2ème partie L3- APA Endocrinologie

Figures (début du cours)
2ème partie L3- APA
Endocrinologie
FIGURES
les principales glandes endocrines :
Corps pinéal
Thyroïde et
parathyroïdes
stress
Hypothalamus
Hypophyse
état d’équilibre
(homéostasie)
déséquilibre
détection
(récepteurs)
Thymus
Glande surrénale
Réaction
SN & endocrinien
Pancréas
Ovaires
™
Hormones circulantes
ou endocrines :
Testicules
Hormones liposolubles (dérivées de stéroïdes)
ª précurseur : cholestérol
ª modification du cholestérol par modification / ajout /
Hormones locales :
suppression de groupements caractéristiques de chaque
hormone
Exemple :
hormone autocrine
hormone paracrine
1
™
Les hormones médullo-surrénaliennes
Hormones hydrosolubles (dérivées d’AA)
a- Les hormones dérivées d’Acides aminés
ª précurseur : acide aminé
Les hormones thyroïdiennes
Les catécholamines (A, NA, dopamine) à partir de l’AA
Tyrosine
ª précurseur : tyrosine
ª T3 (triiodothyronine) & T4 (thyroxine)
2) Action des hormones hydrosolubles
Hormone stéroïde
Protéine
+
Cytosol
-
molécules hydrosolubles
récepteurs membranaires
Traduction
premier messager
(extracellulaire)
Noyau
ARN messager
+
Complexe
chaperoninerécepteur
-
second messager
(intracellulaire)
Transription
Fixation sur ADN
Complexe
Hormone-Récepteur
Protéines
chaperon
Modifié du Marieb
Cascade de l’AMPc : effet amplificateur très important
Ex: adrénaline
1
∼x100 G
∼x1000
…
x plusieurs millions
2
hypothalamus
Hypothalamus
RH & IH
Exemple : GH-RH et GH-IH
Système porte
PRL
TSH
GH
ACTH
Glande mammaire
(croissance &
sécrétion lactéale)
Cortex surrénalien
Toutes les cellules
(croissance & maturation;
Effet hyperglycémiant)
Ovaires & testicules
T3 & T4
GH (somatotropine, horm. de croissance)
TRH thyrolibérine
TSH (thyrotropine)
LH (lutéotropine)
GnRH (gonadolibérine)
FSH & LH
(Thyroid-Stimulating H) (H adrénocorticotrope)
Glande thyroide
GHRH (somatolibérine)
GHIH (somatstatine)
(prolactine)
Adénohypophyse
β-endorphines
Hypophyse
FSH (folliculotropine)
PRH prolactolibérine
PIH prolactostatine
PRL (prolactine)
MRH (mélanolibérine)
MIH (mélanostatine)
MSH (mélanotropine)
CRH (corticolibérine)
Gonadotropines
ACTH (corticotropine)
CIH (corticostatine)
La neurohypophyse (post)
Hormones thyroïdiennes
hypothalamus
T3 & T4
Calcitonine
Synthèse de ADH (hormone antidiurétique ou vasopressine) & ocytocine
Véhiculées par fibres nerveuses
Presque tous les tissus
Neurohypophyse
Stockage dans des vésicules nerveuses terminales
de ADH & ocytocine
Libération selon les besoins sous l’effet d’une stimulation nerveuse
Ocytocine
ADH
Reins
PTH
Stimule
excrétion
urinaire de
Ca2+
Rôle important chez
l’enfant (croissance)
Contraction muscles utérins
Et sécrétion lactée
-
Reins
Inhibe la
destruction de
l’os
Diminue la [Ca2+]pl
Utérus
Glande mammaire
Baisse des pertes d’eau
Os
• Augmente niveau de métabolisme de
base de 60-100%
• Stimule synthèse protéique
• Stimule la lipolyse
• Stimule glycolyse & gluconéogenèse
métabolisme du calcium
2 parties
Ô
[Ca++]
sang
stimulation parathyroïdes
sécrétion de PTH
Os
intestin
reins
Ò absorption
intestinale
Stimulation
des ostéoclastes
activation vitamine D
Ò réabsorption du Ca2+
cortex & medulla : différences structurale & fonctionnelle
Ô réabsorption du Pi
Libération de Ca++ dans le sang
3
™
Cortex surrénal (corticosurrénales)
En réponse à un stress
Neurones
post-ganglionnaires (SNS)
* sécrétion des corticostéroïdes (précurseur : cholestérol)
Médullosurrénales
Minéralocorticoïde
Glucocorticoïdes
Gonadocorticoïdes
Cortisol (95%)
Androgènes ++
Aldostérone (95%)
Oestrogènes & progestérone
Equilibre
hydroélectrolytique
Débordement
15% NA
Effet anti-inflammatoire
réactions de défense immunitaires
vitesse de synthèse = vitesse de sécrétion
En réponse à un stress
Neurones
post-ganglionnaires (SNS)
Stress intense : [A]pl / [NA]pl
sensibilité et/ou réponse des médullosurrénales au SNS (Zouhal et coll. 1998)
V – Régulation de la sécrétion hormonale
1) Régulation nerveuse
Médullosurrénales
Débordement
SystèmeOrgane
cible
85% A
Sang
hyperglycémiante
NA
SystèmeOrgane
cible
Adaptation au stress
Maintien de la glycémie
* pas de stockage
NA
- Cœur
(
FC )
™
Les neurones (SNC) sécrètent eux-même des hormones
ADH & ocytocine sécrétés
par neurones de l’hypothalamus
- Foie et muscle:
(glycogénolyse)
- Autres...
