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Biologie Humaine
Chapitre 5 : Le système Endocrinien
Synthèse
5.1 Introduction
Ce système est le second système de régulation du corps et agit en synergie avec le
système nerveux. L’influence de ce système sur notre corps est notable dès les premiers
mois de la gestation, notamment lors de la différenciation des gonades. Il occupe
conséquemment une place prépondérante avant même que le système nerveux ne prenne
conscience et conditionne la croissance de tous les tissus. De plus, le système
endocrinien est le seul capable de modifier l’expression génétique de populations
cellulaires entière. Il contribue ainsi au synchronisme de milliards de cellules en leur
faisant parvenir des messages chimiques qui stimulent ou inhibent des comportements
cellulaires. Les messages chimiques qui excitent les cellules sont appelés hormones
(hormân signifie exciter).
?
Les messages du système nerveux sont électriques et s’adressent à des organes et la
réponse est instantanée. La transmission de l’influx nerveux lors d’une contraction
musculaire dure quelques millisecondes. Le système endocrinien utilise des moyens
beaucoup plus lents puisque les hormones circulantes influent le métabolisme cellulaire.
Ceci implique un temps pour la circulation des hormones, un temps pour l’attachement
à son récepteur et un temps pour que la cellule stimulée réagisse sur le plan
métabolique. Ainsi, les effets du système endocrinien sont lents et s’appliquent sur de
longues périodes. Par exemple, quelqu’un peut souffrir d’hypothyroïdie pendant des
années avant de s’en rendre compte.
Circulation sanguine
TRH
Hypothalamus
TSH
Hypophyse
TH
Thyroïde
¢
Figure 5.1 : Cascade d’événements entre le système nerveux, le
système endocrinien et le métabolisme cellulaire
Par Laurent Ide M.Sc
5.1.1 Régulation des autres systèmes
Diluée dans le sang ou concentrée localement, chaque hormone sera captée par des
récepteurs cellulaires pour ensuite provoquer un effet perceptible en quelques instants et
parfois en quelques jours. Des modifications de l’expression génétique des cellules
surviennent suite à la réception du message endocrinien. Les processus lors desquels le
système endocrinien intervient sont des processus qui nécessitent une harmonie entre les
cellules, voir un synchronisme de leur métabolisme, comme lors du cycle menstruel.
C’est pour cette raison que le système endocrinien sécrète des messages chimiques en
milieu liquide et qui s’adressent directement aux cellules. Ainsi, les hormones
n’affectent que les cellules pour lesquelles elles sont destinées.
Les populations cellulaires susceptibles d’être stimulées par le système endocrinien
possèdent des récepteurs spécifiques à chaque hormone. Le récepteur est intranucléaire
lorsque les hormones sont de type stéroïde, alors qu’il est membranaire pour les
hormones de type peptidique. La production d’hormone est elle-même stimulée par
divers facteurs.
(Marieb p269 fig 9.3)
Tableau 5.1 : Liste des principaux processus biologiques modulés par le système endocrinien
Reproduction?
Croissance
Développement
Immunité
Gestion du stress
Équilibre énergétique
Régulation du métabolisme cellulaire
Maintien de l’équilibre de l’eau, des électrolytes et des nutriments dans le sang
La digestion est également médiée par des hormones locales
Par Laurent Ide M.Sc
5.1.2 Mécanismes de stimulation des glandes
Divers stimuli comme de très faibles variations de concentration sérique de certaines
substances (glucose, O2, Ca2+, H+ etc ...) seront suffisantes pour induire la sécrétion
d’hormones (insuline, érythropoïétine, calcitonine). Aussi, les émotions induisent la
sécrétion d’hormones. En effet, le système limbique influe la physiologie de
l’hypophyse. Ainsi, le système endocrinien intervient dans les fonctions biologiques et
ce, même avant la naissance d’un individu. ?
Mécanismes humoraux
Mécanismes hormonaux
Mécanismes nerveux
(Marieb p268 fig 9.2)
5.2 Les hormones
5.2.1 Les types d’hormones
5.2.1.1 Les hormones stéroïdes
Vont surtout intervenir lorsque des changements majeurs mais lents dans le
métabolisme. On observe des modifications sur le plan génétique comme l’activation ou
l’inhibition d’une cascade de gènes.
5.2.1.2 Les hormones non stéroïdes
Vont surtout intervenir lorsque des modifications simples et souvent rapides sont
nécessaires, comme l’ouverture d’un sphincter, l’ouverture des pompes à glucose
cellulaires ou la glycogènolyse.
(Marieb p267 fig 9.1)
Par Laurent Ide M.Sc
5.3 Organes du système endocrinien
(Marieb p269 fig 9.3)
5.3.1 L’hypothalamus
L’hypothalamus est situé sous le cortex et fait partie du système limbique mais il
possède
d’autres
fonctions
biologiques.
