Axe HH

Physiologie 3
Axe hypothalamo-hypophysaire 1
Plan :
I. Généralités sur les hormones
1. Définition, nature chimique et transport des hormones
2. Récepteurs membranaires
3. Récepteurs intracellulaires
II. L'axe hypothalamo-hypophysaire
1. Localisation de l'hypothalamus et de l'hypophyse
2. Mise en évidence
III. Le système endocrinien
IV. La cortico-surrénale
1. Fonctions métaboliques des corticoïdes
2. Fonctions non métaboliques des corticoïdes
3. Contrôle de la fonction corticotrope
4. Exploration de la fonction corticotrope de la surrénale

I. Généralités sur les hormones
1. Définition, nature chimique et transport des hormones
On oppose un peu les hormones aux neuromédiateurs qu'on a étudié en première année.
Les neuromédiateurs sont libérés localement, en très grande quantité. Les hormones sont
sécrétées par des cellules spécifiques qui sont des cellules endocrines, qui sont, en
général, associées entres elles et qui forment une glande endocrine.
Ces substances sont sécrétées en très petite quantité, de l'ordre de la nanomole. L'action
peut parfois être à distance lointaine, en périphérie et donc ces substances vont être
transportées par le sang. On va voir qu'il y a quelques exceptions à ça, par exemple, le NO
qui a une action paracrine, ou la progestérone et l'œstradiol qui ont aussi un effet
paracrine.
Il y a des systèmes de transport qui transportent l'hormone. Une fois arrivée à la cellule
cible, elle se lie à des récepteurs qui sont des récepteurs très spécifiques.
Certaines hormones, qui ne vont pas passez la membrane, ont des récepteurs
membranaires. D'autres hormones passent très bien la membrane, leurs récepteurs vont
se trouver soit dans le cytosol, soit dans le noyau. Ces hormones ont une action
extrêmement spécifique.
Pour le cas des neuromédiateurs, par exemple l'acétylcholine ou la noradrénaline, on en a
partout, ils ont aussi une action particulière, parce qu'on a une cellule particulière avec un
récepteur particulier. L'hormone se lie sur un récepteur très spécifique, et la cellule sur
laquelle agit l'hormone est en général une cellule très spécifique sauf quand on est
parfaitement en périphérie.
Il y a deux types d'hormones : la qualité hydrophilie/lipophilie va expliquer la façon dont
l'hormone pénètre dans la cellule, ou en tout les cas avoir leur action cellulaire.
Pour les hydrophiles, ce sont des hormones en général stockées dans des granules. Elles
sont très souvent libérées sous forme libre mais qui vont passer la membrane des glandes
qui les sécrètent par un transport actif. Une fois qu'elles vont arriver à la cellule cible, ces
hormones ne vont pas passer la membrane cellulaire, elles vont aller se lier sur des
récepteurs membranaires. On a en particulier les récepteurs à 7 domaines
transmembranaires, qui sont liés à une sous unité catalytique qui va entrainer toute une
cascade de réactions dans la cellule, et on explique comme ça l'action dans la cellule. La
vitesse de réponse est variable.
Les hormones qui agissent de cette façon sont toutes les protéines et tous les
aminoacides.
A l'inverse, toutes les hormones stéroïdes (qui sont toutes les hormones de la cortico
surrénale qu'on va voir aujourd'hui), les hormones thyroïdiennes (qu'on verra à la fin),
tous les rétinoides et en particulier la vitamine D, puis les hormones sexuelles sont des
hormones lipophiles. Comme elles sont lipophiles, elles sont capable de passer la
membrane cellulaire. Elles sont peu stockées (sur le poly il est marqué non stockées, ce
n'est pas tout à fait exact on verra que cela à son importance avec les corticostéroides).
Elles sont en général transportées par voie sanguine sous forme liée à une protéine, et on
verra qu'il y a des protéines spécifiques et d'autres qui sont non spécifiques comme
l'albumine. Ces hormones traversent les membranes et rencontrent leur récepteur
spécifique. Ces hormones vont jouer sur l'ADN, donc on comprend pourquoi les hormones
lipophiles par rapport aux hormones hydrophiles vont avoir une action beaucoup plus