15% NA
85% A
™
Sang
Innervation de glandes endocrines par le système
nerveux (fibres sympathiques & parasympathiques)
SNS innerve les médullosurrénales
Stress intense : [A]p / [NA]p
sensibilité et/ou réponse des médullosurrénales au SNS (Zouhal et coll. 1998)
™
2) Régulation humorale
Effets de [glucose]sg sur
la sécrétion d’insuline
Contrôle de la sécrétion hormonale en fonction
des taux sanguins
(Ca++, glucose…)
™
Effets de [Ca2+] sur la sécrétion de PTH
Régulation du taux
plasmatique par rétroaction
(feedback) négatif
4
3) Régulation hormonale
4) Notion de feed-back négatif
Axe hypothalamo-hypophysaire
(système porte)
Stimuline: hormone dont le rôle
est de contrôler la sécrétion
d’une seconde hormone
VI – Régulation du métabolisme énergétique
1) Les hormones hyperglycémiantes
a) Réponse rapide, les catécholamines
„
réponse dépendante de l ’intensité, de la durée de
l ’exercice…
ª intensité de l’exercice
* réponse exponentielle
*Ò proportionnelle à I ex
>
* Ò [A] & [NA] si I ~40% VO2max
Galbo, 1983 ( exercice de 20min, ergocycle/tapis roulant)
ª durée de l’exercice
Résumé des effets des catécholamines à l’exercice
* Retour aux valeurs
pré-ex en ~30 min
(dépend de I ex)
80% VO2 max,
20 min
70% VO2 max,
60 min
VES, contractilité
Adaptation du système cardiorespiratoire – apport de glucose et d’AG aux
muscles actifs – stimule la glycogénolyse musculaire
5
Evolution du glucagon à l’exercice
Adaptations à l’entraînement
* entraînement aérobie Ô les [] de repos & la réponse
adrénergique chez le sportif pour une même charge de
travail absolue
stable
70% VO2 max,
60 min
* Ò visible au delà de 45 min d’exercice
MAIS plus grande libération d ’adrénaline chez le sportif
pour des situations extrêmes: hypoglycémie, hypoxie, ex.
max,... (réactivité + élevée)
™
* sécrétion indépendante du SNS
* provoquée par l’hypoglycémie
Hormone de croissance GH
™
Evolution à l’exercice
80% VO2max, 20 min
Les glucocorticoïdes: le cortisol
70% VO2 max,
60 min
70% VO2 max,
60 min
Ò [GH]plasm * pour intensité > 40% VO2max
* hyperthermie
* acidose
* hypoxie
Actions de l’insuline
Ò en fonction de la durée et de l’intensité de l’exercice
rythme nycthéméral
!
en tenir compte lors d’étude à l’effort
Actions de l’insuline
Transport du glucose
Muscles squelettiques & cardiaque - Tissu adipeux - Cerveau
Glucose
Insuline
α
α
β
Récepteur à
l’insuline
Insuline
β
Tyrosine kinase
IRS1/IRS2
Transduction
du signal
PI3-kinase
+
−
−
+
Translocation
GLUT 4 et 1
Glycogénolyse &
néoglucogenèse
Lipolyse
Synthèse
protéique
(cerveau, muscle)
(foie)
Translocation
PDKB/C
GLUT-1 et des GLUT-4
insulino-sensibles
6
Rôles de l’insuline au niveau de sécrétions par les adipocytes
Effets de l’activité physique
[Insuline]pl
Barr et coll. 1997
+
−
Récepteur à
l’insuline
Fasshauer et coll. 2002
Leptine
α
β
β
Hypoxie
AMP
GLUT-4 sensibles à
l’insuline
+
[Ca2+]
ATP
Adiponectine
Cohen et coll. 1996
−
α
PKC & Protéines kinases
liées à la Calmoduline
AMPK
?