Parmi
ses
fonctions
endocrines,
l’hypothalamus secrète les hormones qui stimulent l’hypophyse, il sécrète l'hormone
TRH (thyroid releasing hormone). Cette hormone agit sur le lobe antérieur de
l'hypophyse et stimule celui ci à produire la TSH (Thyroid stimulating hormone).
5.3.2 L’hypophyse
(Marieb p272 fig 9.4)
C'est une petite glande de 0,7 cm de diamètre, logée sous l'hypothalamus, auquel
elle est reliée physiquement. Elle est en relation directe avec le SNC et secrète un
grand nombre d'hormones, dont certaines ayant un effet sur les autres glandes
endocrines. L'hypophyse siège sur l’os sphénoïde et se divise en deux lobes placés
sur l’axe antéro-postérieur du crâne. Elle se situe au centre de la boîte crânienne à la
hauteur des yeux. Elle constitue le maître d’œ uvre du système endocrinien. Le lobe
antérieur
se
nomme
adénohypophyse
et
le
lobe
postérieur
se
nomme
neurohypophyse.
5.3.2.1 L’adénohypophyse (lobe antérieur)
C’est le lobe qui produit le plus d’hormones. ?
5.3.2.1.1 L’hormone de croissance
Favorise la multiplication cellulaire et augmente la masse et croissance de
l'organisme en favorisant la synthèse des protéines.
Hypoproduction : Nanisme chez l'enfant. -retarde ou arrête la croissance en
longueur des os. Chez les adultes, affaiblit et il perdent du poids.
Hyperproduction : Gigantisme si arrive à l'enfance. Si après la fin de la
croissance, cause acromégalie=augmentation du volume des os de la main, du
visage et des pieds, ainsi que les viscères.
Par Laurent Ide M.Sc
5.3.2.1.2 L’hormone folliculostimulante
La FSH induit le développement des follicules et la production des œ strogènes
par l’ovaire ou favorise le développement des spermatozoïdes.
5.3.2.1.3 L’hormone lutéinisante
La LH induit l'ovulation et détermine la production d'estrogène et de
progestérone. Chez l'homme, stimule les cellules interstitielles des testicules et
augmente ainsi la production de testostérone (hormone sexuelles male).
5.3.2.1.4 La thyréotrophine
La TRH hypothalamique stimule l'hypophyse à produire la thyréotrophine (TSH :
thyroïd stimulating hormone) qui agira sur la production d’hormones thyroïdiennes.
5.3.2.1.5 La prolactine
Lors de la gestation, elle stimule la production de lait par les glandes mammaires.
Agit aussi sur l'ovaire pour augmenter la production d'estrogènes et de progestérone.
5.3.2.1.6 L’ACTH
L’ACTH stimule la production de minéralocorticoïdes et de glucocorticoïdes par
le cortex surrénal lors de la réponse prolongée au stress. Ceci provoque une rétention
de sodium et d’eau par les reins et contribue à maintenir une pression artérielle
élevée de manière prolongée. La conversion des protéines et des graisses en glucose
est aussi stimulée. Cette monopolisation de l’énergie métabolique engendre
nécessairement un affaiblissement du système immunitaire. ?
5.3.2.2 La neurohypophyse (lobe postérieur)
5.3.2.2.1 L’ADH
L'ADH favorise la réabsorption de l'eau par les reins. L’hormone antidiurétique
(ou vasopressine) concentre l'urine en augmentant le taux de réabsorption d'eau dans
les néphrons et les tubules collecteurs. En son absence, l'urine est très diluée. Cette
hormone stimule aussi la constriction des vaisseaux sanguins.
5.3.2.2.2 L’ocytocine
Stimule la contraction des muscles utérins et des cellules des glandes mammaires.
Par Laurent Ide M.Sc
5.3.3 La glande thyroïde
La glande thyroïde est située sous le larynx et devant le cartilage thyroïde donc, sur
le premier anneau de la trachée. Les hormones thyroïdiennes (TH) agissent sur le
système squelettique, la digestion est le métabolisme. Ces hormones sont très simples,
la thyroxine (T4) est composée d’un acide aminé (tyrosine) et de quatre molécules
d'iode et la T3 possède un atome d’iode en moins. La glande thyroïde contient 50% de
tout l'iode du corps.
5.3.3.1 Fonctions des TH :
Accélérer le métabolisme en stimulant la synthèse des enzymes de respiration
cellulaire
Favorise l'absorption du glucose à l'intestin et son oxydation. Donc, elle stimule la
synthèse d'énergie. . ?
Ossification du squelette lors du développement.