lente, beaucoup plus prolongée. Ce sont donc des réponses lentes et durables car ce n'est
pas la même adaptation.
De même que l'action et la façon varie selon que nous avons des hormones lipophiles ou
hydrophiles, selon la nature chimique, soit les hormones sont libérées par exocytose (c'est
le cas des hormones hydrophiles), soit elles passent les membranes et elles sont libérées
par simple diffusion.
Beaucoup d'hormones sont libérées sous forme inactives et sont activées en périphérie.
C'est le cas pour l'hormone T3-T4. Un peu de T3 est libérée sous forme active par la
thyroïde, mais la grande majorité est libérée sous forme T4 et sera transformée en T3
active.
De même pour la testostérone, c'est l'hormone efficace. Celle qui est libérée c'est la
testostérone, et c'est la double hydratation en périphérie qui va entrainer l'activité de la
testostérone.
Autre exemple, la vitamine D.
On appelle les hormones « les horloges de la vie » car elles sont soumises à des rythmes
qui peuvent être des rythme ultradiens courts de quelques minutes ou quelques heures,
ou des rythmes circadiens ou nycthéméraux (de 24h), ou encore des rythmes infradiens
(des mois ou des années). Une même hormone peut être soumise à 2 ou 3 rythmes, en
particulier les hormones sexuelles.
Pour le transport, la plupart des hormones hydrophiles sont transportées sous forme libre,
alors que la plupart des hormones lipophiles sont transportées sous forme liée à des
protéines. Ceci explique la demi-vie : si on est moins lié à des protéines, on est moins
protégé de la dégradation et donc la demi vie va être plus courte.
En fonction du degré de liaison, les demi vies des hormones vont être plus ou moins
longues.
Les protéines de transport :
 une seule est ubiquitaire, c'est l'albumine. Son avantage c'est qu'il y en a beaucoup
et tout le temps. L'albumine va pouvoir tout transporter.
 Il y a des protéines spécifiques : BG pour protéine de transport, et le sigle de
l'hormone en question, T pour l'hormone thyroidienne, Te pour la testostérone.
Quand l'hormone est transportée par une protéine spécifique, l'avantage c'est qu'elle est
protégée de la dégradation, même si elle est en très faible quantité. La liaison est affine,
l'hormone est stable et elle est donc protégée de la dégradation.
Rappel : les cascades enzymatiques
2. Récepteurs membranaires
Cela concerne les hormones hydrophiles.
On a un récepteur auquel l'hormone se lie, ce qui va entrainer l'activation d'une protéine G
membranaire. Cette protéine G est faite de 3 sous unités : alpha, bêta, gamma.
La partie alpha est soit activatrice/ stimulatrice S, soit inhibitrice I, soit Q: elle va être
activatrice sur une autre forme catalytique que Gs ou Gi.
Gs ou Gi sont des sous unités alpha qui vont jouer sur l'activité de l'adénylate cyclase soit
en l'activant (Gs) soit en l'inhibant (Gi).

L'Adénylate cyclase (Ac) va permettre la cyclisation de l'AMPc qui va être le second
messager, c'est à dire la substance qui va aller activer la substance qui va entrainer la
cascade des modifications intracellulaires qui sont en général des kinases.
La protéine Gq a pour sous unité catalytique la phospholipase C capable de dégrader le
phosphatydilinositol triphosphate en inositol triphosphate et en diacylglycérol. Ce sont ces
deux seconds messagers qui vont aller agir soit sur la membrane cellulaire, soit sur la
membrane du réticulum endoplasmique, par exemple pour le cellule musculaire lisse.
D'autres récepteurs membranaires sont ceux qui ont un seul domaine transmembranaire,
et parmi ces récepteurs certains vont avoir une activité kinase membranaire. Ces
récepteurs sont activés sous forme monomère ou dimère. Cette activité enzymatique
intrinsèque est en général une activité tyrosine kinase. On a l'exemple du récepteur IGF-1
ou du récepteur EGF.
On prend l'exemple de l'IGF 1, qui est sous forme de monomère au repos mais qui va se
dimériser. Ce récepteur à une partie alpha de liaison à l'hormone, une partie bêta
transmembranaire et une partie intracellulaire qui porte une activité, en général tyrosine
kinase.
Lorsque l'hormone se lie, cela entraine la dimérisation de ces récepteurs, qui va entrainer
l'activation de l'activité tyrosine kinase intracellulaire.
IGF 1 est une insuline-like growth factor one, c'est le récepteur par lequel l'hormone de
croissance va agir sur les tissus.
Les récepteurs à un domaine peuvent être aussi sans activité kinase intrinsèque. Lorsque
l'hormone est liée au récepteur, le récepteur va aller chercher une substance qui a une
activité kinase intracellulaire et va s'en servir pour continuer la cascade de l'efficacité.
C'est le cas par exemple de l'hormone de croissance (GH). Le récepteur est à un seul
domaine transmembranaire mais les récepteurs vont se dimériser quand l'hormone de
croissance se lie à un des deux. Dans le voisinage du récepteur, il y a une substance qui
s'appelle JAK2 qui à une activité kinase intrinsèque. Après la dimérisation, la partie
intracellulaire du récepteur va se lier à JAK2 et celui-ci va entrainer la cascade des
phosphorylations locales.
3. Récepteurs intracellulaires
Cela concerne les hormones lipophiles.
Il s'agit des hormones stéroïdes qui peuvent traverser la membrane cellulaire.
L'hormone est sécrétée par la cellule endocrine, et elle va être véhiculée dans le sang en
se liant à une protéine qui peut être soit spécifique, soit ubiquitaire comme l'albumine.
Lorsque l'hormone arrive à proximité de la cellule, elle va se libérer de la protéine de
transport, elle passe la membrane par diffusion, et là de deux choses l'une :
 soit elle rencontre son récepteur dans le cytoplasme, elle va s'y lier et traverser la
membrane nucléaire pour rencontrer les éléments de réponse de l'ADN.
 Soit elle ne rencontre pas ou peu son récepteur dans le cytoplasme, elle ne le
rencontre qu'après avoir traverser la membrane nucléaire. Une fois liée au
récepteur nucléaire elle va se lier sur des parties extrêmement spécifiques de l'ADN
qui est l'élément de réponse, et ceci va permettre l'activation de la transcription et
la traduction du gène adéquat, grâce à l'activation de l'ARN polymérase. L'ARN
mature va traverser la membrane cellulaire, et permettre la production de protéine

