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UE 2.2 Cycles de la vie et grandes fonctions Le système endocrinien Pr Marianne Zeller INSERM U866, UFR Sciences de santé, Université Bourgogne-Franche Comté [email protected] Plan 1. 2. 3. 4. 5. 6. Généralités Les hormones Mécanismes d’action hormonale Eléments de régulation endocrinienne Les glandes endocrines Les tissus encrines Généralités • Système Endocrinien (SE) = régulateur – Module activité des cellules via hormones • Rôle essentiel dans le maintien de l’homéostasie • Interactions avec le Système Nerveux (SN) pour coordonner nombreuses activités cellulaires Généralités • Vitesse d’action en réponse aux variations du milieu → ajustements – Rapide: SN • Influx nerveux déclenche activité musculaire, glandulaire – Lente: SE • Libération dans la circulation sanguine de messagers chimiques (hormones) qui vont agir durablement sur métabolisme cellules cibles Généralités • Rôle SE: coordination de processus lents et souvent constants d’adaptation aux variations du milieu – – – – – – – • Reproduction Croissance et développement Equilibre hydriques et ioniques Production des GR Régulation du stress Régulation circulation, digestion Métabolisme énergétique… SE formé par – Glandes endocrines • Petites dimensions • Disséminées dans le corps – Tissus endocrines • Cellules endocrines disséminées dans des organes Principales glandes endocrines Glandes • Exocrines → substances non hormonales – Libérées dans conduits – Ex: glande salivaire, sudoripare • Endocrines → hormones – Libérées dans liquide interstitiel puis plasma – Très vascularisées – Glandes endocrines = hypophyse, thyroïde, surrénales, parathyroïdes, glande pinéale, thymus – Autres = Pancréas (+ sécrétions digestives), Gonades (+gamètes), hypothalamus (+SN) Plan 1. 2. 3. 4. 5. 6. Généralités Les hormones Mécanismes d’action hormonale Eléments de régulation endocrinienne Les glandes endocrines Les tissus encrines Les hormones • • • • Substance chimique sécrétée par des cellules dans LEC Mode de sécrétion = exocytose Mode d’action = régulation métabolisme d’autres cellules Types d’hormones – Stéroïdes (dérivées cholestérol) → liposolubles • Hormones sexuelles produites par gonades (testicules et ovaires) Ex: Testostérone • Hormones cortex surrénalien Ex: Aldostérone – Non stéroïdes = dérivées d’aa (protéines, peptides, dérivées tyrosine) → hydrosolubles Ex: Catécholamines, thyroxine Les hormones • Transport dans le sang – Hormones stéroïdes et thyroïdiennes: via un transporteur protéique spécifique • Ex transporteur = albumine – Autres hormones: sous forme libre (sans transporteur) Hormone Mécanismes d’action hormonale • Principe : 1 hormone agit sur – 1 cellule précise (cellule cible) et pas les autres – 1 organe précis (organe cible) et pas les autres • Fixation de l’hormone sur un récepteur protéique spécifique de la cellule cible • Récepteurs – Membranaire – Cytoplasmique – Nucléaire • La fixation de l’hormone sur son récepteur modifie l’activité métabolique de la cellule cible – ↑ ou ↓ activité Actions cellulaires des hormones • Actions selon type d’hormone et cellule cible – Modifications perméabilité mb • Par ouverture de canaux ioniques – Synthèse de protéines (activation de gènes) • Enzymes – Régulation activité enzymatique • ↑ ou ↓ activité – Stimulation mitose • Mécanismes: selon types d’hormones – Liposolubles – Hydrosolubles Plan 1. 2. 3. 4. 5. 6. Généralités Les hormones Mécanismes d’action hormonale Eléments de régulation endocrinienne Les glandes endocrines Les tissus encrines Mécanisme d’action d’une hormone liposoluble • Hormones stéroïdes • Diffusion à travers mb plasmique et nucléaire • Fixation R sur ADN → transcription en ARNm → traduction en protéines Mécanisme d’action d’une hormone hydrosoluble • Dérivées d’aa • Libérées sous forme de précurseurs (préhormones) • Fixation R mb plasmique • Activation enzyme → 2nd messager (AMPc GMPc…) → cascades de réactions amplificatrices Plan 1. 