Yamauchi et coll. 2002
GLUT-4 sensibles à
la contraction
+
Sensibilité à
l’insuline
hépatique
Sensibilité à
l’insuline
musculaire
Translocation
Glucose
Fasshauer et Paschke, 2003
Glucose
Okamoto et coll. 2000
Zorzano et coll. 2005
Exercice aigu & insuline
Pendant la récupération :
rebond de l’insulinémie
70%
70% VO2 max,
60 min
3) Régulation de la glycémie par le glucagon et
l’insuline
™
A l’exercice aigu
+ catécholamines
Adrénaline
Noradrénaline
2ème
Adrénaline
1er
+
+ Glycogénolyse
Muscle
TG
AG
ILIL-6
Tissu adipeux
+ Glycogénolyse
Foie
Extrait du Marieb
Glucose
Poortmans et Boisseau, 2003
7
Fin du cours: toutes les diapos
(Figures + Textes)
4) Une pathologie du métabolisme –
le diabète sucré
a) Introduction
Diabète sucré
Hyperglycémie chronique
Sujet sain: glycémie entre 4,4 et 7,8 mmol/L (79-140 mg/dL)
Sujet diabétique (OMS):
Glycémie
Méthodes
Classification des types de diabète sucrés
85-90%
10-15%
Diabète de Type 2 (DT2)
Diabète de Type 1 (DT1)
Non auto-immun
Auto-immun
2 dosages à jeun
> 7 mmol/L (126 mg/dL)
1 dosage dans la journée
> 11 mmol/L (200 mg/dL)
Hyperglycémie provoquée par voie orale (75g)
> 11 mmol/L (200 mg/dL)
Diabète sucré de type II
* le plus fréquent des diabètes (90%)
Hyperglycémie chronique
* personnes de plus de 40 ans et présentant un embonpoint.
* baisse de sensibilité à l’insuline (récepteurs des cellules cibles
* production d’insuline normale ou diminuée
sécrétion d’insuline
Absence de sécrétion d’insuline
traitement: régime alimentaire et exercice physique
(parfois les injections d’insuline sont nécessaires)
Insulino-résistance
libération de glucose par le foie
Etiopathogénie du diabète de Type 1
Diabète sucré de type I (insulino-dépendant)
* Absence de sécrétion d’ insuline
n
ct i o
Infe ale
v ir
t
en
im
Al
at
n
io
Pre
di s
gén posit
ét i q i o n
ue
Stress
* Affecte + les enfants & adolescents
* Maladie auto-immune : destruction des cellules β du pancréas
Processus auto-immun (lymphocytes T)
Destruction des cellules β
(îlots de Langerhans, pancréas)
Insulinopénie
1 an
> 85% des cellules β détruites
Carence totale en insuline
8
= carence en insuline
b) Effets de la carence en insuline & diagnostic du DT1
Insuline
Transport du glucose
Muscles squelettiques & cardiaque - Tissu adipeux - Cerveau
Glucose
Insuline
α
α
β
Récepteur à
l’insuline
β
+
−
−
+
Translocation
GLUT 4 et 1
Glycogénolyse &
néoglucogenèse
Lipolyse
Synthèse
protéique
(cerveau, muscle)
(foie)
Tyrosine kinase
IRS1/IRS2
Transduction
du signal
Translocation
PI3-kinase
Manque de glucose
intracellulaire
Lipolyse ++
Limite la synthèse protéique
Hyperglycémie
chronique
PDKB/C
GLUT-1 et des GLUT-4
insulino-sensibles
Troubles cérébraux
& asthénie
Lipolyse +++
Amaigrissement &
polyphagie
Rappels : la cétogenèse
Coma acido-cétosique : complication aigue du DT1
GLUT 4 - - -
Polydipsie &
polyurie
„
Synthèse des corps cétoniques
„
Mitochondries du foie
„
A partir de AcétylCoA (provenant de dégradation de
Foie
Acides gras +++
Glucose - - -
certains AA et de β-oxydation)
β-oxydation
AcétylCoA
OAA--
Citrate
Cycle de Krebs
Corps cétoniques
™
„
Jamais à partir du glucose!!!!
