Homéostasie et Système nerveux Autonome

Homéostasie et
Système nerveux Autonome
• I. Homéostasie du milieu intérieur
• II. Systèmes nerveux autonome
Lien web:
http://perso.univ-rennes1.fr/francois.tiaho
I. Homéostasie du milieu intérieur
• 1. Concept d’homéostasie
• 2. Quelques constantes physiologiques
• 3. Mécanismes physiologiques impliqués dans
l’homéostasie
• 4. Quelques exemples de régulation du milieu
intérieur (faim, soif, tension artérielle).
• 5. Hypothalamus : centre nerveux de
l’homéostasie
• 6. Quelques dysfonctionnements de
l’homéostasie
1. Concept d’homéostasie
(fin 19ème siècle)
– Claude Bernard 1865 dans son livre
« Introduction à l’étude de la médecine
expérimentale », suggère que:
– « La fixité du milieu intérieur est la condition d'une vie
libre et indépendante. »
– Cannon
Walter
Bradford
(1871-1945),
physiologiste américain, propose l’expression
d’homéostasie; du grec « homoios » (égal,
semblable à), et « stasis » (état, position).
2. Quelques constantes
physiologiques
•
•
•
•
Température: 37°C
pH : 7.3
Glycémie: 1g/l
Pression sanguine artérielle
• Pression diastolique 8 cm Hg
• Pression systolique 12 cm Hg
• Osmolalité (pression osmotique):
– NaCl extracellulaire = 145 mM
• Volémie: 5-6 litres de sang
3. Mécanismes physiologiques de l’homéostasie
Système nerveux Central
1. Système nerveux autonome
Système sensoriel
et hormonal
2. Système endocrine
3. comportement
Milieu intérieur
4.1. Exemple de la faim
• 1. baisse du taux de glucose sanguin
• 2. Activation direct de neurones hypothalamiques.
• 3. Activation du système nerveux autonome
sympathique et glycogénolyse hépatique.
• 3. Libération endocrine de glucagon par les
cellules alpha du pancréas et glycogénolyse
hépatique.
• 3. Recherche comportementale de nourriture.
4.2. Exemple de la soif
•1. Augmentation de l’osmolalité (pression
osmotique plasmatique).
•2. Activation d’osmo-récepteurs centraux (OVLT)
puis de neurones hypothalamiques
•3. Activation du système nerveux autonome et
action cardio-vasculaire (augmentation de la PA
sanguine)
•3. Libération neuro-endocrine de vasopressine par
l’hypothalamus au niveau de la neuro-hypophyse
(réabsorption rénale d’eau au niveau du tube
collecteur)
•3. Recherche comportementale d’eau et ingestion
d’eau (comportement dipsique).
OVLT:: organe vasculaire
OVLT
de la lame terminale
Synthèse et libération de l’ADH
OVLT:: organe vasculaire
OVLT
de la lame terminale
hypothalamus
(ADH synthétisée NPV)
hypophyse
(libération de l’ADH)
4.3. Exemple de chute
de la pression artérielle
•1. Chute de la PA diastolique
•2. Production de rénine par le rein, production
d’angiotensine (foie, rein, poumons):
– activation de hypothalamus ( via SFO)
– Activation des surrénales
•3. Activation du système nerveux autonome et action
cardio-vasculaire (augmentation de la PA sanguine)
•3. Production et libération neuro-endocrine de
vasopressine par l’hypothalamus au niveau de la neurohypophyse (réabsorption rénale d’eau au niveau du tube
collecteur)
•3. Production d’aldostérone par les surrénales réabsorption
rénale du sodium
•3. Recherche comportementale d’eau et ingestion d’eau
(comportement dipsique).
4.3. Chute de la pression artérielle
Remarque:: l’action sur les cibles terminales n’est pas illustrée
Remarque
Angiotensinogène (foie)
Rénine
Angiotensine I (rein)
Production
d’angiotensine II
Enzyme de
conversion
(NSO, NPV) ADH
1
Angiotensine II (poumons)
Aldostérone (surrénales)
2. La médullosurrénale produit de
l’aldostérone anti-natriurétique.
