L`homéostasie

PHYSIOLOGIE HUMAINE
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L'HOMEOSTASIE
 L'homéostasie représente les conditions relativement stables du milieu intérieur, qui résultent des réponses
compensatrices produites par les systèmes de régulation homéostatiques.
 L'homéostasie ne correspond pas vraiment à un état statique ou sans changement.
 Il s'agit plutôt d'un état d'équilibre dynamique dans lequel les conditions internes varient, mais toujours dans
des limites relativement étroites.
I. CARACTÉRISTIQUES DES SYSTÈMES DE RÉGULATION HOMÉOSTATIQUE
 Un stimulus est un changement décelable du milieu intérieur ou de l'environnement (= milieu extérieur).
 Ex. : une variation de température corporelle ou du milieu ambiant, de la concentration plasmatique de
potassium, de la pression sanguine, etc.
 Quel que soit le facteur contrôlé (= la variable), tous les mécanismes de régulation comportent au moins 3 éléments :
 Un récepteur : c'est un capteur qui détecte le changement dans le milieu intérieur ou l'environnement et
réagit à ce stimulus, en envoyant des informations (= entrée) au centre de régulation (= centre
d'intégration).
 Ces informations vont du récepteur au centre de régulation en suivant la voie afférente.
 Le centre de régulation :
 Il fixe la valeur de référence (niveau ou intervalle) où la variable doit être maintenue.
 Il analyse aussi les données qu'il reçoit et détermine la réaction appropriée.
 La réaction résultante (= output) du centre de régulation est transmise à l'effecteur via la voie
efférente.
 L'effecteur : il permet la réponse du centre de régulation (= sortie) vis à vis du stimulus.
 La réponse de l'effecteur correspond à un changement de son activité.
 La réponse produit une rétroaction sur le stimulus pouvant être de 2 types :
 Soit une rétro-inhibition qui a pour effet de le réduire de sorte que le mécanisme de régulation cesse son
activité.
 Soit une rétro-activation qui a pour effet de le renforcer de sorte que la réaction se poursuit avec une intensité
croissante.

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A. MÉCANISMES DE RETRO-INHIBITION
 C'est le mécanisme le plus fréquent.
 Dans ce cas, la réponse met fin au stimulus de départ ou réduit son intensité.
 La valeur de la variable change dans une direction opposée au changement initial et revient à une valeur
d'équilibre.
 C'est le principe d'un appareil de chauffage relié à un thermostat.
 Exemple n°1 : Le système endocrinien joue un rôle important dans le maintien de l'homéostasie.
 Ainsi, la glycémie (= concentration de glucose dans le sang) est régulée par un mécanisme de rétro-
inhibition faisant intervenir les hormones pancréatiques : insuline et glucagon.
 Les cellules de l'organisme doivent disposer d'un apport continu de glucose pour produire l'énergie cellulaire
(= ATP). Normalement la concentration de glucose dans le sang se maintient à environ 5 mmol /L (4,45 -
5,55 mmol/L).
 Après un repas riche en glucides, ceux-ci sont dégradés dans le système digestif en glucose qui passe alors
dans le sang et entraîne une augmentation rapide de la glycémie; d'où rupture de l'équilibre homéostatique.
 L'augmentation de la glycémie stimule les cellules pancréatiques productrices d'insuline (= cellules 
des îlots de Langerhans) qui libèrent alors cette dernière dans le sang.
 L'insuline accélère l'absorption du glucose par la plupart des cellules et favorise son stockage sous
forme de glycogène dans le foie et les muscles.
 La glycémie revient ainsi à la valeur de référence normale, ce qui diminue la stimulation de sécrétion
d'insuline.
 Le glucagon, l'autre hormone pancréatique (= cellules  des îlots de Langerhans), a un effet inverse.
 Il est libéré quand la glycémie tombe au-dessous de la valeur de référence.
 Lors d'un jeûne court ( ex. : 6 heures), la glycémie est basse, ce qui stimule la sécrétion de glucagon
dans le sang.
 Le glucagon agit alors sur le foie en lui faisant libérer dans le sang une partie des réserves de glucose
qu'il contient.
 La glycémie remonte donc jusqu'à l'équilibre homéostatique (pour cette variable).

