- Les systèmes de la communication cellulaire

Plan
-
Les systèmes de la communication cellulaire
Les types de signalisation
Hormones
Les glandes endocriniens:
Hypothalamus, hypophyse
Thyroïde, parathyroïde
G. surrénales
Pancréas
Gonades
- TD
1
Système nerveux
Les systèmes
de la
communication
cellulaire:
SNP
Système nerveux périphérique
(nerfs reliant le SNC
au reste de l'organisme)
Système nerveux somatique
nerfs tranportant l'information sensorielle
sensorielle et motrice (volontaire))
Système nerveux autonome
(régit les fonctions de l'organisme
(involontaire))
Système nerveux
parasympathique
(maintient l'homéostasie)
Système nerveux
sympathique
(prépare l'organisme à affronter
les facteurs de stress)
2
Le système électrique
Système nerveux (cerveau, nerf, etc.)
Extrêmement rapide
Direct
Le système chimique
Système endocrinien (glandes,
hormones, cibles)
De très rapide à très lent
Passe par la circulation
3
L’organisation hiérarchisée du système neuroendocrinien
Les types de signalisation
Endocrine
hormones thyroïdiennes
Autocrine
Cytokines, facteurs de croissance
Paracrine
Médiateurs inflammatoires locales
4
Glande exocrine :
Sécrète leur produits dans des canaux qui
transportent les secrétions dans les cavités du
corps, dans la lumière des organes ou à la
surface du corps.
Glande endocrine :
•
Glandes sudoripares
•
Glandes sébacées
•
Vésicule biliaire
•
Glandes sécrétant les enzymes
digestives de l'intestin.
Sécrète des hormones dans l’espace
extracellulaire des cellules sécrétrices puis
diffusion vers la circulation:
Hypothalamus, hypophyse, tyroïde, surrénales…;
Fonction endocrine: schéma général
Cellules productrices
Synthèse et stockage
Sécrétion
Feed back né
négatif (ou positif)
Hormone plasmatique
Effets
Cellule cible
5
Hormones:
•
•
•
•
•
•
•
Règlent la composition chimique et le volume du milieu interne
Régularisation du métabolisme et l’équilibre énergétique
Règlent la contraction des FML et cardiaque
Maintien de l’homéostasie
Règlent certaines activités du système immunitaire
Intégration séquentielle de la croissance et du développement
Processus de base de la reproduction: fécondation,….
Hormones
Nature:
Stéroïdes:
- Dérivés du cholestérol
- Synthèse sur le REL.
- Peuvent être synthétisées artificiellement
- Peuvent s'absorber par voie orale
Amines biogènes: - Structure simple
- Dérivé de thyrosine
- H Thyroïdiennes (T3 et T4) et les catécholamines (Adr et
Noradr)
- Histamine à partir de l’histidine
- Sérotonine et mélatonine à partir du tryptophane.
Protéiques:
- une chaîne d’AA (3-200)
- synthèse au niveau RER
- Liaison avec glucose (glycoprotéines: TSH)
Ne peuvent être fabriquées que par génie génétique
(bactéries modifiées génétiquement)
Ne peuvent pas s'absorber par voie orale (doivent être
injectées)
Eicosanoïdes :
Dérivés de l’acide arachidonique (20 C): prostaglandine;
leucotriènes
6
• Transport:
– Par des systèmes protéiques ou sous forme libre
– La grande majorité est liée à des protéines mais
seul l’hormone libre est active sur la cellule.
• Captage:
– Grâce à des récepteurs protéiques situés sur les
membranes cellulaires
• Action:
– Elles vont agir directement ou indirectement (via
un second messager) sur la synthèse cellulaire de
substances diverses.
Mécanisme d’action d’hormone
•
La réaction d’une hormone dépend
d’elle et de la cellule cible:
Ex: l’insuline stimule la synthèse de
glycogène au niveau hépatique et la
synthèse des TG au niveau du TA.
•
1. Action directe sur un gène
– Hormones
thyroïdiennes
et
stéroïdes (Pourquoi?)
