D1_-_UE9_-_Dubus_-_Hypophyse_podcast_1

UE 9 – Hormonologie Reproduction
Dr Dubus
Date : Année 2013-2014
Promo : DCEM 1
Plage horaire :
Enseignant : Dr Dubus
Ronéistes :
LEGER Marie
I.
II.
III.
IV.
Complexe hypothalamo-hypophysaire
Hypothalamus
Hypophyse
Fonctions de l’axe hypothalamo-hypophysaire en
résumé
I) Complexe hypothalamo-hypophysaire
1)
Rappels anatomiques
Le complexe hypotalamo-hypophysaire comporte
- l'hypothalamus qui est une région du SNC localisée au niveau de la partie inférieure et latérale du
3ème ventricule
- la glande hypophysaire ou hypophyse qui est localisée dans la selle turcique, petite cavité creusée
dans l’os sphénoïde.
Ces deux régions sont connectées l'une avec l'autre par l'intermédiaire de la tige hypophysaire qui va
traverser les méninges.
Les principaux rapports de l’hypothalamus sont :
è En avant : chiasma optique
è En arrière : pédoncule cérébral
è En haut : thalamus
La région la plus inférieure de l'hypothalamus porte le nom d'éminence médiane, elle se prolonge par la
tige hypophysaire qui traverse les méninges pour se terminer et former la partie postérieure de
l'hypophyse ou neurohypophyse, elle-même associée à une partie antérieure, l'adénohypophyse ou
hypophyse antérieure.
L'hypophyse est située dans la selle turcique (creusée dans l’os sphénoïde).
C'est une glande :
- de 12x10x8 mm,
-
Avec un poids de 0,4 à 1 gramme en fonction des sujets et de leurs conditions physiologiques.
2)
vascularisation, le système porte
Il existe à ce niveau un système vasculaire remarquable, le système porte.
Le principe du système porte repose sur le fait qu'on a :
à un système artériel où le sang arrive au niveau de l'éminence médiane par l'intermédiaire de
l'artère hypophysaire supérieure, elle-même branche de l'artère carotide.
à Cette artère va se résoudre dans un premier réseau capillaire
à ce réseau capillaire va recevoir des substances neuro-hormonales produites par certains
neurones localisés dans la paroi de l'hypothalamus au niveau de noyaux gris qu'on appelle les
noyaux parvicellulaires.
Donc il y en a plusieurs (« dont vous pouvez oublier les noms ») qui sont les noyaux :
- médian dorsal
- médian ventral
- infundibulaire.
Il y a donc une association de neurones localisés dans les noyaux gris qui vont projeter leurs axones à
proximité des terminaisons capillaires. Ils vont libérer des neuro-hormones à proximitéqui vont passer
dans le sang de ce système capillaire.
Ensuite ce système capillaire se draine par un vaisseau collecteur qui va amener le sang de ce réseau
capillaire vers un second réseau capillaire localisé dans la partie antérieure de l'hypophyse.
C’est donc l'association de ces deux réseaux capillaires, l'un artério-veineux et l'autre veineux, qui va
porter le nom de système porte hypothalamo-hypophysaire.
A ce niveau-là, on a une stimulation des cellules endocrines par les neuro-hormones libérées au niveau
de l'éminence médiane. Et, en réponse à cette stimulation, on a une nouvelle libération d'hormones
différentes par ces cellules endocrines de l'adénohypophyse. Ces hormones sont ensuite drainées dans
une veine collectrice et vont gagner la circulation générale.
à Il existe un second réseau vasculaire qui va dériver de l'artère hypophysaire inférieure, elle-même
branche de la carotide.
Cette artère hypophysaire inférieure va venir vasculariser le lobe postérieur ou lobe nerveux de
l'hypophyse. A ce niveau-ci, il n'y a pas de système porte, mais au niveau de l'hypothalamus il y a des
neurones localisés dans les noyaux magnocellulaires, qui sont les noyaux supra-optique et
paraventriculaire, qui vont projeter leur axone (donc un axone plus long que celui des noyaux
parvicellulaire).
Ces axones vont traverser l'éminence médiane, vont faire partie de la tige hypophysaire et vont se
terminer au niveau de la partie postérieure de l'hypophyse en libérant leurs neuro-hormones à proximité
du système vasculaire.