au niveau cytosolique pour ensuite entrainer la libération de protéine. Ces protéines
peuvent être adressées à la membrane.
C'est ainsi par exemple que, quand une cellule musculaire lisse bronchique est inondée
d'acétylcholine, les β2 récepteurs s'internalisent : ils vont être dégradés ou vont rester un
peu dans le cytoplasme. C'est le rôle des corticoïdes, et c'est la raison pour laquelle on
associe toujours les β2 aux corticoïdes chez les asthmatiques. On va empêcher l'action des
β2 récepteurs et ce qui permet de refaire des récepteurs (qui sont des protéines) qui vont
être adressés à la membrane ce sont les corticoïdes. On verra que les corticoides ont
encore d'autres actions.
II. L'axe hypothalamo-hypophysaire
1. Localisation de l'hypothalamus et de l'hypophyse
On fait un peu d'anatomie
En endocrinologie, il y a un grand axe qui est l'axe hypothalamo-hypophysaire qui est situé
dans la zone centrale. L'hypophyse est située dans la selle turcique. Quand il y a des
maladies de l'hypophyse il peut y avoir une modification de la selle turcique et ça peut se
voir sur une radio du crane. Quand on a peu de moyens (scanner...) on peut toujours faire
une radio du crane si on a un doute sur une tumeur hypophysaire, par exemple.
2. Mise en évidence
Comment a-t-on mis en évidence cet axe hypothalamo-hypophysaire ?
On a coupé sous l'hypothalamus, c'est à dire qu'on a sectionné toutes les efférences de
l'hypothalamus vers la périphérie. On voyait alors une involution de certaines cellules
hypophysaires. Une partie de l'hypophyse est donc indépendante de l'action de
l'hypothalamus, mais la grande partie involuait.
On voyait aussi une involution des glandes périphériques, mais cette involution est
incomplète aussi. Donc même si l'hypophyse est dépendante de l'hypothalamus, elle est
quand même capable de travailler un peu toute seule, et donc de garder une partie de la
fonction périphérique même après section complète des jonctions hypothalamo-
hypophysaires.
C'est ainsi qu'on a mis en évidence un tas de releasing factors (facteurs de libération
hypothalamiques), qui agissent directement sur l'hypophyse à quelques exceptions près.
On a ainsi mis en évidence le corticotrope releasing factor CRF qu'on appelle maintenant
corticolibérine, qui est le facteur de libération hypothalamique qui entraine la fonction
cortico-surrénale.
On a TRF pour thyroïde, LH-RH ou GnRH pour la fonction sexuelle, la somatocrinine
stimule l'hormone de croissance tandis que la somatostatine l'inhibe. Le PIF inhibe la
prolactine, qui entraine la formation de lait.
Cet hypothalamus à une période critique, qui est le 3e mois post natal. En cas d'atteinte
centrale pendant le 3e mois, on peut modifier son activité et avoir des maladies dues à
anomalie hypothalamique. Cette période est critique particulièrement pour la
détermination du sexe de l'hypothalamus.
On décrit un sexe de l'hypothalamus parce que la libération des hormones sexuelles,
ainsi que tout ce qui sous-tend la sexualité et la fécondation chez la femme, est cyclique.