2. 3. 4. 5. 6. Généralités Les hormones Mécanismes d’action hormonale Eléments de régulation endocrinienne Les glandes endocrines Les tissus encrines Régulation de la libération des hormones ↑ sécrétion hormone dans le sang ↓ sécrétion hormone dans le sang Régulation sécrétion hormonale • Boucles de rétro-inhibition (le + souvent) → taux circulants ≈ stables – Exception: Rétroactivation = ocytocine (travail) • Rythme circadiens de sécrétion – ↑ Mélatonine = nuit – ↑ Cortisol = matin • 3 types de stimulus – Hormonal – Humoral – Nerveux Stimulus hormonal • Glandes endocrines libèrent hormones après stimulation par d’autres hormones • Axe hypothalamo-hypophysaire libère hormones qui régulent sécrétion hormones thyroïdiennes, surrénaliennes, ovariennes • Boucles de rétro-inhibition sur l’hypothalamus Stimulus humoral • Variations taux circulants d’ions, nutriments régulent sécrétion hormones • Glycémie régule libération d’insuline par pancréas – ↑ [glucose] sg → ↑ insuline • Calcémie régule libération de PTH par glandes parathyroïdiennes – ↓ [Ca2+] sg → ↑ PTH Stimulus nerveux • Neurofibres (SN) stimulent sécrétion d’hormones • SN sympathique → libération noradrénaline par médullosurrénale • SN peut exercer un contrôle complémentaire à la régulation hormonale ou humorale – Ex: SN sympathique (stress) → ↑ glycémie Plan 1. 2. 3. 4. 5. 6. Généralités Les hormones Mécanismes d’action hormonale Eléments de régulation endocrinienne Les glandes endocrines Les tissus encrines Hypophyse • • Taille d’un pois, suspendue à hypothalamus par tige pituitaire 2 lobes – Antérieur = Adénohypophyse (tissu glandulaire) • • – Synthèse des hormones (protéines) Régulation par hypothalamus Postérieur = Neurohypophyse (tissu nerveux) = stockage neurohormones Hormone croissance (GH) • Effets anabolisant (↑ formation de tissus) – Stimulant de la croissance • • • • • ↑ os long ↑ masse muscles Augmente la glycémie Sécrétion nocturne, pic à l’adolescence Déséquilibres – Enfance • • – Carence → nanisme Hypersécrétion → gigantisme hypophysaire Adulte • Acromégalie (tumeur bénigne hypophyse) Prolactine • • • Structure chimique proche de celle de GH Action = développement glandes mammaires et production lait Stimulée par œstrogènes, pic à l’allaitement FSH et LH • • • Gonadostimulines Rétroinhibition par oestrogènes/progestérone et testostérone LH = Hormone lutéinisante – – • Femme: Ovaires = déclenche ovulation et ↑ progestérone (corps jaune) et œstrogène Homme : Testicules = ↑ sécrétion testostérone FSH = Hormone Folliculo Stimulante : Stimulant gonades – – Femme : → maturation follicules ovariens (développement ovules, préparation ovulation) et ↑ sécrétion œstrogènes Homme : → ↑ spermatogénèse TSH • Stimule croissance de la glande thyroïde → ↑ sécrétion hormones thyroïdiennes • • • Grossesse, froid → ↑ TSH Rétroinhibition par hormones thyroïdiennes Hyposécrétion: – – Enfant: crétinisme Adulte : myxoedème ACTH • Stimule corticosurrénale → ↑ sécrétion cortisol, androgènes et un peu aldostérone • • Fièvre, hypoglycémie, stress → ↑ ACTH Rétroinhibition par glucocorticoïdes Neurohypophyse • Hypothalamus synthétise hormones → axones → hypophyse (stockage) – Si stimulation (SN): libération hormones dans sg • 2 hormones – Ocytocine: Accouchement → contraction utérus, déclenche le travail, éjection lait • Stimulant = Dilatation col utérus, succion (allaitement) – ADH → Stimulation par Osmorécepteurs hypothalamus • ↑ réabsorption eau tubules rénaux – ↓ volume urines et ↑ concentration urines – ↑ Volume sg et PA Thyroïde • Base de la gorge (sous pomme d’Adam) – Palpable • Très vascularisée • 2 lobes + 1 isthme • Remplie de follicules – Contiennent substance colloïdale = thyroglobuline (précurseur hormone thyroïdienne) Thyroïde • Sécrète – Hormone thyroïdienne: thyroxine = T4 (+T3) • 4 (ou 3) atomes d’iode – T3 = forme active • Produites par cellules folliculaires – régulée par TSH (antéhypophyse) – ↑ TSH → ↑ T4, T3 • Effets : – ↑ ↑ métabolisme cellulaire – Croissance et dvpt SNC – Calcitonine • Produite par cellules parafolliculaires – Régulée par calcémie – ↑ calcémie →↑ calcitonine • Effet : – → fixation Ca2+ dans os → ↓ calcémie » Rôle physiologique ? Régulation sécrétion hormones thyroidiennes Hypothalamus Adénohypophyse TSH Thyroïde Hormones thyroïdiennes Cellules cibles Inhibition Stimulation Glandes parathyroïdes Glandes parathyroïdes • PTH = hormone parathyroïdienne • Effets PTH : → ↑ calcémie – Os: → Libération Ca2+ – Intestin: ↑ absorption Ca2+ – Rein: ↑ réabsorption Ca2+ tubule rénal • → effets opposés à calcitonine Régulation hormonale de la calcémie Glandes surrénales • • Chapotent chaque rein 2 Parties – Corticosurrénale (3 couches cellulaires) → Corticostéroïdes 1. Minéralocorticoïdes : Aldostérone 2. Glucocorticoïdes : Cortisol 3. Androgènes – Médullosurrénale → Catécholamines – Adrénaline, noradrénaline Structure histologique des glandes surrénales Corticostéroïdes 1. Minéralocorticoïdes = aldostérone – Effet = Régulation Natrémie et kaliémie – Cible = tubule rénal • • ↑ aldostérone → ↑ réabsorption Na+ (et ↑ excrétion K+) Equilibre hydroélectrique – Régulation par Na+/K+, rénine, ACTH, FNA Régulation de la libération d’aldostérone Corticostéroïdes 2. Glucocorticoïdes – Cortisol • Cortisone – Régulation par ACTH (hypophyse) • Pic en fin de nuit – Effets • Optimise le métabolisme cellulaire – • ↑ glycémie – • Résistance au stress Et ↑ aa et AGL Anti-inflammatoire Corticostéroïdes 3. Androgènes – Hormones sexuelles mâles • + un peu d’œstrogènes (hormones sexuelles femelles) – Sécrétion • En quantités très faibles, mais toute la vie • Chez l’homme → testostérone – et femme → œstrogène – Rôle (probable) = déclenchement puberté • Anabolisant (↑masse musculaire) – Régulation • ACTH (hypophyse) Catécholamines • Médullasurrénale = tissu nerveux – Cellules chromaffines • Synthèse des catécholamines – Tyrosine → dopamine → noradrénaline → adrénaline – Stockage dans vésicules • Neurofibres du système nerveux sympathique – Stress → • Adrénaline → ↑ FC, ↑ PA, dilatation bronchioles, ↑ glycémie… Relations hypothalamus, médulla surrénale et cortex surrénal dans la réponse au stress Ilots pancréatiques • Pancréas = glande mixte – Exocrine = cellules acineuses sécrétant enzymes digestives – Endocrine = ilots cellules (endocrinocytes) sécrétant hormones (insuline, glucagon) Ilots pancréatiques • Endocrinocytes ß → insuline – Sécrétion : post-prandiale – Effets : Hypoglycémiante • Captation glucose par cellules – Myocytes, adipocytes • Mise en réserve glucose (glycogène) – Foie, muscle • Synthèse protéines, triglycérides – Régulation = glycémie • Rétroinhibition Ilots pancréatiques • Endocrinocytes α → Glucagon • Cible = Foie – ↑ dégradation glycogène → glucose – Formation glucose à partir d’aa, glycérol • Effets = hyperglycémie – Libération glucose hépatique dans le sg – ≠ Insuline , très puissant • Régulation de la libération du glucagon – Glycémie (↑ glycémie →↓ glucagon) – Activation SNΣ → ↑ glucagon Régulation de la glycémie Diabète • Glycémie > 1,26 g/L – Excrétion glucose urinaire • Type I = maladie héréditaire causée par auto-destruction des cellules ß (→↓↓ insuline) – Traitement = Autoinjection d’insuline • Type II = Maladie fréquente, associée à surpoids – Favorisé par absence exercice physique, régime trop riche (graisse, sucre) – Causée par inefficacité de l’insuline sur la captation cellulaire du glucose – Entraine pathologies sur autres organes (cœur, rein, œil, SN…) et ↓ résistance aux infections (pied) – Traitement = médicaments hypoglycémiants (+ régime + exercice physique) Corps pinéal = épiphyse • Diencéphale, au dessus 3ème ventricule • Sécrétion mélatonine – Cycle veille/sommeil – Antioxydant