Ces hormones sont ensuite captées par le système capillaire et drainées elles aussi dans la veine
collectrice pour gagner la circulation générale.
Il y a donc deux systèmes vasculaires bien distincts et deux types de neurones au niveau
hypothalamique. Les uns contrôlant la sécrétion des cellules endocrines de l'adénohypophyse, les autres
libérant directement les neuro-hormones dans le système capillaire.
II) Hypothalamus
1) Les neuro-hormones
Il y a deux types de neuro-hormones produites :
- l'Ocytocine
-
l'Arginine-vasopressine (ADH)
Ce sont les corps cellulaires des neurones des noyaux supraoptiques et paraventriculaire qui vont assurer
la synthèse de ces hormones peptidiques. Ensuite ces hormones sont transportées par l'intermédiaire des
prolongements axonaux pour être libérées dans la post-hypophyse ou neurohypophyse.
Il existe d'autres hormones, produites par les neurones des noyaux parvicellulaires, qui sont transportées
par voie axonale et libérées au niveau de la première partie capillaire du système porte hypothalamohypophysaire au niveau de l'infundibulum ou éminence médiane. Ceux-ci vont réguler la sécrétion des
cellules de l'adénohypophyse.
2) La libération des neuro-hormones au niveau de l’infundibulum dans le
système porte :
- Thyrolibérine : TRH : Thyrotropin-Releasing Hormone (3 AA). Ce petit peptide est relativement
instable avec une demi-vie très courte qui lui permet de traverser le système porte pour gagner
l'adénohypophyse. Il va stimuler les cellules correspondantes pour permettre la libération de la TSH
(hormone thyréotrope) et de la prolactine.
à stimule libération hormone thyréotrope et prolactine
- Gonadolibérine : GnRH : Gonadotropic Hormone Releasing Hormone (10 AA)
Elle va stimuler la libération hormone FSH et LH par les cellules gonadotropes de l'adénohypophyse.
à Stimule libération hormone FSH et LH
- Somatolibérine : GHRH : Growth Hormone Releasing Hormone (40 et 42 AA)
Stimule libération hormone de croissance (ou GH) par les cellules somatotropes.
à Stimule libération hormone de croissance (GH)
- Corticolibérine : CRH : Corticotropin Releasing Hormone (41 AA)
Stimule libération β-lipotropine et d’ACTH (ou corticotropine), d’endorphine et de mélanostimuline par
les cellules adrénocorticotropes.
à Stimule libération β-lipotropine et d’ACTH (ou corticotropine)
àIl existe donc 4 peptides activateurs.
àEt 2 peptides inhibiteurs :
- Somatostatine (14 AA)
à Inhibe libération hormone GH et de TSH
- Dopamine (ou PIF) : Prolactin inhibiting factor (1 AA modifié)
à Inhibe libération de la prolactine.
C’est donc une régulation qui s'exerce par les neurones de noyaux parvicellulaires de l'hypothalamus sur
l'action de la partie antérieure de la glande hypophysaire localisée en aval dans le système vasculaire.
III) L’hypophyse
1)
Structure
L'hypophyse comporte deux grandes parties :
- Hypophyse antérieure ou adénohypophyse, qui est une partie épithéliale qui comporte 3 parties :
1) Lobe Distal (le plus important)
2) Lobe Intermédiaire (rudimentaire) : souvent placée postérieurement à un espace liquidien, qui chez
l’Homme est rudimentaire mais va être plus développé chez d’autres mammifères.
3) Lobe Tubéral (enroulé autour de la tige pituitaire)
- Hypophyse postérieure ou post-hypophyse, l'hypophyse nerveuse, qui a une partie qui dérive du
diencéphale.
1) Lobe nerveux (ou neurohypophyse)
2) Tige pituitaire (ou tige hypophysaire)
3) Eminence médiane
On peut voir le vestige de la poche de
Rathke (en rouge sur le schéma de droite)
qui est un vestige de la formation
embryologique de l’hypophyse.
2)
Embryologie
L'hypophyse a une double origine :
- D'une part, la partie épithéliale va partir de la bouche primitive ou stomodeum et va consister en
une evagination épithéliale formant une poche qu'on appelle poche de Rathke qui va ensuite
progresser vers la partie supéro-interne.
