Biosynthèse des hormones stéroïdiennes

Biosynthèse du Cholestérol et des Hormones Stéroïdes

• La biosynthèse du Cholestérol et des Hormones Stéroïdes est un processus crucial dans le corps humain.
• Le cholestérol est un lipide à 27 carbones, avec un noyau cyclo-pentanoperhydrophénantréne.
• Le cholestérol possède un groupe hydroxyle sur le carbone 3, une double liaison entre les carbones 5 et 6, une chaîne latérale ramifiée en C17 et deux méthyles en positions 10 et 13.
• Le cholestérol est un composant essentiel des membranes cellulaires et un précurseur de la synthèse d'acides biliaires, d'hormones stéroïdes et de la vitamine D.
• Les besoins en cholestérol sont de 1,2 g/24h, dont 0,2 g provenant de l'alimentation et 1 g synthétisé par le foie et l'intestin.

Structure du Cholestérol

• Le cholestérol est un lipide de la famille des stérols, possédant 27 atomes de carbone.
• Il présente une structure spécifique avec un noyau cyclopentanoperhydrophénanthrène.
• Le cholestérol porte également des groupements fonctionnels supplémentaires (hydroxyle sur C3, double liaison entre C5-C6, chaîne latérale en C17 et 2 méthyles en positions 10 et 13).
• Ces caractéristiques structurelles sont cruciales pour son rôle dans l'organisme.

Intérêt du Cholestérol

• Le cholestérol est un constituant essentiel des membranes cellulaires, formant une bicouche lipidique.
• Il agit comme précurseur dans la synthése des acides biliaires, indispensables à la digestion des lipides.
• Il est aussi précurseur des hormones stéroïdes fabriquées par les surrénales, les gonades, et le placenta.
• Le cholestérol est indispensable à la synthèse de la vitamine D, importante pour le métabolisme phosphocalcique.

Besoins et Origine du Cholestérol

• Les besoins quotidiens en cholestérol sont d'environ 1,2 g par 24 heures.
• Une partie (0,2 g) provient de l'alimentation.
• La majorité (1 g) est synthétisée par le corps, principalement dans le foie.
• Une petite part de 1g est également synthétisée dans l'intestin.

Étapes de la Biosynthèse du Cholestérol

• La biosynthèse du cholestérol à partir de l'acétyl-CoA se déroule en 4 étapes clés.
• La formation du mévalonate, l'activation du mévalonate en isoprène, la condensation des isoprènes en squalène, et la cyclisation et la transformation en cholestérol.
• Le processus implique 18 Acétyl-CoA et 18 ATP pour produire une molécule de cholestérol.

Formation du mévalonate

• La première étape de la synthèse du mévalonate est la condensation de l'acétyl-CoA et de l'acétoacétyl-CoA, catalysée par la HMG-CoA synthase.
• Cette réaction est suivie par l'hydroxylation et la réduction du 3-hydroxy-3-méthylglutaryl-CoA (HMG-CoA), catalysée par la HMG-CoA réductase, pour former le mévalonate.

Formation d'isoprène

• Le mévalonate est phosphorylé et décarboxylé pour former le 5-pyrophosphomevalonate.
• Un phosphate est remplacé par un pyrophosphate.
• La molécule est déscarboxylée, formant l'isopentényl pyrophosphate et le diméthylallyl pyrophosphate.

Condensation en squalène

• Les isoprènes (isopentényl et diméthylallyl pyrophosphates) subissent des étapes de condensation pour former le squalène.
• Le géranyl pyrophosphate est formé puis, un farnésyl pyrophosphate.
• La condensation de deux unités isoprènes conduit à la formation de squalène C30.

Cyclisation et Transformation en Cholestérol

• Le squalène est transformé en cholestérol par une série de réactions qui impliquent l'intervention d'enzymes différentes. La cyclisation et la transformation du squalène en cholestérol sont nécessaires à la création de la structure stéranique.

Régulation de la Biosynthèse du Cholestérol

• Le taux d'insuline active la HMG-CoA réductase.
• Le glucagon inhibe l'enzyme.
• La HMG-CoA réductase est une enzyme essentielle dans le métabolisme du cholestérol.
• Régulation allostérique par le mévalonate, l l'ATP, le NADPH et d'autres métabolites du cholestérol.