Gonades • Glandes sexuelles produisant hormones sexuelles – Hormones stéroïdes (idem surrénales mais en quantité + importante) • Homme : testicules • Femme : ovaires Appareil génital féminin Trompes de Fallope Utérus Vagin Ovaire Col utérus Ovaires • 2 ovaires, dans cavité pelvienne • Gonades = glandes qui produisent les gamètes femelles (ovules) et les hormones ovariennes – Œstrogène – Progestérone • Début fonction ovarienne = puberté – Déclenchement par gonadostimulines (adénohypophyse) → cycle ovarien FSH et LH • • Gonadostimulines LH = Hormone lutéinisante – – • Femme: Ovaires = déclenche ovulation et ↑ progestérone (corps jaune) et œstrogène Homme : Testicules = ↑ sécrétion testostérone FSH = Hormone Folliculo Stimulante : Stimulant gonades – – Femme : → maturation follicules ovariens (développement ovules, préparation ovulation) et ↑ sécrétion œstrogènes Homme : → ↑ spermatogénèse Taux d’hormones plasmatique Taux d’hormones plasmatique Le cycle hormonal Oestrogène Progestérone Ovulation Régulation hormonale • Axe hypothalamo-hypophysaire synchronise les phases du cycle • Entre naissance et puberté: fonction génitale au repos • Puberté à ménopause : tous les mois, production de FSH et LH – FSH: maturation folliculaire (→ œstrogène) – LH: ovulation + corps jaune (→ progestérone) • Œstrogène et progestérone = dérivés du cholestérol (comme testostérone) Régulation hormonale • Œstrogènes = produits par follicule ovarien (paroi) ; stimule prolifération et régénération endomètre (phase proliférative du cycle menstruel) ; préparent utérus pour recevoir ovule fécondé – Acquisition caractères sexuels secondaires (dvpt organes génitaux, seins, pilosité, dépôt tissu adipeux, élargissement bassin…) – Grossesse : libérés par placenta, préparation glandes mammaires à lactation • Progestérone = produit par corps jaune; favorise sécrétions nutritives par endomètre (phase sécrétoire du cycle menstruel) – Grossesse: libérée par placenta, inhibe contractions utérines, préparation glandes mammaires à lactation Testicules • Production gamètes mâles (spermatozoïdes) synthétisés par tubes séminifères • Production hormones sexuelles mâles = androgènes – Principale = testostérone • Libérée par endocrinocytes interstitiels (entre tubes séminifères) • Acquisition caractères sexuels à la puberté: – Primaires : maturation organes génitaux pour la reproduction (formation spermatozoïdes) – Secondaires : croissance osseuse, pilosité, mue de la voix, ↑ masse musculaire (masculinisation) FSH et LH • • Gonadostimulines LH = Hormone lutéinisante – – • Femme: Ovaires = déclenche ovulation et ↑ progestérone (corps jaune) et œstrogène Homme : Testicules = ↑ sécrétion testostérone FSH = Hormone Folliculo Stimulante : Stimulant gonades – – Femme : → maturation follicules ovariens (développement ovules, préparation ovulation) et ↑ sécrétion œstrogènes Homme : → ↑ spermatogénèse Plan 1. 2. 3. 4. 5. 6. Généralités Les hormones Mécanismes d’action hormonale Eléments de régulation endocrinienne Les glandes endocrines Les tissus encrines Autres tissus endocrines • Cellules qui produisent des hormones dans tissus remplissant aussi une autre fonction • Tissu adipeux → leptine – Régulation bilan énergétique • Paroi estomac → gastrine – Libération HCl par paroi gastrique • Paroi duodénum → sécrétine et CCK – Sécrétion sucs pancréatiques (pancréas) – Sécrétion bile (foie + vésicule biliaire) Autres tissus endocrines • Reins → EPO – Stimulation synthèse GR (moelle osseuse) • Cœur → FNA – Inhibition sécrétion aldostérone – ↓ volume sg et ↓ PA • Peau (+ reins + foie) → vitamine D – ↑ absorption intestinale Ca2+ – Fixation Ca2+ dans os Peau et vitamine D • Peau = Lieu synthèse précurseur vitamine D qui sera ensuite transformé en molécule active par reins puis foie • Rôle principal de la Vitamine D = régulation métabolisme calcium (↑ absorption intestinale) UV Vitamine D