1. Le rein sécrète la rénine
en cas de chute de PA
5.1. Noyaux hypothalamiques: vue sagittale
Adhérence interthalamique
Corps calleux
Ny
Hypothalamique DM
Ny paraventriculaire
Ny
Hypothalamique postérieur
Ny Préoptique L
Ny Préoptique M
Glande pinéale
Ny Hypothalamique A
Ny Hypothalamique VM
Corps mamillaire
Ny suprachiasmatique
Ny arqué
Ny supraoptique
Nerf optique
Eminence médiane
Neurohypophyse
Chiasma optique
Adénohypophyse
Infundibulum
Hypophyse
Ny: noyau, VM: ventro-médian; DM: dorso-médian; M: médian; L: latéral; A: antérieur
5.2. Hypothalamus:
centre nerveux intégrateur de l’homéostasie
• Intègre signaux sensoriels viscéraux
• via directement noyau du tractus solitaire (bulbe rachidien) et
indirectement noyau parabrachial (Pont de varole)
• Possède des neurones sensibles à:
• Température (noyau hypothalamique antérieur : POA)
• Glucose sanguin (noyaux arqué et ventro-médian)
• NaCl via l’OVLT qui active le NPV
• Possède des neurones sensibles à des
hormones:
• Angiotensine II via l’organe subfornical
• Leptine, Insuline (noyau arqué): satiété
• Ghreline (noyau arqué): appétit
5.3. Hypothalamus:
Contrôle du système nerveux autonome
• Via centre nerveux parasympathique bulbaire (noyau
moteur dorsal du vague).
• Neurones spinaux pré-ganglionnaires du
parasympathique sacrale
•
Noyaux bulbaires du sympathiques
•
Neurones spinaux pré-ganglionnaires du sympathique
5.4.Hypothalamus:
centre neuro-endocrine
hypothalamus
Adeno--hypophyse
Adeno
Neuro--hypophyse
Neuro
5.4.Hypothalamus:
centre neuro-endocrine
•
L’axe neurohypohysaire (ADH et Ocytocine) : NPV et NSO
- Régulation hydrominérale (ADH)
- Accouchement et altruisme (Ocytocine)
• l’axe gonadotrope (GnRH /FSH, LH): N. Arqué
-régule les caractères sexuels primaires et secondaires,
- régule le comportement sexuel.
• l’axe somatotrope (GHRH / GH): N. Arqué
- stimuler la croissance de toutes les cellules de l’organisme.
•
l’axe thyréotrope (TRH / TSH): NPV
- régule la température corporelle.
• l’axe corticotrope (CRH / ACTH): NPV
- activé par le stress de l’organisme.
• GnRH: Gonadotropin
Releasing hormone (N. arqué)
– FSH: Follicle Stimulating Hormone
– LH: Luteinizing
• GHRH: Growth-hormone-releasing hormon e(N. arqué)
– GH: Growth hormone
• TRH: Tyrotropin releasing Hormone (NPV): gène
activé par les neurones du N. arqué (stimulé par la leptine)
– TSH: Tyroid stimulating Hormone
• CRH: Corticotropin releasing hormone (PVN)
– ACTH: Adreno-Corticotropin releasing hormone
5.5 Hypothalamus et
Comportement
• Relie les réponses du système nerveux
autonome et endocrine au comportement
• Ingestion de nourriture en relation avec le métabolisme
énergétique (noyau arqué et cortex frontal)
• Prise de boisson en relation avec le déséquilibre hydrominérale du milieu intérieur (OVLT et gyrus cingulaire).
• Recherche d’environnement chaud ou froid dans la
régulation de la température corporelle (noyaux pré-optique
et insula)
6: Quelques dysfonctionnements de l’homéostasie
-Hypertension artériel
-Diabète insipide
-Diabète sucré de type1 et 2
-Fièvre
II. Systèmes nerveux autonome
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1. Système nerveux somatique
2. Système nerveux Sympathique
3. Système nerveux parasympathique
4. Organisation générale simplifiée du système
sympathique et parasympathique
5. Physiologie du système sympathique et
parasympathique
6. Fonctions du SNA
7. Pharmacologie du SNA
8. Comparaison SNS et SNA
systèmes nerveux somatique simplifié
C8-T6
T6-T10
, rein
T10-T12
*
L1-L4
*nerf grand et petit splanchnique
systèmes nerveux parasympathique
systèmes nerveux parasympathique
Organisation générale simplifiée
du SNA
Prix Nobel
Sir Henry Hallett Dale
Otto Loewi
-Prix Nobel de médecine et physiologie en 1936
-Mécanismes de la transmission synaptique chimique.