„
Cétogè
togène:
ne en cas d’hypoglycémie ou en cas
d’utilisation excessive des lipides
Glucose
Cétogenèse en cas de lipolyse >>> oxydation des glucides
Acides gras
Diabète sous-insulinisé
β-oxydation
Glycolyse
AcétylCoA: entre dans le CK seulement si la dégradation des lipides et des
glucides est équilibrée; que si disponibilité en glucose OK
FOIE
Pyruvate
Acides gras
Glucose
Pyruvate carboxylase
β-oxydation
Glycolyse
Jeûne
Pyruvate
Pyruvate carboxylase
OAA
Cycle de Krebs
Citrate
Mitochondrie
AcétylCoA
Oxaloacétate
OAA
Néoglucogenèse
OAA
Cytoplasme
AcétylCoA
Oxaloacétate
OAA
Cycle de Krebs
Citrate
Altération
fonctionnement tissus
(++SNC)
Corps cétoniques
Acidose ++
= Acides moyennement forts
9
Coma acido-cétosique : complication aigue du DT1
GLUT 4 - - -
Insuline
Activité
physique
Lipolyse +++
Récepteur à
l’insuline
Autosurveillance
glycémique
Traitement
Alimentation
α
α
β
β
[Ca2+]
ATP
Foie
Acides gras +++
Glucose - - -
AMP
GLUT-4 sensibles à
l’insuline
AMPK
PKC & Protéines kinases
liées à la Calmoduline
?
GLUT-4 sensibles à
la contraction
β-oxydation
AcétylCoA
Translocation
OAA--
Citrate
Glucose
Cycle de Krebs
Corps cétoniques
Glucose
Zorzano et coll. 2005
d) Recommandations à l’exercice chez le DT1
„
„
Cas d’
d’un bon contrôle glycé
glycémique :
… Attention: insuline joue au moins un rôle permissif
… exercice prévu: Ô de dose d’insuline et/ou alimentation
…
…
exercice imprévu: alimentation; choix du type d’exercice (intermittent
…
Ingestion orale de sucre
hyperglycémie favorisée par la
Risque de cétose (fatigue ++++) : manque d’insuline stimule la
lipolyse et empêche utilisation du glucose….
Traitement en cas d’
d’hypoglycé
hypoglycémie (< 2,7 – 3,3 mmol/L; 50-60 mg/dL)
Conscience
Pas assez d’insuline
libération des hormones hyperglycémiantes à l’exercice
vs. continu)
„
Cas d’
d’un mauvais contrôle glycé
glycémique :
„
Traitement en cas d’
d’hyperglycé
hyperglycémie & de cé
cétose diabé
diabétique
15-20g de sucre - 1 sucre /20kg enfant
Arrêter l’effort
Inconscience au repos
Injection i.m. de glucagon
Inconscience à l’exercice
Comas hypoglycémique
Glucose i.v. (30%)
Boire ++
Rajout d’insuline
d) Effets de l’entraînement chez les diabétiques
Effets bénéfiques de l ’entraînement chez sujets sains :
Ô insulinémie de repos, Ò sensibilité des récepteurs et
tolérance au glucose,...
