmes ultradien (en dessous de 24h) et infradien (au dessus de 24h). Infradien : une période supérieur Ultradien : un pic de Lh toutes les heures, ce sont des rythmes qui ont une période inférieur a 20h. Respiration (une 12aine de cycle par minutes), battement cardiaque, variation de pression artérielle en lien avec le rythme cardiaque, pacemaker a la GNRH. On a d’autres rythmes : circadien (P4) Exemple : le cortisol, on va avoir une acrophase. Cycle entre 20h et 28h, se superpose a ce rythme, un rythme inférieur : ultradien. Les rythme infradien : supérieur a 28h —> cycle menstruel chez la femme. Pic de LH tous les 28jours au moment de l’ovulation. Rythme saisonnier, reproduction saisonnière des animaux dans un climat tempéré. On est dans un cas de cycle infradien annuel. Hibernation, exportation pour T° extérieur satisfaisante et nourriture. Période végétative / période reproductive, en relation avec la photopériode qui augmente. Renouvellement cellulaire, cycle cellulaire. (mitose : qlq heures —> ultradien) Durée de vie d’un globule rouge : 128jours Genèse d’une hématie : 2 semaines Dans un contexte embryonnaire —> beaucoup plus rapide car l’interphase est diminuée de façon importante. Stomate —> circadien Le rythme veille sommeil —> circadien 2eme classification : sur l’origine du rythme - Rythme endogène : à l’intérieur de l’organisme, sans besoin de paramètre extérieur. - Cycle cellulaire … La totalité des rythmes ultradiens sont des rythmes endogènes. - Rythme exogène : expérience free-running : libre cours. On supprime les variations environnementales donc le rythmes jours / nuits. Si on place des individus dans une caverne, pas de montre. On regarde si y’a un rythme veille / sommeil qui est maintenu. Résultats : le rythme est maintenu dans le créneau rythme circadien (20h-28h) —> donc c’est un rythme endogène. Le rythme n’est plus de 24h mais sur 25h-25h30. Quand on replace l’individu en situation normal : jour nuit et contact sociaux, restauration au bout de qlq jours du rythmes veille / sommeil sur 24h. Ces rythmes vont permettre une synchronisation des rythmes endogènes. Quel est l’acteur de cette synchronisation ? Reinberg —> Zeitgebber Qui est le synchroniseur pour les rythmes circadiens : captage de la lumière. Point de départ : l’oeil, rétinien. Des cellules ganglionnaires qui sont sensibles a la lumière et vont transférer cette information via le SN sympathique via la glande pinéale ou épiphyse (Epithalamus = fabrique la mélatonine). La mélatonine n’est produite que la nuit, plus la nuit est grande et plus on aura de la mélatonine. A l’origine de tous les rythme endogène circadien : noyau supra chiasmatique (Hypothalamique). Exemple de rythmes exogènes : certains animaux au cours de l’année sont mis dans des conditions de lumières identique : suppression de variation annuelle, et donc reproduction saisonnière lié a l’environnement (cas du hamster). (Pelage et mue successif c’est un rythme saisonnier de l’infradien) Augmentation des hormone thyroïdienne —> augmentation du pelage donc lié au froid et quand la T° diminue, diminution des hormone thyroïdienne. 2. Causes diverses a. Causes physiologiques

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Activité physique. Tout ce qui est alimentation, au cours de l’alimentation, augmentation de la glycémie, hyperglycémie post prandial ‘(après un repas) qui va etre régulé par le jeu de l’activité endocrine mais aussi nerveuse. 1 tonne de nourriture par ans (avec les liquides etc …) Effort physique, consommation accrue du glucose, baisse de la glycémie, baisse du O2 et augmentation du CO2. Avec le CO2 on a aussi libération d’autre composé qui vont modifier le PH du sang (acide lactique), chute du PH., hyperthermie. La sudation pour l’hyperthermie, baisse de la température, diminution donc des sel minéraux et de l’eau. Donc une perte hydrominérale importante. Vasodilatation des vaisseaux cutanés. Pour ce qui est hydrominérale : libération de l’AVP (antidiurétique) et aussi l’aldostérone. Régulation métabolique, libération d’hormone : glucagon, hormone stéroïde qui vont mobiliser les réserve energitique mais aussi les catécholamine originaire du SN sympathique. C’est bien une régulation neuro-endocrine. SN : régulation de la pression artérielle, régulation locale et globale du débit sanguin, respiration. En situation de stresse. b. Traumatisme et pathologie Le cas de l’intrusion d’un corps étrange dans l’organisme : système de régulation = système immunitaire. Traumatisme a l’origine d’un hémorragie, donc on diminue la quantité de liquide du système régulateur, diminution de volémie, donc diminution de la pression artérielle donc moins de débit sanguin au niveau descendant@ organes. Perte des éléments figurés : globules, plaquettes qu’il faudra reconstituer également, les sels minéraux aussi. Ce qui va etre modifié de façon immédiate = vitale. Vasoconstriction —> système de régulation II. Naissance et évolution de la notion d’hormone A. Historique et définition 1. Naissance de la notion d’hormone