– L’hormone se lie à un récepteur
protéique dans le noyau et
ensuite active un gène (déclenche
la transcription d’un ARN --Æ
synthèse
d’une
protéine-Æ
réactions
physilogiques
caractéristiques))
7
•
2. Via un second messager
– Catécholamines
et
hormones
protéiques
– L’hormone se lie à un récepteur
protéique dans la membrane
cellulaire et provoque la libération
d’un second messager dans la
cellule.
– L’augmentation des AMPc (Autre Ca
2+, GMPc…..)entraîne la libération
d’AG (TA) et une secrétion des
hormones thyroïdiennes (T)
• Régulation:
– La sécrétion d’hormones est variable au cours d’une journée
– Les glandes endocrines sont en permanence régulée par leur
propre sécrétion pour rester à un état d’équilibre ou par des
facteurs externes pour répondre à un besoin.(ex:si le taux
de glucose augmente le pancréas est stimulé, synthétise de
l’insuline,qui excrète ou stock le glucose sous forme de
glycogène pour avoir un taux de sucre circulant constant.)
8
• dégradation,excrétion:
– La dégradation est essentiellement
hépatique
– L’excrétion rénale ce qui permet d’ailleurs
d’estimer le taux de sécrétion de cette
hormone par dosage urinaire.
Stimulation des secrétions d’hormone
Stimulus hormonal
Stimulus
humoral
Stimulus nerveux
9
Hypothalamus
Hypophyse
contrôle
Hypothalamus
Hypophyse
Selle turcique
L’hypothalamus contrôle l’hypophyse
L’hypophyse contrôle la plupart des glandes du corps
10
Fonctions de l’hypothalamus
1- Régulation du système nerveux autonome
Contraction des muscles lisses
Contractions du cœur
Efférences vers les centres Nerveux sympathiques
Pression artérielle
2- Régulation des activités de l’hypophyse
Libérines
3- Régulation des émotions et des comportements
Interaction avec le système limbique
Colère, agressivité, Stress, douleur, plaisir sexuel…
Fonctions de l’hypothalamus
4- Régulation de l’apport des aliments et de liquides
Centre de la Faim, Centre de la Soif
5-
Régulation de la température corporelle: thermorégulation
Thermorécepteurs qui vont déclencher des réponses
6- Régulation des rythmes biologiques:
Noyau suprachiasmatique qui règle le cyle quotidien du sommeil
Alternance des états de veille/sommeil
(Récepteurs (Interocepteurs), Osmorécepteurs, chémorécepteurs
Récepteurs hormonaux
11
L'hypothalamus
• joue le rôle d’une glande endocrine
Sécrétions de l'hypothalamus = Neurosécrétion :
•
Substances chimiques produites et sécrétées par un
neurone, MAIS PAS IMPLIQUÉES DANS LA SYNAPSE.
• L’hypothalamus sécrète ces substances au niveau de
la neurohypophyse
Contrôle de l'hypothalamus sur l‘adénohypophyse
Hypothalamus contrôle toutes les
sécrétions de l‘adénohypophyse
Hypothalamus sécrète des:
Facteurs de libération
(stimulines)
Stimulent la sécrétion
d'hormones par l'hypophyse
Facteurs d'inhibition
(inhibines)
Inhibent la sécrétion
d'hormones par l'hypophyse
12
Ex.
Contrôle de la sécrétion d'hormone de croissance
(GH) par l'hypothalamus
Hypothalamus
GH-RH
GH-IH
↑ GH
↓ GH
Hypophyse
Régulation
RÉTROACTION
ENTRÉE
SYSTÈME
SORTIE
Si ↑ de la sortie = ↓ de l’entrée : RÉTROACTION NÉ
NÉGATIVE
Si ↑ de la sortie = ↑ de l’entrée : RÉTROACTION POSITIVE
La plupart des hormones sont régulées par RÉTROACTION NÉ
NÉGATIVE
(aussi appelée RÉTRO-INHIBITION).
↑ de la concentration d’hormone dans le sang
provoque la ↓ de sa libération dans le sang.