Origine ectodermique
Adénohypohyse
- Elle va ensuite venir s'adosser à une invagination du plancher du diencéphale (infundibulum) qui,
elle, va aller dans la direction inverse et venir s'accoler avec ce prolongement de la poche de
Rathke.
Origine neuroectodermique
Post-hypophyse et tige hypohysaire
En résumé :
- La poche de Rathke va donner l'adénohypophyse.
- Alors que l'invagination du plancher du diencéphale va donner la tige hypophysaire et la post
hypophyse, donc ces deux structures ont une origine neuro-ectodermique.
Schéma embryologique avec :
-
-
A la 3eme semaine la formation de la poche de Rathke, la formation d’un diverticule
infundibulaire
A la 8 eme semaine, le diverticule s’est épaissit, le tissu mésenchymateux tout autour commence
à s’organiser. La poche de Rathke a perdu sa connexion avec la surface du stomodeum (il peut
persister quelques reliquats cellulaires embryologiques qui normalement disparaissent
progressivement
Ensuite les structures s’organisent avec une association entre la post-hypophyse et l’hypophyse
antérieure et intermédiaire (formée par la poche de Rathke)
Puis la structure va s’enrouler autour de la tige hypophysaire et de la neuro-hypophyse
NB : il peut donc rester des reliquats kystiques de cette poche de Rathke
A partir des reliquats cellulaires de la migration embryologique, c'est-à-dire de la mise en place de
l’hypophyse intermédiaire et antérieure, il peut exister certaines tumeurs (relativement rares chez
l’homme) les Craniopharyngiomes.
3)
Adénohypophyse
Cette adénohypophyse (lobe distal) est le plus important en terme de fonction, de taille et de structure.
àIl s'agit d'une glande endocrine trabéculée avec des cordons cellulaires anastomosés les uns aux
autres, entourés d'une LB qui sépare les cellules épithéliales des capillaires.
Il existe un Tissu Conjonctif extrêmement peu abondant, composé de fibroblastes qui produisent la
réticuline, peu de fibres de collagène, pas de fibres élastiques, par contre un réseau abondant de
capillaires fenestrés qui ont une Lame Basale continue.
L'adénohypophyse est une glande endocrine formée d'une mosaïque de cellules épithéliales différentes.
On va distinguer 5 types cellulaires endocrines :
-
4)
Cellules Somatotropes (qui produisent la GH = hormone de
croissance)
Cellules Lactotropes (PRL = Prolactine)
Cellules Corticotropes (ACTH et β-LPH, β-Endorphine et
mélanostimuline)
Cellules Thyréotropes (TSH)
Cellules Gonadotropes (FSH, LH)
Adénohypophyse Méthodes d’étude
Techniques d’étude :
- Microscopie optique
- Microscopie électronique
- Techniques d’immunohistochimie. Des Ac dirigés contre les différentes hormones produites
permettent de repérer les sous-types cellulaires qui composent cet adénohypophyse.
• Microscopie optique
Il y avait historiquement des techniques de colorations mais elles ne sont plus très usuelles avec:
- Cellules acidophiles (colorants acides) : Cellules somatotopes et lactotropes
- Cellules basophiles (colorants basiques et PAS) : Cellules thyr éotropes, corticotropes,
gonadotropes
- Cellules chromophobes (pas de colorants) : Cellules somatotropes, lactotropes, thyréotropes,
corticotropes et gonotropes après dégranulation. Cellules souches (?)
• Microscopie électronique
La microscopie électronique était également utile. Car chaque soustype cellulaire était associé à des granules et chaque cellule pouvait se
distinguer par la taille et la forme de ses granulations. La microscopie
électronique n'étant pas une technique de routine, ceci n'est pas utilisé
en pratique courante.
• Immunohistochimie +++
Très utile, cette technique permet ici par exemple, avec un Ac dirigé contre
l'hormone de croissance de marquer les cellules somatotropes (ici en brun avec
contre coloration à l'hématéïne du reste).
Ex. Hormone somatotrope
5)
Les hormones
a) La GH
Les cellules somatotropes sécrètent la GH. Elles représentent 50% des cellules, elles sont
volumineuses, ovoïdes ou polygonales et acidophiles avec les colorations classiques. Elles produisent
l'hormone de croissance ou GH.
Cette hormone n’est pas produite en continu, il s’agit d’une sécrétion pulsatile avec des pics nocturnes
après endormissement et des pics diurnes (repas, stress, effort).
