H. Maheo - Système endocrine PDF

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Cours rédigé du Pr Mahéo...

Description

M1.1 : Physiologie

MAHEO

Introduction au système endocrinien

I.

Le système endocrinien : caractéristiques générales

C’est un système de régulation qui travaille en synergie avec le système nerveux pour coordonner l’activité cellulaire. Il est composé de glandes endocrines, qui sont richement vascularisé, qui vont sécrétées des hormones qui vont ensuite passer dans la circulation sanguine.

Comparaison du système nerveux et du système endocrinien

Système nerveux

Système endocrinien

Réactions déclenchées rapidement

Réactions déclenchées lentement

Réactions de courte durée

Réaction de longue durée

Action déclenchée par des potentiels d’action et des neurotransmetteurs

Action déclenchée par des hormones libérées dans le sang

Action circonscrite à des sites déterminés par les voies axonales

spécifiques Action sur des cibles distantes (Les cibles peuvent se trouver dans n’importe quel endroit où le sang se rend).

Action locale neurotransmetteurs

par

engendrée

des

Action de très longue portée déclenchée par des hormones

A. Les glandes endocrines Les principales glandes endocrines : - Glande pinéale : mélatonine - Hypothalamus : TRH, CRH, GnRH … - Hypophyse : ADH, ocytocine, FSH, LH, … - Thyroïde : T3, T4 - Thymus : H thymiques - Glande surrénale : aldostérone, cortisol, catécholamines - Pancréas : insuline, glucagon - Gonades : o Ovaires : œstrogènes, progestérone o Testicules : testostérone Il existe aussi des cellules endocrines disséminés un peu partout dans le corps : le cœur, l’estomac, l’intestin, les reins

Qu’est-ce qu’une hormone ? Une hormone est une substance chimique synthétisée par des cellules endocrines généralement organisées en glandes endocrines. Elle est sécrétée dans le sang et agit sur une autre cellule, une cellule cible, car elle exprime un récepteur spécifique.  notion de spécificité et d’affinité

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Cette hormone agit à de très faibles concentrations (10-9 à 10-12 M) et possède une action transitoire. Les hormones assurent des fonctions essentielles : - La croissance - Le métabolisme - La reproduction - Homéostasie : maintien de l’équilibre des électrolytes, de l’eau et des nutriments dans le sang  Les hormones coordonnent harmonieux de l’organisme.

les

différentes

activités

et

assurent

un

fonctionnement

B. Les différents types d’hormones On classe les hormones selon 3 groupes : -

Hormones peptidiques (très nombreuses) o Insuline (avec des chaînes AA)

-

Hormone amines : dérivés de la tyrosine o Catécholamines o Hormones thyroïdiennes : T3, T4

-

Hormones stéroïdes : dérivées du cholestérol o H corticosurrénaliennes : aldostérol ; corticol o H sexuelles : progestérone, oestrogènes, testostérone 1. Les hormones peptidiques

    

Synthèse et stockage : o Synthétisées à l’avance o Stockées dans des vésicules de sécrétion Libération : o Exocytose Transport dans le sang : o Circulent librement (hydrosolubles) Demie-vie : o Courtes (qq minutes) Localisation du récepteur : o Membrane plasmique 2. Les hormones stéroïdes

  

 

Synthèse et stockage : o Synthétisées selon les besoins à partir de précurseurs Libération : o Diffusion simple (liposolubles) Transport dans le sang : o Essentiellement sous forme libre des protéines (seul la forme libre et active et se fixe sur son récepteur) o Ex : les hormones T3 et T4 Demie-vie : o Longue (60 – 90 minutes) Localisation du récepteur o Intracellulaire car liposoluble donc traverse la membrane 3. Les hormones amines :

 

Catécholamines  même caractéristiques que les H peptidiques Hormones thyroïdiennes  même caractéristiques que les H stéroïdiennes

C. Les mécanismes d’action des hormones

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3 étapes dans le mécanisme d’action d’une hormone : - Fixation de l’hormone sur son récepteur - Transduction du signal : évènement intracellulaire qui mène à - Réponse cellulaire  La réponse d’un tissu à une hormone varie en fonction des récepteurs et des voies de signalisation

1. Les hormones catécholamines

peptidiques

et

les

RCPG (+ courant) = Récepteur Couplé aux Protéines G : sont liés à une enzyme : o adénylase cyclase (AMPc) o phospholipase C (PIP2  DAG + IP3) Transduction du signal : 2nd messagers : AMPc, GMPc, DAG, IP3, Ca2+ 

RTK = Récepteurs à activité Tyrosine Kinase, auto-phosphorylation car ces récepteurs portent un site catalytique Transduction du signal : cascade de phosphorylations de protéines (comme insuline) 

Ces récepteurs vont entraîner une réponse cellulaire comme une activation d’enzymes, ouverture de canaux ioniques qui peuvent amener à une activation de la sécrétion … Exemple de la réabsorption de l’eau dans le tubule rénal (2nd partie du tubule distal) et tube collecteur) sous la dépendance de la vasopressine (=ADH) Cette vasopressine est une hormone synthétisée par la neurohypophyse, sa cible est la cellule principale du tube collecteur (en bleu) où on a un pôle apical au niveau de la lumière (cellule tubulaire = forme la lumière avec le passage du filtrat glomérulaire = urine primitive) et un pôle baso-latéral proche du compartiment sanguin. L’ADH va être synthétisé par la neurohypophyse, va se fixer au niveau de son récepteur qui va produire de l’AMPc ce qui va induire l’activation d’une protéine kinase A ce qui va permettre de libérer des vésicules de stockage, les aquaporines vers la

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membrane apicale vers laquelle elles fusionnent. Donc au niveau du filtrat, l’eau va être réabsorbé pour pouvoir rejoindre le compartiment sanguin.