13
Rétroaction négative
↑ [glucose] sang
Ex. contrôle du taux
de glucose
stimulation
inhibition
Cellules bêta
du pancréas
insuline
↓ [glucose] sang
Rétroaction
Ex.
Sécrétion de
l'ocytocine lors de
l'accouchement
Stimulation
- Rétroaction positive
Hypophyse
Ocytocine (OT)
Contractions de l'utérus
14
L'hypophyse
Hypothalamus
Excroissance de
l'hypothalamus formée
d'axones. Les terminaisons
de ces axones relâchent
dans le sang des
substances élaborées par le
corps cellulaire dans
l'hypothalamus.
Adénohypophyse
Neurophypophyse
Formée de cellules sécrétant des
hormones dans le sang
75%
La Post-Hypophyse libère 2 neurohormones
Neurones sécrétoires
Magnocellulaires
de l’hypothalamus
Noyau paraventriculaires
Noyau supraoptiques
1. L'hormone antidiurétique
(ADH ou vasopressine)
2. L'ocytocine (OT)
Plexus du lobe
postérieur
Posthypophyse
(neurohypophyse)
Plexus : jonctions entre système artériel et veineux, lieu de libération des hormones
15
Hormones de la post-hypophyse: Neurohormones
Ocytocine
ADH (Hormone antidiurétique)
ou vasopressine
ADH (Hormone anti-diurétique)
ou vasopressine
16
Antéhypophyse ou Adénohypophyse libère 7 hormones
Neurones sécrétoires
Parvocellulaires
de l’hypothalamus
Plexus du du système porte
Hypothalamo-hypophysaire
Antéhypophyse
(Adénohypophyse)
L’adénohypophyse est contrôlée par l’hypothalamus endocrine
Les 7 Hormones de l’antéhypophyse et leur hormones
de libération hypothalamiques ou libérines
17
Hormones de l’antéhypophyse
La glande thyroïde
• Base de la gorge
Larynx
•30g, débit 80-120ml/min
Trachée
2 lobes – 2 hormones :
- Cellules folliculaires:
Hormone thyroïdienne
- Cellules para-folliculaires
(cellule C): Calcitonine
Thyroïde
- La seule glande qui stocke son produit en grande quantité
(100 j).
18
Microscopie photonique (MP) d'une coupe de
glande thyroïde à l'état basal montrant les
vésicules
thyroïdiennes remplies de colloïde et bordées
par un épithélium cubique simple
Immunofluroescence avec des
anticorps anticalcitonine qui
marquent les cellules C de la glande
thyroïde secrétant la calcitonine
Effets des hormones thyroïdiennes
• Toutes les cellules de l’organisme sont les cibles de ces
hormones
• Régulent la vitesse d’oxydation du glucose, et sa conversion en
chaleur et E chimique (accélèrent l'entrée du glucose dans la
cellule
• Ò métabolisme de base, Favorisent la glycolyse et la
gluconéogenèse, Ò nombre et taille des mitochondries
• stimulent la synthèse protéique , stimulent la mobilisation des
lipides
• Importantes dans le développement et la croissance des tissus
(système génital et nerveux).
19
Synthèse des
hormones
thyroïdiennes
oxydation
Transport des hormones thyroïdiennes
• Circulation en liaison avec des protéines: TBG
thyroxine Binding Globulin et aussi l’albumine et
préalbumine (Thyroxine Binding Prealbumin,
TBPA).
• Environ 0.03 % de T4 et 0.04% de T3 en forme
libre.
• Par conséquent: la demi-vie plasmatique est très
longue: (7jours pour la T4 et 36 heures pour
T3)
20
Régulation de la sécrétion de thyroxine
stimulation
Hypothalamus
TRH
inhibition
↑ besoins énergétiques (ex.
grossesse, froid)
Hypophyse
TSH
Thyroïde
Thyroxine
21
Calcitonine
• hormone peptidique.