Les cellules du SED (système endocrinien digestif) gastrique produisent la ghréline qui va venir activer
l'hormone de croissance, en particulier au moment des repas.
Cette GH a une actionrelativement ubiquitaire et provoque sur ses cellules cibles :
- ↑ Synthèse protéique
- ↑ Glycémie (en activant la destruction des réserves de glucose et la néoglocogénèse)
- ↑ Production d’IGF2 (Insulin Growth Factor 2) au niveau des hépatocytes qui va être le relai de
la GH pour la croissance osseuse (la croissance musculaire quant à elle peut se faire directement
par la stimulation des précurseurs des cellules musculaires par la GH).
NB: Pathologie
↓ GH : → Nanisme hypophysaire (harmonieux)
↑ GH (adénome) :
→ Gigantisme (enfant, pendant la croissance)
→ Acromégalie (adulte, après fusion des cartilages de conjugaison)
b) La prolactine
Cellules a prolactine : PRL
- Les cellules à prolactine vont représenter 25% des cellules.
- Leur taille et leur nombre augmentent lors de la grossesse et de la lactation (x10), elles régressent
ensuite par une apoptose brutale. (↑ post partum puis apoptose )
-Ce sont des cellules hypophysaires acidophiles.
La prolactine permet le développement de la glande mammaire et la sécrétion lactée. Cette sécrétion
lactée est inhibée par la dopamine (ou PIF) alors qu'elle va être accélérée par la TRH qui agit sur ces
cellules à prolactine.
NB - pathologie : Cellules a prolactine
Adénome a prolactine : Galactorrhée, Gynécomastie, Aménorrhée
Syndrome de Sheehan : Nécrose hypophyse après hémorragie du post-partum : absence de montée
laiteuse et déficit hypophysaire
c) Les cellules corticotropes
Les cellules corticotropes vont produire 3 précurseurs des peptides du système opioïde endogène :
- Pro-opio-mélano-cortine (POMC), qui va être précurseurs de peptides opioïdes endogènes, de
l'ACTH (qui va stimuler les glandes surrénales) et de la mélanostimuline (qui va stimuler
l'activité des mélanocytes).
- Proenképhaline
- Prodynorphine
àCellules à pro-opio-mélano-cortine : POMC
15-20% des cellules ; Volumineuses, polygonales ; Basophiles, vacuoles périnucléaires
POMC : Précurseur → Clivage différent en fonction des cellules (non détaillé). Ce clivage va permettre
la libération de l'ACTH ou corticotropine, de la β-LPH ou β-Lipotrophine, de la β-Endorphine et de
plusieurs sous-types de MSH (mélanostimuline).
Cette production d'ACTH se fait avec un rythme circadien.
Un maximum au petit matin avant le réveil aboutissant à la libération par les surrénales de cortisol et un
minimum le soir.
Cela va permettre de réguler principalement la sécrétion des glucocorticoïdes par la corticosurrénale.
Ces cellules corticotropes sont activées par le peptide CRF (produit par les neurones des noyaux
parvicellulaires de l'hypothalamus qui va déclencher la sécrétion d'ACTH qui elle-même va déclencher
la sécrétion des glucocorticoïdes).
Il existe un rétrocontrôle négatif direct par le taux de cortisol sanguin (diminue production de CRF et
d’ACTH)
NB - pathologie des cellules corticotropes :
- Adénome hypophysaire (maladie de Cushing). Prolifération de cellules corticotropes qui
forme des petites tumeurs bénignes hypophysaires sécrétant de l'ACTH et de la mélanostimuline.
- Syndrome de Cushing (ex : adénome corticosurrénalien) : syndrome qui va mimer cette
maladie de Cushing mais qui en fait est lié à une tumeur des surrénales dans cet exemple.
- Maladie d’Addison : liée à une destruction de la surrénale et on a donc un excès par absence de
frein de production d'ACTH et de mélanostimuline.
d) Cellules thyréotropes
Cellules Thyréotropes : TSH
Elles représentent environ 5% des cellules de l'adénohypophyse, elles sont basophiles.
Elles produisent la Thyréostimuline : TSH qui va permettre la croissance et le développement de la
thyroïde.
Une fois la thyroïde en place, elles permettent la synthèse, le stockage et la libération des hormones
thyroïdiennes.