MAIS ex doit être régulier car les effets + durent 72h
VII – Equilibre hydroélectrolytique
Introduction
Exercice: maintien de l’équilibre hydro-électrolytique est essentiel pour
maintenir l’efficacité des fonctions cardio-vasculaires & thermiques
Exercice
Diabète type I et type II
Si diabète bien contrôlé, l ’exercice en endurance:
* réduit la glycémie vers des valeurs normales
* induit une moindre dépendance à l ’insuline
Fibres musculaires
Accumulation de
métabolites
Espace
interstitiel
Sang
Eau
Sudation
(t°ext, humidité, I ex,
niv. entraînement)
10
Régulation hydrique et bilan sodique
Ô Volume plasmatique (5-10% pour course à 75%VO2max)
2 hormones principalement:
Aldosté
Aldostérone & hormone antidiuré
antidiurétique (ADH)
Ô Pression artérielle & Ô apport sanguin aux
territoires musculaires & cutanés
Corticosurrénales
Neurohypophyse
Altération de la performance sportive
Effets sur le rein
b) Actions de l’aldostérone
1) L’aldostérone
Aldosté
Aldostérone
a) Origine de l’aldostérone
Sécrétée par le Cortex surrénal:
ª
+
(effets ≈ 20min)
Réabsorption de Na+ (reins)
* sécrétion des corticostéroïdes (précurseur : cholestérol)
Excré
Excrétion de K+ et de H+
Réabsorption d’
d’eau
minéralocorticoïdes
Aldostérone
glucocorticoïdes
androgènes
Limite dé
déshydratation
c) Contrôle de la sécrétion d’aldostérone
Régulation de la balance potassique
& de l’é
quilibre acidol’équilibre
acido-basique
1- Contrôle par le système rénineangiotensine
facteur natriurétique
auriculaire (FNA)]
système
rénine-angiotensine
ACTH
(libéré par adénohypophyse)
(pas au repos)
Aldosté
Aldostérone
11
Sudation
•Ô du vol sanguin (Ô PA) et/ou Ô [Na+]
• sécrétion de rénine (reins)
Baisse de volume
plasmatique
Ò [rénine]sang
• angiotensinogène
angiotensine I (plasmatique)
• angiotensine I
angiotensine II = hormone
(cellules cibles) cortex surrénal
Baisse du débit
sanguin rénal
Sécrétion de rénine
(reins)
m. lisses artériolaires
Ò [aldostérone]sang
Angiotensinogène
Angiotensine I
Angiotensine II
vasoconstriction
Sécrétion
d’aldostérone
(corticosurrénales)
réabsorption Na+ & H2O
(tubules rénaux)
Réabsorption H2O
Ò PA
2- Contrôle par l’ACTH
Stimulation du système rénine-angiotensine
Adénohypophyse
Hypothalamus
CRH
* Ò avec la charge relative (I) de l’exercice
* supérieure en position verticale / horizontale
Modifié du Marieb
ACTH
(natation : réponse /2)
Si Ò PA
sécrétion de FNA
+
─
Cortex Surrénal
Aldostérone
Tubules rénaux
Augmentation du volume sanguin et de PA
Adénohypophyse
Hypothalamus
Stress (exercice)
hypothalamus
3- Contrôle par le Facteur Natriurétique
CRH Auriculaire (FNA)
(auriculine)
CRF (corticolibérine)
Modifié du Marieb
adénohypophyse
Ò PA
ACTH
Oreillettes du
coeur
Ò sécrétion de FNA
ACTH
+
─
Cortex Surrénal
corticosurrénale
aldostérone
Tubules rénaux
reins
Ô Aldostérone
Ô volume sanguin et de PA
12
d) Pathologies
„
Exercice & facteur natriurétique auriculaire
Hyperaldostéronisme (hypersécrétion d’aldostérone)
Du à adénome de la surrénale
… 2 conséquences importantes:
…
„
„
„
* Au repos, FNA
action diurétique
* [FNA] plasmatique Ò avec l ’intensité et la durée de
Hypertension & oedèmes causés par la rétention excessive de
sodium et d’eau
Excrétion accélérée des ions K+ (risque de paralysie)
l ’exercice
! action mineure au niveau rénal pendant exercice
Maladie d’Addison (trouble hyposécrétoire du cortex
surrénal)
…
induisant déficience en glucocorticoïdes (cortisol) et
minéralocorticoïdes (aldostérone)
ÔNa+ et Ò K+ sanguins
Déshydratation
Ô glycémie
Hypotension grave
2) L’hormone antidiurétique (ADH)
Ò [solutés]sang
(hypothalamus)
osmorécepteurs
influx nerveux excitateurs
(neurones
hypothalamiques)
synthèse d’ADH
(neurohypophyse)
sécrétion d’ADH
tubules rénaux
réabsorption de l’eau
Ô [solutés]sang
Wilmore & Costill
déshydratation (hémoconcentration)
ADH
réabsorption de l’eau et du Na+
Si [ADH]sang élevée
vasoconstriction
(cf hémorragie)
récepteurs à l’ADH sur muscles lisses de la média?
Mécanisme de régulation très sensible
* réponse de l’ADH si intensité exercice > 60% VO2max
! Alcool inhibe la sécrétion d’ADH
diurèse
* exercice sous max prolongé
Ò progressive de ADH plasmatique
13
3) Equilibre hydro-electrolytique à la
récupération
„
„
Effets de ADH & aldostérone persistent 12-48h après
l’exercice
Protection contre déshydratation
14