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 Exemple n°2 : La régulation de la température corporelle par l'hypothalamus est l'un des nombreux exemples
montrant le rôle du système nerveux dans le maintien du milieu intérieur.
 Lorsqu'un individu au repos se trouve dans une pièce dont la température est de 20°C, il perd de la chaleur vers
l'environnement car sa température interne est de 37°C.
 Néanmoins, les réactions chimiques survenant dans les cellules de son organisme produisent de la
chaleur à un taux égal à celui de la déperdition de chaleur.
 L'organisme ne subit alors aucune perte ni aucun gain de chaleur, et la température corporelle demeure
constante.
 Dans ces conditions, le système est en équilibre dynamique pour la variable température car elle ne
change pas, au prix d'un apport constant d'énergie (= chaleur dans ce cas) afin de maintenir la constance
de la variable.
 Si la température de la pièce est abaissée et maintenue à 5 °C, la déperdition de chaleur par la peau augmente
et l'équilibre dynamique entre les gains et les pertes de chaleur est rompu.
La température corporelle commence à descendre immédiatement.
Puis, très rapidement, divers processus homéostatiques limitent la chute de température :
 Les vaisseaux sanguins cutanés se contractent, ce qui diminue la circulation de sang chaud dans la peau
et réduit ainsi la déperdition de chaleur.
 Le sujet se recroqueville sur lui-même afin de réduire la surface cutanée disponible pour la déperdition.
 Le sujet frissonne et les réactions chimiques responsables des contractions musculaires constituant le
frisson produisent alors de grandes quantités de chaleur.
 Dans cet exemple :
 Le stimulus est la diminution de la température corporelle ou de la température externe.
 Les thermorécepteurs (= capteurs du stimulus) sont les terminaisons nerveuses de certains neurones
répartis dans différentes régions du corps : thermorécepteurs cutanés et thermorécepteurs centraux
(= dans la paroi des vaisseaux sanguins).
 Les influx nerveux (= signal) produits par ces récepteurs sont transmis par les fibres nerveuses de la
voie afférente (= neurones sensitifs) à une région de l'encéphale (= l'hypothalamus) qui est le centre
de régulation.
 Ce centre de régulation produit à son tour les signaux transmis (= influx nerveux) par la voie efférente
(= neurones moteurs viscéraux) qui entraînent la contraction des muscles squelettiques ( frisson) et
des muscles entourant les vaisseaux sanguins cutanés ( vasoconstriction) : les muscles innervés par
la voie efférente correspondent donc aux effecteurs.
 La production de chaleur va alors dépasser de manière transitoire la déperdition de chaleur afin que la
température corporelle puisse revenir à sa valeur d'équilibre.
À ce nouvel équilibre dynamique, les gains et les pertes de chaleur sont de nouveau égaux.