Ces cellules thyréotropes sont sous la dépendance de la TRH. Lorsqu'elles sont stimulées par la TRH,
elles vont produire de la TSH qui va venir activer les cellules de la thyroïde (thyréocytes).
↑ ou ↓ de la TSH → hypothyroïdie et hyperthyroïdie
e) Cellules gonadotropes
Cellules Gonadotropes : FSH et LH
- Elles représentent 5 à 10% des cellules de l'adénohypophyse. Ce sont des cellules basophiles claires,
peu colorables.
- Identifiables en microscopie électronique, avec des granules de sécrétion denses de 250 à 400 nm.
- Elles ont une taille et une activité variables en fonction de l'âge et du sexe
- 70% de ces cellules produisent à la fois FSH et LH (coproduction).
- La FSH et la LH entrainent une augmentation des fonctions endocrines et exocrines de l’appareil
génital masculin et féminin.
- Cette production de FSH et LH est sous la dépendance de la Gn-RH ou LH-RH qui a une sécrétion
cyclique.
- Ces cellules gonadotropes ont une activité régulée par rétrocontrôle par les gonades qui vont libérer
soit des inhibines soit des activines.
↑ ou ↓ FSH/LH → problèmes de fécondité, ménopause (augmentation de la sécrétion de FSH et LH
par absence de rétrocontrôle négatif).
6)
Neuro-hypophyse
La neurohypophyse est localisée à la base du diencéphale.
Elle comporte :
- l'éminence médiane,
- la tige hypophysaire ou pituitaire,
- le lobe postérieur de l’hypophyse.
Au niveau de ces trois structures il n'y a pas de barrière hémato-encéphalique contrairement au reste du
SNC. Particularité importante avec donc l'absence de ces gaines astrocytaires.
- Cette neurohypophyse à une histologie proche du tissu nerveux central.
- Les corps cellulaires sont localisés uniquement dans l’hypothalamus.
- Il s'agit de neurones multipolaires (avec des arborisations dendritiques, un soma et un axone). Son
axone s'engage pour former la tige hypophysaire et la neurohypophyse.
- Ce sont des axones de types neurosécrétoires, qui vont permettre de véhiculer les vésicules contenant
l’ocytocine ou l'ADH en fonction du neurone correspondant. Il existe dans ces axones de petites
dérivations latérales qui sont des zones dilatées de stockage, des vésicules appelées corps de Herring et
qui ne sont visibles qu'en M.E.
- Il existe des cellules gliales, les Pituicytes. Elles sont étoilées, apparentées aux astrocytes.
La vascularisation est importante avec un réseau de capillaires fenestrés. Cette vascularisation est située
au niveau de la neurohypophyse, là où vont aboutir les terminaisons de ces axones neuro-sécrétoires.
Photo 1 : Adénohypophyse très cellulaire avec des cellules en cordon alors que la neurohypophyse a
globalement une morphologie ressemblant au SNC.
Photo (en haut a droite) 2: Détail de la neurohypophyse avec des vaisseaux sanguins assez nombreux et
puis des noyaux qui correspondent aux corps cellulaires des pituicytes et un tissu rosé qui correspond
aux axones présents dans cette neurohypophyse.
Photo 3 : Marquage immunohistochimique
Les neurohormones post-hypophysaires (ou neurohypophysaires) sont synthétisées au niveau
hypothalamique sous forme de précurseurs ou prohormones couplées à des protéines de transport dans
des vésicules (neurophysines I et II) et ensuite clivées et activées à la partie terminale du transport
axonal.
Ocytocine, couplée à la neurophysine I, lorsqu'elle est libérée dans la circulation sanguine provoque :
- Contraction cellules musculaires lisses du myomètre : Accouchement
- Contraction des cellules myoépithéliales des glandes mammaires (période de
lactation)
- Sécrétion stimulée lors de la succion du mamelon (réflexe)
Vasopressine (ou ADH) :
Elle agit sur le rein en permettant de réabsorber l'eau et des électrolytes et s'opposant à la diurèse donc
antidiurétique. Régule perméabilité tubes collecteurs rein en augmentant la réabsorption d’eau.
NB: Déficit en ADH = Diabète insipide (central ou non) Polyurie, polydipsie (soif excessive).
IV) Fonctions
de l’axe hypothalamo-hypophysaire : en résumé