Circulation sanguine
TRH
Hypothalamus
TSH
Hypophyse
TH
Thyroïde
¢
Figure 5.1 : Cascade d’événements entre le système nerveux, le
système endocrinien et le métabolisme cellulaire
5.3.3.2 Anomalies de la thyroïde
(Marieb p274-279)
5.3.3.2.1 Manque d’iode
Le goitre (Marieb p278 fig. 9.8) est une augmentation du volume de la thyroïde.
Pratiquement absent en occident.
5.3.3.2.2 Hypothyroïdie
Induit une baisse du métabolisme
Chez les enfants: cause le crétinisme due à l'absence de la glande au à une
insuffisance d'iode. Ceci retarde le développement physique et mentale de l'enfant.
Si traité assez tôt avec des hormone TH, cette anomalie peut-être corrigée.
Par Laurent Ide M.Sc
Chez les adultes:, cause une œ dème faciale (accumulation d'eau dans les tissus
du visage), un ralentissement mentale et physique. Cette anomalie est traitée avec
des extraits de thyroïdes.
5.3.3.2.3 Hyperthyroïdie
Cause Maladie de Grave: augmentation du taux de métabolisme, augmente
temp. du corps, perte de poids, augmente la pressions sanguine, faiblesse
musculaire, nervosité.
Entraîne quelquefois protubérances des yeux irréversible = exophtalmie.
Traitement: drogues anti-thyroïdes, enlève sections de thyroïde, ou destruction
partielle par Iode radioactif.
5.3.4 Les glandes parathyroïdes
Les parathyroïdes sont situées sur la face postérieure de la glande thyroïde, 2
de chaque coté. Elles secrètent la parathormone (PTH) qui agit sur l'équilibre du
calcium et du phosphate dans le sang et les tissus. Elle augmente calcium et baisse
le taux de phosphate. Agit sur les reins et les os et intestins.
5.3.4.2 Anomalies des parathyroïdes
5.3.4.2.1 Hypoparathyroïdie
Atteinte rare qui fait augmenter le phosphate sanguin diminuer le calcium
sanguin. Ce changement dans l'environnement des cellules est responsable
d’atteintes sérieuses, spécialement pour les systèmes nerveux et musculaire. Ces
tissus deviennent très sensibles - crampes musculaires, convulsions. Aussi,
l’absence complète de PTH engendre la mort.
5.3.4.2.2 Hyperparathyroïdie
Encore un déséquilibre de Ca/P. Les os deviennent frêles car les parathyroïdes
provoquent une décalcification osseuse dans le but d’augmenter le taux de Ca
sanguin.
5.3.6 Les glandes surrénales
Les glandes situées au-dessus des reins.
Ce sont des glandes doubles:
externe = corticosurrénales
internes = médullosurrénales
Maladie d’Adisson : hypoactivité des surrénales
5.3.6.1 Adrénaline
Augmente pression sanguine
Augmente pouls
Augmente conversion de glycogène en glucose et libération de glucose par le foie.
Augmente consommation d'O2
Augmente dilatation des pupilles
Inhibe péristaltisme intestinal
Ces effets sont initiés par le système nerveux central (SNC) mais sont maintenus par
l'adrénaline.
Adrénaline stimule les réactions qui requièrent plus d'O2 et inhibe les réactions qui sont
moins requises en moment de stress, ie. digestion
5.3.6.2 Corticoïdes
L'adrénaline est utilisée lors de la réponse à court terme au stress. Sous l’influence de
l’ACTH, le cortex produit les minéral corticoïdes et les glucocorticoïdes
(Marieb p280 fig. 9.12)
5.3.7 Le pancréas
(Marieb p282 fig. 9.13)
Maladie diabète- excès de sucre dans l'urine :
En 1889, 2 Allemands ont enlevé le pancréas d'un chien et ont remarqué que leur urine
attirait les fourmis -- excès de sucre.
Ces chiens développèrent le diabète.
Donc, le pancréas prévient cette maladie, mais, comment?
Le pancréas doit sécréter quelque chose.
Le pancréas est un organe composé, contenant plusieurs différents types cellulaires, qui
fonctionnent séparément.
Il y a des cellules impliquées dans la production et sécrétion du suc pancréatique pour la
digestion et il y a les Îlots de Langherans. L'hormone qui prévient le diabète est produit par
les cellules Bêta des Îlots.
En 1922, Banting et Best de l'Université de Toronto, découvrent l'insuline,
l'hormone qui force les cellules du corps à s’emparer du glucose sanguin.
Chez le diabète, pourquoi le taux de glucose urinaire est-il élevé?
Premièrement, on sait que les reins fonctionnent correctement, donc c'est plutôt la
concentration du glucose dans le sang qui est trop élevée et les reins ne font qu'éliminer
l'excès.
Le foie a aussi un rôle important dans la régulation du taux de sucre dans le sang.
Chez une personne normale, le glucose dans le sang provenant de la veine porte sera
entreposé sous forme de glycogène.
Si le sang a une faible concentration de glucose, le foie convertit une partie de son glycogène
de réserve et libère le glucose dans le sang.