• Association avec la parathormone et le
calcitriol maintien l’homéostasie du calcium et
de phosphates dans le sang:
•
- Stimule l'absorption du calcium sanguin
par les os
•
- Inhibe la libération de calcium par les
cellules osseuses
22
Parathyroïde
-Petites glandes, face
postérieure thyroïde (4-8)
- Cellules principales Æ
PTH: Maintien la calcémie
PT
o
Vit D (ingérée ou
produite par la
peau)
transformée (par
PTH) en forme
active par les
reins = calcitriol
(1,25dihydroxycholéca
lciférol)
23
THYMUS
• 2 lobes, dans le thorax
au dessous du sternum
• Diminution de taille avec
l’âge
• H
peptidiques:
thymopoïétine,
thymosine:
développement
des
lymphocytes
T
et
réponse immunitaire.
Les glandes surrénales
- Le cortex de la surrénale (corticosurrénale)
Synthétise une trentaine d'hormones
différentes appelées corticostéroïdes:
Se divisent en trois grands groupes:
1. Minéralocorticoïdes : aldostérone
2. Glucocorticoïdes : cortisol, cortisone,
corticostérone
3. Gonadocorticoïdes : hormones sexuelles
24
• Médulla sécrète catécholamines:
- Adrénaline (~80%) et noradrénaline (~20%)
- Activation du sympathique ==> sécrétion de la
médulla
↑ fréquence cardiaque
↑ métabolisme
↑ dilatation des bronches
Vasoconstriction et ↑ pression
redistribution du sang vers les muscles actifs
(vasomotricité musculaire, cutanée et viscérale)
Ò de PA
stimulation de la ventilation
Actions au niveau du métabolisme
Ò Néoglucogé
oglucogénèse (F)
Adré
Adrénaline
pancré
pancréas
Ò acide gras
(lipolyse, TA)
Ò glycogé
glycogénolyse (F, M)
Ò glucagon
Ò glucose sg
25
CS
Zone glomérulée :
Glucocorticoïdes
(Cortisol)
Zone fasciculée :
Minéralocorticoïdes
(Aldostérone)
Rétention de Na+
MS
Zone réticulée :
Androgènes
(DHEA)
Cellule chromaffine:
Adrénaline et
Noradrénaline
Les minéralocorticoïdes (C glomérulé)
• régulent l’équilibre hydro-électrolytique
(Na-K)
• Hormone principale : aldostérone
– Ò la réabsorption rénale du sodium (Na+)
et d’eau Î limite la déshydratation
– Ò l'excrétion de K+
26
Régulation
de la
libération
d’aldostérone
Les gonadocorticoïdes (Réticulé)
• androgènes surrénaliens et oestrogènes
et progestérone
• Mêmes hormones que celles sécrétées
par les gonades
• peu d'effet chez l'adulte (faibles
sécrétions)
27
Les glucocorticoïdes (C. Fasciculé)
• hormones métaboliques
• Hormone du stress au sens large
• Cortisol = principal corticostéroïde
Effets du cortisol
1- Ô l'utilisation de glucose, afin de l'épargner pour les
besoins du cerveau
2- Stimule la protéolyse
3- Stimule la néoglucogenèse
4- Lipolyse : dégradation des lipides
5- Résistance au stress/ apport d’énergie aux cellules
6-Anti-inflammatoires
7- Stimuler les neurones / calcium intracellulaire
8- Effets immuno-suppresseurs
28
Cortisol
Ò acide gras
(lipolyse, TA)
Ò dég prot (M)
Ò néoglucogé
oglucogénèse
Ò glycé
glycérol
Ò glucose
29
Feed-back négatif
L’ACTH commande
la sécrétion de cortisol
Axe neuroendocrinien
du stress
Sécrétion de cortisol
30
Pancréas
Glande volumineuse annexée au tube digestif.
Rôle :
- Endocrine : insuline, glucagon, somatostatine
- Exocrine : enzymes digestives
- Anatomiquement lié au duodenum par ses canaux et sa
vascularisation
- projection L1 L2, région épigastrique
Dimension :
longueur : 15 cm
hauteur : tête 6 cm, corps 4 cm, queue 2 cm
épaisseur : 2 cm
poids : 80 g
blanc rosé, ferme mais friable, aspect granuleux car lobulé.