2. Les hormones stéroïdes et les hormones thyroïdes Elles ont un récepteur intracellulaire, le plus souvent dans le cytosol mais peut aussi se trouver dans le noyau, mais le plus souvent le récepteur est dans le cytosol. Transduction du signal : On va avoir le complexe hormone-récepteur qui va agir comme un facteur de transcription, c’est-à-dire que ce complexe se lie au niveau des séquences nucléotidiques spécifiques que l’on appelle les « HRE : H responsive element ». Réponse cellulaire : Cela va entraîner une régulation des gènes cibles et donc une synthèse des protéines Exemple du Na+ dans le tubule rénal (2nd partie du tubule distal et du tube collecteur) sous la dépendance de l’aldostérone : L’aldostérone va avoir comme cible la cellule tubulaire. Elle est synthétisée par la corticosurrénale, cette hormone stéroïde est capable de franchir la MP, de retrouver son récepteur est de se lier avec puis on a une migration de ce récepteur vers le noyau ce qui va réguler la transcription de gènes cibles codant pour des nouveaux canaux (potassiques ou sodiques) (pôle apical) et la synthèse de la pompe sodium/potassium (baso-latéral). L’aldostérone a donc un rôle de réabsorption du sodium (du filtrat vers le compartiment sanguin) et une sécrétion de potassium (du sang vers le filtrat).

Schéma bilan :

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D. Régulation de la sécrétion hormonale

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La rétroaction : On a un système qui va être activé par A et qui va produire B :

Certaines hormones sont soumises à un rythme de sécrétion, leur sécrétion est périodique   

II.

Rythme infradien (>1 jour) comme le pic de LH qui revient tous les mois Rythme circadien (1j) comme le cortisol (chaque matin) ou la mélatonine (chaque nuit) Rythme ultradien (< 1 jour) = mode de sécrétion pulsative comme la GnRH (sécrétion toutes les 60 à 90 minutes durant la phase folliculaire)

Le système hypothalamo-hypophysaire

L’hypothalamus et endocrines.

l’hypophyse régulent une

grande partie des

fonctions



L’hypothalamus : organe neuroendocrine (organe nerveux + glande endocrine)



L’hypophyse : reliée à l’hypothalamus par l’infundibulum, il comprend 2 lobes o

Lobe nerveux = neurohypophyse (postérieur)

o

Lobe glandulaire = adénohypophyse (antérieur)

1. La neurohypophyse La neurohypophyse (postérieure) est constituée de tissus nerveux et plus particulièrement des axones des neurones hypothalamiques. Ces neurones vont synthétiser ADH et l’ocytocine. Ces hormones vont être transporter le long du tractus hypothalamohypophysaire jusqu’à la neurohypophyse. Elles vont ensuite être emmagasinés dans les corpuscules nerveux terminaux, au niveau des axones et quand ces neurones seront stimulés, on aura libération d’ADH et de l’ocytocine dans la circulation sanguine.

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La

neurohypophyse

va

libérer : - Ocytocine  rôle dans l’accouchement et la lactation - ADH = H anti-diurétique = vasopressine : stimule la réabsorption d’eau, donc le volume sanguin augmente et la production d’urine diminue L’ADH va être sécrété quand les osmorécepteurs hypothalamique détecte une augmentation de la sécrétion de l’ADH.

2. L’adénohypophyse Adéno = dérivé de tissu épithélial. Il contient différents types de cellules endocriniennes, la connexion n’est plus nerveuse mais vasculaire. On a des neurones hypothalamiques qui vont déverser au niveau du système porte hypophysaire des hormones qui vont ensuite entraîner la libération des hormones adénohypophysaire.

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Qu’est-ce qu’un système porte hypophysaire ? Ce sont 2 réseaux de capillaire relié par des veines : - Réseau capillaire primaire - Veines portes hypophysaires - Réseau capillaire secondaire Intérêt : Les H hypothalamiques (1er réseau capillaire) atteignent directement l’adénohypophyse (2 nd réseau capillaire) sans passer par la circulation générale (par le cœur). Le H adénohypophysaire sont déversées dans la circulation générale ensuite.

GH synthétisé par l’adénohypohyse et régulé par 2 hormones : GHRH et GHIH.

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Pareil pour la prolactine Bien connaître les 5 axes et leurs hormones

3. Exemples de régulations endocriniennes

A. Exemple de la régulation hormonale

1. Axe thyréotrope = régulation de la thyroïde

Participe au développement

2.