Sir Bernard Katz
Ulf von Euler
Julius Axelrod
-Prix Nobel de médecine et physiologie en 1970
-Mécanismes de stockage, libération et inactivation des
neuromédiateurs.
Physiologie du système sympathique et
parasympathique
Anatomie: résumé
• Le système nerveux autonome est constitué du système
sympathique (ou orthosympathique) et du système
parasympathique.
• Les
neurones
préganglionnaires
du
système
sympathique sortent des régions cervicales, thoracique
et lombaire de la moelle épinière.
• Ceux du parasympathique sortent de l’encéphale et de
la région sacrale de la moelle épinière.
• Les ganglions du système sympathique sont localisés
près de la moelle épinière.
• Ceux du parasympathique sont situés près des organes
qu’ils innervent.
• La plupart des organes internes sont innervés par les
deux systèmes.
Le système nerveux sympathique répond
au stress de l’organisme
• Réponse étendue et généralisée de plusieurs
organes à la fois
• →1 neurone pré-ganglionnaire pour 200 neurones postganglionnaires
• Prépare à l’activité et au mouvement
– Impliqué dans les réactions de fuite et de combat
–
–
–
–
–
–
–
–
vaso-constricteur
cardio-accélérateur
intestino-inhibiteur
broncho-dilatateur
pupillo-dilatateur
Hyperglycémiant
Pilo-érecteur
Excrétion sudoripares
Le système nerveux parasympathique
met l’organisme au calme
• Est impliqué dans le métabolisme et fonctionne «au
repos» ; il économise l’énergie
• Sa réponse est spécifique et localisée
• Chaque organe pouvant fonctionner de manière indépendante par
rapport à l’autre.
• 1 neurone pré-ganglionnaire pour 20 neurones post-ganglionnaires.
•
•
•
•
•
•
cardio-freinateur
Hypotenseur
intestino-stimulant
favorise l’absorption et les sécrétions digestives
pupillo-constricteur
assure l’évacuation de la vessie et du rectum
(contraction des muscles).
PHARMACOLOGIE: récepteurs
cholinergiques
• •Récepteur cholinergique muscarinique (M1, M2, M3) :
– Agoniste muscarinique (parasympathomimétique):
• MUSCARINE (poison du champignon vénéneux Amanita muscaria)
– Antagoniste muscarinique (parasympatholytique):
• ATROPINE (alcaloïde extraite de la belladone, effet mydriatique)
• Récepteur cholinergique nicotinique :
– Agoniste nicotinique : NICOTINE
– Antagoniste nicotinique (ganglioplégique car il bloque à la fois
l’activité sympathique et parasympathique ):
• α-BUNGAROTOXINE (venin de serpent Bungarus multicinctus
d’Asie tropicale).
• CURARE (extrait de lianes d’Amazonie, poison de flèches pour la
chasse, myo-relaxant en chirurgie).
Récepteurs noradrénergiques : α1, α2, β1, β2
• Agonistes α:
– ADRENALINE (libéré par la médullo-surrénale)
– METHOXAMINE (α1)
– CLONIDINE (α2)
• Agonistes β:
– ADRENALINE
– ISOPROTERENOL (anti-asthme)
• Antagonistes α (α-bloquant, anti-hypertension artérielle):
– PRAZOSINE : α1-bloquant, vasodilatateur.
– YOHIMBINE ; α2-bloquant, vasodilatateur contre l’impuissance masculine.
• Antagonistes β:
– PROPRANOLOL (β1, β2): a été remplacé par des molécules cardiosélectives dans le traitement de l’hypertension artérielle. Est considéré
comme dopant (le Nord Coréen Kim Jong Su a été contrôlé positif lors
des Jeux Olympiques d'été de 2008 dans la compétition de tir au pistolet,
et ses 2 médailles lui ont été retirées. L'effet recherché est le
ralentissement du rythme cardiaque pour favoriser la précision du tir et la
concentration.
– ATENOLOL (β1): remplace le propranolol dans le traitement de
l’hypertension, angine de poitrine et infarctus du myocarde).
Comparaison des systèmes nerveux
somatique et autonome
RN
SN
Somatique
SN
Parasympathique
R α, β
R α, β
médullosurrénale
R.M. : récepteur muscarinique, protéine G.
RN. : récepteur nicotinique, canal ionique
SN Sympathique
Comparaison des systèmes nerveux
somatique et autonome
Innervation
des organes