Structure :
- une fine capsule conjonctive
- acini (lobule exocrine)
- ilots de Langherans (endocrine)
- des conduits :
- intra-lobulaires canalicules
- conduit pancréatique principal (WIRSUNG)
- accessoire (SANTORINI)
31
• Glande exocrine
(cellules acineuses
formant la majorité
des cellules): suc
pancréatique, 80%
• Glande exocrine:
amas de cellules
(ilôts
pancréatiques:
Langherans), 2%
Pancréas endocrine
• ~1 million d’ilôts contenant
deux populations de cellules
hormonopoïétiques:
- Endocrinocytes alpha: H
hyperglycémiante
-
Endocrinocytes bêta
nombreux):
Hyperglicémiantes
(+
H
Joue un rôle de détecteurs du
niveau des carburants.
32
• Certains endocrinocytes sécrètent de petites quantités
d’autres peptides:
• Somatostatines (GH-IH) (endocrinocytes delta), inhibe
libération Gh et d’insuline et de glucagon et ralentit
l’activité gastro-intestinale)
• Polypeptides pancréatique (PP, endocrinocytes F) régule
la fonction exocrine et (-) sécrétion de bile par vésicule
biliaires.
Glucagon
- Polyppeptide de 29 AA
- Cible principale = foie
-Agent hyperglycémiant puissant (1 libération de 100 millions
de molécules de glucose dans le sang:
- Glycogénolyse
- Néoglucogenèse ( glucose à partir lactate, AG, AA)
- Libération de glucose par les cellules hépatiques.
33
insuline
• Protéine 51 AA, 2 chaînes reliées par ponts disulfure
• Synthèse à partir de la pro-insuline
• Diminution de la glycémie: (+ le transport membranaire
du glucose dans la cellule (surtout la myocyte) +
n’accélère pas l’entrée de glucose dans le foie, les reins et
encéphales.
Régulation
S. Humoraux:
↓ [glucose] sang
inhibition
stimulation
Cellules alpha
du pancréas
glucagon
Rétroaction
↑ [glucose] sang
Stimulation des cellules bêta
34
Les deux systèmes fonctionnent en alternance
↑ [glucose] sang
stimulation
stimulation
Insuline
↓ [glucose] sang
↑ [glucose] sang
Glucagon
inhibition
inhibition
Cellules β
Cellules ∝
stimulation
insuline
- Après l’entrée de glucose, insuline -Æ
réactions enzymatiques:
- Catalyse l’oxydation de glucose en vue de
production d’ATP
- Glycogenèse
- Synthèse des TG dans l’adipocyte
- Captage d’AA pour la synthèse protéique
35
36
Gonades
37
Ovaires
38
Sécrétions stéroïdiennes au cours du cycle
ovariens:
• La stéroïdiogenèse à partir du cholestérol synthétisée dans les
cellules du follicule puis du corps jaune.
• Catabolisme des stéroïde au niveau du foie.
• Catabolisme des androgènes ovariens avec les A. surrénales.
Effets du 17 beta-oesradiol et la progestérone:
-Utérus:
Endomètre: Les oestrogènes stimulent la prolifération et la
vascularisation endométriales.
La progestérone arrête la prolifération de la muqueuse utérine et
favorise sa transformation sécrétoire (Apparition des glandes à
cellules riche en glycogène)—préparation à la nidation.
39
Myomètre: les oestrogènes augmentent la contractibilité du
muscle lisse utérin. La progestérone inhibe.
Col utérin: les oestrogènes stimulent les glandes de la
muqueuse cervicale et favorise l’apparition d’une glaire
abondante et filante propice au passage des
spermatozoïdes.
La progestérone tarit la production et coagule la glaire
cervicale.
Muqueuse vaginales: Oest: Activent la prolifération et la
maturation de l’épithélium vaginal. Cellules riche en
glycogène –flore saprophytes—A.Lactique).
Prog: efftes inverse
Seins: oest: stimulent la prolifération des canaux
galactophorique. La prog stimulent la prolifération des acini
mamaires.