Hormones Stéroïdes (Généralités)

• Les hormones stéroïdes sont des lipides dérivés du cholestérol.
• Elles comportent un noyau stérane avec 4 anneaux cycliques.
• Les principales glandes stéroïdes sont les surrénales, les gonades (testicules et ovaires), et le placenta.

Hormones Stéroïdes (Surrénales)

• La corticosurrénale est constituée de trois zones (glomérulée, fasciculée et réticulée), chacune ayant des fonctions spécifiques.
• La zone glomérulee sécrète les minéralocorticoïdes (aldostérone), impliqués dans l'équilibre électrolytique.
• La zone fasciculée sécrète les glucocorticoïdes (cortisol), impliqués dans la réponse au stress et le métabolisme.
• La zone réticulée sécrète les androgènes faibles (DHEA et androstenedione).

Hormones Stéroïdes (Gonadiques)

• Les gonades (ovaires et testicules) synthétisent des hormones stéroïdes, notamment la progestérone, la testostérone et les œstrogènes.
• Les cellules lutéales du corps jaune des ovaires et le placenta sécrètent des quantités importantes de progestérone.
• La testostérone est principalement sécrétée par les cellules de Leydig du testicule et, dans une moindre mesure, par les surrénales.
• Les hormones stéroïdes sont des précurseurs dans la synthèse d'autres hormones, comme par exemple, les œstrogènes.

Biosynthèse des Hormones Stéroïdes (Surrénales)

• La synthèse des hormones stéroïdes surrénales débute par le cholestérol.
• Le cholestérol est modifié pour former la pregnénolone.
• La pregnénolone est convertie en divers produits, notamment le cortisol et l'aldostérone.
• La voie et l'équipement enzymatique déterminent la synthèse précise.

Biosynthèse des Hormones Stéroïdes (Gonadiques)

• La synthèse évolue à partir du cholestérol et de la pregnénolone, en prenant des voies distinctes pour chaque hormone.
• La synthèse de la progestérone est un exemple, et le cycle implique un ensemble d'enzymes spécifiques dans des voies distinctes.
• Ainsi, la testostérone est synthétisée à partir du cholestérol en passant par la pregnénolone, et en suivant différentes voies.
• Les œstrogènes sont synthétisés à partir de la testostérone grâce à une aromatisation.

Effets Physiologiques des Hormones Stéroïdes

• Les hormones stéroïdes ont des effets variés et importants sur l'organisme.
• Les minéralocorticoïdes (aldostérone) régulent l'équilibre électrolytique, notamment la réabsorption de sodium dans les reins.
• Les glucocorticoïdes (cortisol) influencent la réponse au stress, le métabolisme des glucides, des protéines et des lipides.
• Les androgènes (DHEA) et les hormones sexuelles (testostérone et œstrogènes) influencent le développement et le maintien des caractères sexuels secondaires.

Régulation du Cortisol et de l'Aldostérone

• La sécrétion du cortisol est régulée par un système de rétroaction négative impliquant l'hypothalamus et l'hypophyse.
• L'hormone adrénocorticotrope (ACTH) stimule la production de cortisol.
• Une chute du taux de cortisol déclenche une augmentation de la production d'ACTH.
• La production de cortisol suit un rythme circadien, étant plus élevée le matin.

Régulation de la Testostérone

• La sécrétion de testostérone est régulée par le complexe hypothalamo-hypophysaire.
• La libération du GnRH par l'hypothalamus stimule la production de LH et de FSH par l'hypophyse.
• Les cellules de Leydig des testicules produisent la testostérone en réponse à la LH.
• Une rétroaction négative se produit lorsque le taux de testostérone est élevé.

Régulation des Œstrogènes et Progestérone

• La sécrétion des œstrogènes et de la progestérone est contrôlée par l'axe hypothalamo-hypophysaire.
• Les hormones FSH et LH influencent les cycles ovulatoires.
• L'œstradiol est le principal œstrogène circulant, et est synthétisé dans les ovaires à partir de la testostérone par aromatisation.
• La progestérone est synthétisée à partir de la pregnénolone dans les ovaires et le placenta.

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