- Berthold (1849) : il travail chez le poulet Il cherche l’origine de certains caractères sexuels secondaire : - développement de crête et des barbillons - développement de l’ergot - comportement agressif vis a vis des autres coqs - comportement sexuel Il a émis l’hypothèse que les testicules sont responsable de l’acquisition de ces caractères sexuels secondaire. variable mesurée : caractères sexuels secondaire variable expérimentale : coqs avec ou sans testicules L’ablation des testicules entraine la perte des caractères sexuels secondaire, et la greffe de testicules permet de récuperer de nouveau les caractère sexuels secondaire. Ce sont sont les testicules qui sont a l’origine de ces caractères sexuels secondaires par des substances humorales. Quelle est cette substance ?

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- Claude BERNARD (1850-1855) : expérience de foie lavé (P5) Variable mesurée : taux du sucre libéré par le foie Variable expérimentale : le foie est lavé (retirer le sucre dans le liquide ext) puis le temps On place le foie dans une vase dans un vase sans sucre, on attend 24h et il y a du glucose dans l’eau du sucre. Le foie est capable de produire ou stock le sucre, comment le stock t-il ? sous quelle forme ? Il a défini pour la 1ere fois le terme de sécrétion endocrine. L’endocrinie n’est pas liée a une hormone mais a une molécule, un métabolite energitique. Il a refait la même expérience, mais apres l’avoir lavé, il a cuit le foie a 100°C et apres 24h, pas de sucre. Donc nécessite que le tissus hépatique soit vivant. Puis il a réalisé un extrait alcoolique de tissus hépatique et il a précipité un composé qu’il a nommé glycogène, qui génère du glucose. Glycogénase : détruit le glycogène

- BROWN - SEQUARD (1889) S’injecte des extraits aqueux de testicule de taureau par intraveineuse puis il a présenté ses travaux, et ceci lui a permis de retrouver une vigueur sexuelle significative. Le testicule de taureau contient une substance qui peut avoir un effet sur l’activité sexuelle. L’action de la testostérone, mais c’est un extrait aqueux alors que la testostérone est lipidique (hormone stéroïde), donc c’est un effet placébo-virulent. Placébo : dans un contexte de douleur, on travail en double aveugle, une partie va avoir un antalgique et les autres prendrons un placébo, on va voir que dans la population placébo, la moitié des personnes vont avoir un sensation de diminution pour moitié de leur douleur = effet placébo. Si on injecte du Naloxone, si on injecte ça a une population sensible a l’effet placébo, on supprime l’effet placébo. Antagoniste des récepteurs aux endorphine. Donc le fait du prendre une substance comme étant un médicament va avoir un effet de libération de substance naturel ß endorphine —> Effet antalgique.

- BAYLISS et STARLING (1902) modèle expérimental : anse jéjunale d’un chien (intestin grêle) On dénerve mais on maintien la vascularisation variable expérimentale : composé acide a l’intérieur de l’anse variable mesuré : sécrétion ou non je suc pancréatique L’injection d’HCL provoque la sécrétion de suc pancréatique alors que dénervé, donc le seul moyen de communication —> voie sanguine —> hormonale. Hormone (1905) : une substance libérée dans le sang par une cellule spécialisée dont l’action se fera a distance sur une cible. Ici cellules jujénales qui sécrètent une substance qui va jusqu’au pancréas : c’est le sécrétine Pende, en 1912 : propose l’endocrinologie, étude des glandes endocrines et leur hormones. 2. Elargissement de la notion d’hormone (P6)

- LOEWI (1921) Un premier coeur dont on stimule le nerf vague pendant une longue durée avec du ringer dans le coeur, on prend ce liquide que l’on remet dans une 2eme coeur de grenouille.

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Quand on ouvre la cage thoracique : pneumothorax Alors que chez la grenouille : respiration cutanée, donc on peut maintenir le coeur en vie pendant tout le temps de la manipulation.

On place un mécanographe a l’extrémité des coeurs, chaque tirets vers le haut est une contraction du coeur. Stimulation du nerf vague entraine un arrêt cardiaque, donc le nerf vague est inhibiteur : effet chronotrope négatif. Cette stimulation a entraîné la sécrétion d’un composé dans le ringer, qui dans le coeur 2 entraine sa stimulation. Un neurone est capable de produire une substance qui est dans le sang, il est capable de libéré un NT qui en diffusant devient un composé chimique capable d’etre libéré dans le sang.

- HARRIS (1955) Preuve que les hormones hypophysaires sont sous contrôle de facteur humoraux d’origine hypothalamique. Comment mettre ceci en évidence ? section de tige pituitaire (que relie la hypothalamus a l’hypophyse), la conséquence : pas de sécrétion d’hormone hypophysaire. Donc l’hypothalamus libère des composé par voie humorale qui ont un effet activateur sur la sécrétion d’hormone anté hypophysaire. Hypothalamus structure nerveuse issue du Diencéphale.