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 Les systèmes de régulation homéostatique ne peuvent maintenir une constance complète du milieu intérieur
vis à vis des changements continus de l'environnement.
 Ils ne font que minimiser les variations; c'est à dire que la valeur d'équilibre obtenue après régulation
homéostatique n'est pas tout à fait égale à celle de départ.
 Si les réponses de l'organisme réussissaient complètement à ramener la température corporelle à 37°C, les
neurones détecteurs de la baisse de température ne seraient alors plus stimulés et toute la chaîne des
phénomènes régulateurs s'arrêterait :
 les vaisseaux sanguins ne se contracteraient plus,
 le frisson cesserait,
 la température corporelle chuterait de nouveau car il n'y aurait plus de compensations.
 Conséquence : tant que l'exposition au froid continue, une certaine diminution de la température doit persister pour
servir de signal afin de maintenir les réponses : Il s'agit du signal d'erreur.
 Dans le cas de la variable "Température corporelle", les systèmes thermorégulateurs sont très sensibles, de telle
sorte que la température corporelle ne varie normalement que de 1°C, même vis à vis de variations fortes de
l'environnement.
 Remarque : Il existe beaucoup d'autres exemples de mécanisme de rétro-inhibition qui règlent le rythme cardiaque, la
pression artérielle, la fréquence et l'amplitude respiratoires ainsi que les concentrations d'O2, de CO2 et de minéraux
dans le sang, etc.
B. MÉCANISMES DE RETRO-ACTIVATION
 Ils amplifient le stimulus de départ, ce qui entraîne un accroissement de l'activité (= sortie).
 Dans ce cas, le changement produit va dans la même direction que la fluctuation initiale de sorte que la
variable s'éloigne de plus en plus de sa valeur de départ.
 Ces mécanismes sont peu fréquents.
 Ils déclenchent des événements pouvant s'auto-entretenir et se dérouler ainsi "en cascade".
 Ils n'assurent donc pas en général le maintien de l'homéostasie de l'organisme.
 La coagulation sanguine intervenant en cas de déchirure d'un vaisseau sanguin (1) est un exemple de régulation par
rétro-activation.
 Les plaquettes s'agglutinent immédiatement sur le site de la blessure (2) et libèrent des substances chimiques
qui attirent d'autres plaquettes (3).
 L'accumulation de plaquettes induit la séquence des événements aboutissant à la formation d'un caillot (4).

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 Autre exemple :
 L'augmentation de la force et de la fréquence des contractions du muscle utérin (= myomètre) au cours de
l'accouchement.
 La pression croissante sur le col utérin par l'enfant active des récepteurs de pression. Ceux-ci envoient des
influx nerveux à l'hypothalamus qui libère alors l'ocytocine (= hormone).
 Celle-ci est transportée par le sang jusqu'à l'utérus où elle stimule le myomètre qui se contracte de plus en plus
fort en poussant l'enfant encore plus loin dans le canal génital.
 Ce cycle induit des contractions de plus en plus fréquentes et vigoureuses jusqu'à ce que l'accouchement soit
terminé.
 À ce moment, le stimulus "Pression" disparaît, ce qui arrête le mécanisme de rétro-activation.
 Conclusion sur les systèmes de régulation homéostatique :
Les points 1 et 2 ont déjà été développés dans cette partie du cours.
Le point 3 a déjà été abordé en conclusion du cours sur le milieu intérieur :
 Un système de régulation homéostatique a pour fonction de maintenir relativement constante une propriété
physique ou chimique du milieu intérieur.
 Donc, aucune valeur régulée de l'organisme ne possède qu'une seule valeur "normale".
 On trouve plutôt une gamme plus ou moins étendue de "valeurs normales" selon la variable
considérée et les conditions externes (= valeurs de référence pour les analyses médicales).
 Ex. : Pour la température corporelle, la variable est maintenue dans un intervalle de valeurs normales
compris entre 36 et 38 °C.
(Autres exemples : le pH sanguin maintenu entre 7,36 et 7,42; la pO2 artérielle entre 71 et 104 mm Hg; la concentration
plasmatique en sodium entre 138 et 143 mEq/L , en potassium entre 3,5 et 4,5 mEq/L, en glucose entre 3,9 et 5,8 mmol/
L, etc. Les limites de certains de ces paramètres varient en fonction de l'âge et du sexe).
 Le point de réglage d'une variable donnée peut être réajusté en réponse à des perturbations de l'environnement.
 De plus, les points de réglage de certaines variables régulées peuvent aussi être réajustés
physiologiquement, c'est à dire que les valeurs que les systèmes de régulation homéostatique essaient de
maintenir relativement constantes peuvent être modifiées.
 Ex. : la fièvre où l'élévation de la température corporelle survient par suite d'une infection.
Les systèmes de thermorégulation homéostatique fonctionnent toujours durant la fièvre, mais ils maintiennent la
température à une valeur plus élevée.
Cette élévation est un mécanisme adaptatif qui permet de combattre l'infection.
 Les points de réglage ne varient pas seulement en fonction des stimuli extérieurs (ex. dans la fièvre : présence de
bactéries) mais aussi sur une base rythmique durant la journée.
 Par exemple, le point de réglage de la température corporelle est plus élevé durant le jour que durant la nuit.