Quand la glycémie augmente après un repas d'hydrates de carbone, une partie est entreposée
en glycogène dans les muscles et le foie, l'autre partie est convertie en graisse et stockée dans
le tissu adipeux.
Quand on mange des hydrates de carbone, l'insuline est secrétée et elle aura les fonctions
suivantes:
1- Stimule muscles et tissus adipeux (pas le foie) d'enlever le glucose du sang
2- Stimule muscles et foie de convertir le glucose en glycogène (entreposer)
3- Inhibe foie de produire glucose à partir du glycogène
4- Favorise synthèse des protéines et inhibe la dégradation des protéines
5- Promouvoir la synthèse des graisses à partir du glucose et inhibe la dégradation
des graisses.
Si le pancréas est hyperactif ou si une trop grosse dose d'insuline (diabète), la glycémie
baisse tellement que le cerveau, qui n'a pas de réserves d'énergie et ne le supporte pas ce
genre d’irritant, provoquera une perte de conscience. Ceci risque d’engendrer des
convulsions, le coma et même la mort.
Plus fréquemment, il y a un manque d'insuline, ce qui cause le diabète
Le foie et les muscles ne convertissent pas assez de glucose en glycogène. Le foie produit
trop de glucose, et les réserves de glycogène sont éliminées. Le corps cherche à utiliser autres
sources d'énergie telles que les graisses et les protéines. Le diabète devient mince et faible s'il
n'a pas des injections d'insuline quotidiennes.
Le taux élevé de glucose sanguin se fait éliminer dans l'urine. Il y a une augmentation de
demande pour de l'eau pour acheminer ce glucose aux reins, donc le diabète doit boire
beaucoup pour prévenir la déshydratation. Le diabète urine très fréquemment, et ce fait est
utilisé comme signe diagnostique de la maladie.
Les cellules alpha des îlots de Langherans secrètent une hormone aussi, le glucagon.
Cette hormone a des effets opposés à ceux de l'insuline, elle induit l’augmentation de la
glycémie.
Glucagon est inhibé par concentrations de glucose élevées et inhibées par concentrations de
glucose faibles.
Résumé:
Si glucose sanguin élevé: les cellules Bêta des Îlots seront stimulées à synthétiser l'insuline. ·
Si glucose sanguin bas, cellules alpha stimulées à produire le glucagon.
5.4 Glandes du système reproducteur
5.4.1 L’ovaire et le cycle menstruel
(Marieb p489 fig. 16.11) Cycle des hormones menstruelles.
5.4 Glandes du système digestif
Des cellules à mucus tapissent le tractus digestif et font en sorte que le
mucus recouvre la totalité des surfaces du tube digestif. Des sucs sont
également déversés par diverses glandes annexes. Sans compter l’eau, le
volume quotidien des sécrétions du tractus digestif :
1-2 litres par jour
pH estomac : 1.4?
pH des sucs intestinaux : 7.4 à 7.8
5.4.1 La sécrétion
-
Glandes salivaires : bol alimentaire
-
Glandes des cryptes de l’estomac : Chyme
-
Glande hépatique via cholédoque
et vésicule biliaire via conduit cystique : Chyle
-
Glande pancréatique via conduit pancréatique : Chyle
-
Cellules à mucus (ou cellules caliciformes) : Partout
-
Des hormones sont aussi sécrétées (histamine, gastrine)
5.4.1.1 Épithéliums gastro-intestinaux
- Partout
- Comportent des millions de cellules à mucus.
- Le mucus (lubrifie et protège le tractus digestif)
- Le pepsinogène (protéase)
5.4.1.2 Glandes tubulaires des cryptes
- Estomac et duodénum
- Cellules pariétales sécrètent le HCl
- Le mucus lubrifie le tractus digestif.
- Cellules peptiques sécrètent le pepsinogène
- Lipase gastrique (estomac) : ‘défait’le beurre seulement
- Amylase gastrique (estomac) : Amidon
- Gélatinase gastrique (estomac) : Viande
?
2004, Laurent Ide M.Sc.
5.4.1.3 Glandes majeures
5.4.1.3.1 Pancréas
- Trypsine (beaucoup plus) et chemotrypsine : protéases non spécifiques
- Carboxypolypeptidase : produit les ac. aminés
- Nucleases : enzyme qui attaque les acides nucléiques (ADN ou ARN)
- Ribonucléase (RNase) : produit les ac. nucléiques
- Désoxyribonucléase (DNase) : produit les ac. nucléiques
- Amylase pancréatique : enzyme qui attaque les sucres
5.4.1.3.2 Foie
(voir prochaine section’Le Foie’pour les réf.)
- Bile : (sels transformant les graisses pour l’absorption)
acide cholique et chénodésoxycholiques (émulsifient les graisses)