Axe corticotrope

Cortisol est une glycocorticoïde. Elle est fortement augmenté en cas de stress (+++) donc activation de cet axe corticotrope. Le cortisol est soumis à un pic circadien (pic tous les matins)

3. Axe gonadotrope

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On a un enchaînement de rétro activation ou de rétro inhibition.

Phase folliculaire (J1 et J14) -

GnRH stimule la libération de la FSH et de la LH par l’adénohypophyse, cette sécrétion de FSH va stimuler la croissance, la maturation des follicules ainsi que la sécrétion d’œstrogène. o

Si légère augmentation de la concentration d’œstrogène  rétroinhibition de l’axe HH

o

Si forte augmentation de la concentration d’œstrogène (quelques jours avant l’ovulation)  rétroactivation de l’axe HH qui va entraîner une décharge de LH (et de FSH moindre). Cet LH permet de reprendre la méiose, l’ovulation et la formation du corps jaune

A retenir : Durant cette phase moléculaire, on a développement du follicule sous l’effet de ces gonadotropines avec formation d’œstrogène par ce follicule (forte ou légère cc)

Phase lutéale (post-ovulation) : 

Formation du corps jaune o

Il sécrète des hormones sexuelles : 

Importante de progestérone



Modérée d’œstrogènes 



Il va engendrer une rétroinhibition  ce qui va diminution la sécrétion de LH

Dégénérescence du corps jaune si absence de développement embryonnaire o

On va donc avoir une chute des œstrogènes et de la progestérone 

Ce qui va entraîner une levée du rétrocontrôle : un nouveau cycle peut commencer

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B. Exemple de la régulation humorale : régulation de la glycémie 

Le pancréas (organe central de la régulation de la glycémie) : o Fonction exocrine : sécrétion d’enzymes digestives o Fonction endocrine : production d’hormones qui régulent la glycémie

Il est formé d’ilots de Langerhans dans lesquelles on va retrouver : - Cellules ß : sécrétion d’insuline : H hypoglycémiante - Cellules α : sécrétion de glucagon : H hyperglycémiante  Les cellules

α

et ß sont des détecteurs de la glycémie

Malgré une discontinuité, une variabilité des apports ou une consommation cellulaire variable (exercice musculaire, lutte contre le froid, stress…) la glycémie demeure constante et maintenue dans des limites très étroites : « Constantes Physiologiques ». Glycémie normale à jeun : entre 0,8 et 1,1 g/L Glycémie normale 2 heures après un repas : < 1,4 g/L

On voit que si on ingère des glucides, on va avoir une légère augmentation de la glycémie, on va donc avoir une sécrétion d’insuline qui permet un retour à la normale 2 – 3 heures après l’injection de glucide. (Pas schéma à connaître) Le maintien de la glycémie est très complexe qui fait intervenir de nombreux tissus : - Pancréas - Foie : indispensable dans l’homéostasie du glucose - Muscles

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Tissu Adipeux

 Cela repose sur des réactions biochimiques complexes

L’insuline est la seule hormone hypoglycémiante de l’organisme (plusieurs hyper : glucagon, corticol). Elle permet l’entrée du glucose au niveau des particules musculaires ou des adipocytes. Elle est libérée quand la concentration plasmatique de glucose augmente et ce sont les cellules ß pancréatiques qui détectent le glucose. Description de la captation de glucose par les cellules : Ici, on a une cellules ß pancréatiques : 1. Entrée de glucose par des transporteurs de glucose transmembranaire, celui-ci va être métaboliser pour permettre une augmentation de l’ATP 2. ATP inhibe un canal membranaire potassique  fermeture des canaux potassiques 3. Dépolarisation qui va activer les canaux calciques (voltage dépendant)  entrée de calcium 4. Calcium permet la fusion des vésicules de stockage de l’insuline à la MP  libération de l’insuline

Pathologies hormonales :

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Elles sont très nombreuses et de causes multiples : -

Au niveau de la glande : o Hyposécrétion voire absence de sécrétion o Hypersécrétion

-

Au niveau du tissu cible : o Absence de récepteurs o Récepteurs non fonctionnels

Dysthyroïdies : -

Hypothyroïdie : diminution ou absence de production d’hormones thyroïdiennes d’origine centrale (déficit de stimulation hypophysaire) ou périphérique (affection de la thyroïde)

-

Hyperthyroïdie : hyperactivité sécrétoire de la glande thyroïde

Le diabète sucré : fréquent = hyperglycémie chronique Glycémie à jeun ≥ 1,26 g/L (sur 2 prélèvements) Glycémie à 2h (HGPO) ≥ 2 g/L Diabète de type 1 : (env 10% des diabètes)  Sujet jeune  Destruction des cellules ß pancréatique  Carence d’insuline  Traitement injection d’insuline Diabète de type 2 : (env 85 %)  Sujet plus âgés (40 et 50 ans)  Insullinorésistance (insuline ne fonctionne pas bien dans l’organisme), production insuffisante d’insuline

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