- SCHALLY (1969, porc), GUILLEMIN (1968, mouton) : A partir de 100aine de millier d’hypothalamus, ils ont réussi a purifié la 1ere hormone hypothalamique : TRH qui a pour action une stimulation des cellules thyréotropes de l’hypophyse. Cette substance active des cultures cellulaires hypophysaires. Ils ont définis la notion de neurohormone (substance libérée par un neurone dans le sang, dont l’action se fera a distance sur une cible). Yallow a mis en place une technique de dosage basée sur la réaction d’anticorps. ==> Prix nobel en médecine en 1979 Apres avoir découvert la TRH, il a découvert la somatostatine, mais elle était déjà connue dans le pancréas, cela démolis la fonction de cellule spécialisée. - GUELLEMIN : hormone (définition moderne) Il redéfinit la notion d’hormone : toutes substances libérées par une cellule qui agit sur une autre cellule proche ou éloignée sans tenir compte de l’unicité ou de la diversité de son origine, ou de ses moyens de transport (voie sanguine, flux axonique, ou espace intercellulaire). Notion de messager chimique : correspond a toutes substance produit par une cellule d’origine exogène ou endogène qui joue un rôle de contrôle de l’activité physiologique d’une autre cellule. B. Hormone et autre système de communication 1. Définitions Cytokine : «!kine!» qui a tendance a stimuler. C’est une glycoproteine produite en réponse a un signal activateur assurant la communication entre les différentes cellules de l’organisme sur un mode de communication autocrine, paracrine voir juxtacrine. (Facteur de croissance et de différenciation cellulaire)

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Interleukine : dans le système immunitaire, terme utilisé pour certaines cytokine produite par des leucocytes et qui agissent préférentiellement sur d’autres leucocytes. Facteur de croissance : (certaines cytokine sont des facteurs de croissance) messager chimique, peptidique, produit par une grande variété de type cellulaire qui stimule la prolifération et ou la différenciation cellulaire. Le mode d’action est essentiellement autocrine, paracrine, voir endocrine. Exemple : NGF, erythropoïétine. L’hormone de croissance peut etre considéré comme facteur de croissance MAIS qui agit par endocrinie. Chalone : a l’effet inverse des facteurs de croissance, inhibiteur endogène des mitoses. Eicosanoïdes : qui englobe des messages chimiques qui ont tous le même précursseur : l’acide arachidonique. Alors que les hormone stéroïde ont tous pour origine le cholestérols. Il donne les leucotriènes et prostaglandines. Phéromones : substance libéré dans l’environnement par un individu et qui est capable d’être perçu par un autre organisme et d’en modifier le comportement ou la physiologie. Les incitatrices (releasers) : action directe sur le système nerveux et donc réaction rapide comportementale.Exemple des phéromone sexuelles. Les modificatrices (primers) : sécrétion chimique qui induisent d’importantes modification physiologique de l’individu qui les perçoit. Exemple : la reine des abeilles va par l’intermédiaire de ses phéromones une castration chimique des autres individus de la ruche, quasiment chez les rats taupes chez les mammifères sauf que là c’est comportementale. Si on retire la reine en laissant sa litière certaines femelles vont avoir leur axe hypothalmo- …; s’activité. Comment expliqué l’origine de la castration des autres femelles ? C’est comportementale la reine des rats taupes est agressive par rapport a ces congénères qui les stresse complètement ceci annule l’activité de l’axe reproducteur. Comment ceci a pu etre sélectionné au cours de l’évolution ? ceci permet a deux individus de ce reproduire même s’il ne vont pas injecter leur gène dans la descendance. Besoin d’une communauté pour trouver suffisamment de nourriture etc … les individus isolés meurent. 2. Communication intercellulaire : schéma général (Cf feuille) C. Evolution de l’endocrinologie

- 1ere moitié du XXe siècle : biochimie : chimie du biologique. Purification des hormones les plus importantes et leur caractérisation chimique et leur synthèse. - 2eme moitié du XXe siècle : mode d’action des hormones - Année 50 : Sytherland et al. (P7) Variable mesuré : activité phosphorylase Variable expérimentale : ajout du glucagon, séparation des phases 1er exp : pas d’activité phosphorylase, pas d’activité phosphorylase dans son environnement physiologique 2 exp : on met du glucagon : on enregistre une activité phosphorylase, donc il est responsable de l’activité phosphorylase On centrifuge le broyat de cellule, Sur le surnageant seul + glucagon —> pas d’activité, donc pas d’activité phosphorylase, pas d’enzyme dans le surnageant. Dans le culot : on a tous les débris de membranes plasmique. Quand on rajoute le surnageant a son culot, on a une activité phosphorylase, donc les membranes plasmiques permettent l’activité de la phosphorylase sous l’effet du glucagon.

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(P8) On a refait une centrifugation, in ajoute dans les tube des ions et de l’ATP, on supprime le surnageant et on ajout un milieu d’incubation (ions + ATP) et puis apres on ajoute le surnage...