Quelques effets métaboliques et endocrines:
• Le 17B-oestrdiol est responsable du taux supérieur
d’un profil lipidique moins athérogène (rapport
choléstérol total/choléstérol-HDL plus bas)
• La progestérone augmente la thermogenèse
(augmentation de T° lors de la phase lutéale)
• Oes et progest ont une action anti-androgène ( +
anti-minéralocorticoïde)
40
Le devenir du corps jaune
41
Testicules
le tissu endocrine de LEYDIG
42
• Question 1 :
De quoi le système endocrinien est composé ?
• Question 2:
Quels sont le type et le rôle des facteurs de croissance ? Donnez
quelques exemples ?
• Question 3 :
Présentez sous forme de tableau les principales hormones agissant sur
les fonctions métaboliques ?
• Question 4 :
Quels sont les principaux axes endocriniens ?
• Questions 5 :
Quelle est la différence principale entre l’homéostasie et le syndrome
général de l’adaptation ?
Quelles sont les réactions des agents stressants sur le syndrome général
de l’adaptation :
43
Question 1 :
De quoi le système endocrinien est composé ?
Le système endocrinien est composé de glandes
endocrines et de plusieurs organes qui contiennent du
tissu endocrinien
Question 2:
Quels sont le type et le rôle des facteurs de croissance ? Donnez quelques
exemples ?
Les facteurs de croissance sont des hormones locales qui
stimulent la croissance et la division cellulaire.
Ex: facteurs de croissance épidermique (EGF), facteur de
croissance des fibroblastes (FGF), facteur de croissance de
nerf (NGF), facteurs d’angiogenèse tumorale (TAFs),
facteurs de croissance analogue à l’insuline (IGF)..
44
Question 3 :
Présentez sous forme de tableau les principales hormones agissant sur les
fonctions métaboliques ?
Fonctions et rôles
métaboliques
Hormone hypophysaire
Hormone périphérique
Croissance
STH
Somatomédines
Reproduction
FSH / LM
Testostérone/
Oestrogènes, progestérone
lactation
Prolactine
Pression artérielle
Adrénaline, norAdr, rénine,
angiotensine, aldostérone
Digestion
Gastrine, entéroglucagon,
cholécystokinine
Eau
ADH
Sodium
ACTH
Glucocorticoïdes (cortisol) et
minéralocorticoïdes (aldostérone)
Glucides
STH
ACTH
Insuline, Adr, NAdr, glucagon,
cortisol
Protides
ACTH,
FSH_LH
STH
Glucocorticoïdes
Androgènes, oestrogènes
somatomédines
Hématopoïse
Erythropoïtine, androgènes
Question 4 :
Quels sont les principaux axes endocriniens ?
Neur-hormones
hypothalamiques
H hypohysaires
Gl périph
Tissus cibles
Axe thyroïdien
TRH
TSH
Thyroïde (thyroxine et
triiodothyronine)
Tous les tisses
de l’organisme
Axe gonadique
FSH_RH
LRG
FSH
LH
Follicule ovarien ou
spermatogenèse
Tissu interstitiel:
œstrogène
progestérone
testostérone
Appareil
reproducteur
Caractères
secondaires
Axe surrénal
CRF
ACTH
Cortico surrénales
Tous les tissus
de l organisme ,
rein
Axe de la
somatohormone
GRF
(somatostatine)
SRIF (freinage)
STH
somatomédines
Tous les tissus
Axe de lactation
PIF (promactin
inhibinr factor)
Prolactine
Sein
β LPH
Peau
Axe de la
pigmentation
45
Questions 5:
Quelle est la différence principale entre l’homéostasie et le syndrome
général de l’adaptation ?
Quelles sont les réactions des agents stressants sur le syndrome général de
l’adaptation :
L’homéostasie maintien les états contrôlés qui
caractérisent un milieu interne normal.
Le syndrome général de l’adaptation (réaction au
stress) les règles à un autre niveau pour préparer
l’organisme à faire face aux agents stressants.
(réajustement)
46
Index 1
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