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ACTES 2021-2022 Hormones de la médullosurrénale I. Physiologie A. Anatomie-histologie-embryologie Les surrénales sont des glandes endocrines au nombre de deux, situées au dessus du rein et pèsent 6 à 10g. Elles sont constituées d’une fine capsule fibreuse, d’une partie périphérique appelée la cor...

ACTES 2021-2022 Hormones de la médullosurrénale I. Physiologie A. Anatomie-histologie-embryologie Les surrénales sont des glandes endocrines au nombre de deux, situées au dessus du rein et pèsent 6 à 10g. Elles sont constituées d’une fine capsule fibreuse, d’une partie périphérique appelée la corticosurrénale CS (4/5ème de la glande) et d’une partie centrale appelée la médullosurrénale MS (1/5ème de la glande). Ces deux parties ont des origines embryologique différentes, la corticosurrénale dérive du mésoblaste et la médullosurrénale de l’ectoblaste. Les cellules qui composes la médullosurrénale sont appelées les cellules chromaffines en référence à leur affinité pour le chrome. Elles sont organisées en amas (vésicules) autour des capillaires afin d’assurer la sécrétion des catécholamines dans la circulation sanguine. Ces vésicules sécrétrices produisent des catécholamines telles que l’adrénaline & la noradrénaline, et également la chromogranine A, le neuropeptide Y, la somatostatine & la substance P. B. Médullosurrénale et système sympathique Le système nerveux sympathique appartient au sytème nerveux végétatif périphérique ou sytème nerveux autonome SNA. Il établit un lien entre le système nerveux central SNC et de nombreuses fonctions physiologiques de l’organisme. Les centres nerveux végétatifs sont situés dans la corne de la moelle épinière thoracique et lombaire. De ces centres partent les fibres préganglionnaires qui font relais au niveau des ganglions sympathiques avec les fibres postganglionnaires. Dans les ganglions sympathiques on retrouve un signal cholinergique médié par un neuromédiateur, l’acétylcholine, transmis aux fibres postganglionnaires. Les fibres postganglionnaires iront stimuler les organes cibles au moyen d’un signal adrénergique médié par la noradrénaline (Norad). Les organes cibles sont le cœur, les vaisseaux sanguins, les muscles lisses, le foie, l’œil, les glandes, les organes génitaux & la vessie. La médullosurrénale MS est un ganglion sympathique donc les fibres préganglionnaires sympathiques cholinergiques provoquent la libération par la MS d’adrénaline & de noradrénaline dans le sang. La MS dérive embryologiquement de la crête neural (ectoblaste) tout comme les ganglions du système nerveux sympathique SNS. Rédigé par Margaux Nicoulaud, ne substitue pas au cours Réservé aux membres de l’ACTES ACTES 2021-2022 Les stimuli de la surrénale sont : - Nerveux : hypotension, froid, peur… - Sanguins : hypoxie, hypercapnie, hypoglycémie, les hormones thyroïdiennes & corticosurrénales C. Catécholamines CA Cathécolamines : - Dopamine - Noradrénaline Norad (anciennement norépinéphrine) - Adrénaline (anciennement épinéphrine) Concernant leur structure, les catécholamines sont des amines biogènes constitués d’un noyau catéchol (un groupement phényl lui-même substitué par deux groupements hydroxydes) et d’une chaine éthylamine. Les lieux de production des catécholamines sont au nombre de 3 : la médullosurrénale, les fibres postganglionnaires du SN sympathique & les neurone du SNC. La glande médullosurrénale est l’organe le plus riche en catécholamines : elle contient de l’adrénaline (en quantité bien supérieure à la Norad), de la noradrénaline et de la dopamine (très petite quantité). Les fibres postganglionnaires du SN sympathique ne contiennent que de la noradrénaline car ces fibres ne possèdent pas l’enzyme capable de transformer la noradrénaline en adrénaline. Les vésicules synaptiques des neurones du SNC stockent principalement la noradrénaline & la dopamine (en quantité équivalente), mais l’adrénaline également en très petite quantité. D. Biosynthèse des catécholamines La tyrosine est l’AA précurseur de la synthèse des catécholamines, il est apporté par l’alimentation ou résultant de l’hydroxylation de la phénylalanine PHE sous l’action de la PHE-hydroxylase. La biosynthèse de l’adrénaline se déroule en 4 étapes. Etape 1 : Hydroxylation de la tyrosine TYR La tyrosine est hydroxylée en L-DOPA (dihydroxyphénylamine). Cette réaction est catalysée par la tyrosine hydroxylase, enzyme clé de la biosynthèse des catécholamines. Cette enzyme est présente dans le cytoplasme des neurones du SNC, du système nerveux sympathique et dans les cellules de la médullosurrénale. Les cofacteurs de cette enzyme sont : - L’O2 qui sera transformé en H2O sous l’action de la TYR-hydroxylase - Un ion Fe2+ - Le tétrahydrobioptérine BH4 qui donnera 2 ions hydrogènes et deviendra le dihydrobioptérine BH2. Le BH4 est synthétisé depuis le GTP ou régénéré à partir du BH2 grâce à la dihydrobioptérine réductase L’activité de la TYR-hydroxylase est stimulée par les stimuli nerveux & les facteurs de croissance & est inhibée par la L-DOPA & la noradrénaline. La TYR-hydroxylase est active sous forme phosphorylée donc cette réaction constitue l’étape limitante de la biosynthèse des catécholamines. Etape 2 : décarboxylation de la L-DOPA L’enzyme cytoplasmique DOPA-décarboxylase va décarboxyler la L-DOPA en dopamine. Cette réaction s’accompagne de la transformation de l’H2O en HCO3-. La DOPA-décarboxylase nécessite la présence de son cofacteur, le phosphate de pyridoxal qui correspond à la forme active de la vitamine B6. Rédigé par Margaux Nicoulaud, ne substitue pas au cours Dopamine Réservé aux membres de l’ACTES ACTES 2021-2022 Etape 3 : Hydroxylation de la dopamine en noradrénaline La dopamine est transformée en noradrénaline grâce à la Dopaminehydroxylase. Cette réaction nécessite préalablement le transfert intravésiculaire de la dopamine depuis le cytoplasme. La dopaminehydroxylase nécessite de l’O2, transformé en H2O & d’un donneur d’électrons qui correspond à la vitamine C. Etape 4 : synthèse de l’adrénaline La dernière étape correspond à la transformation de la noradrénaline en adrénaline. Cette réaction est catalysée par la Phénylethanolamine N-méthyl-transférase PNMT qui transfère le radical méthyle de l’adénosyl-méthionine sur la noradrénaline ce qui aboutit à la formation d’adrénaline, d’adénosyl-homocystéine & à la libération de 2 ions H+. La localisation cytoplasmique de l’enzyme PNMT nécessite la sortie préalable de la noradrénaline des granules de stockage. Cette réaction a lieu exclusivement dans la médullosurrénale & dans les neurones adrénergiques du SNC. Les terminaisons nerveuses du SNS ne possèdent pas de PNMT, elles ne produisent donc pas d’adrénaline. Après leur synthèse, les catécholamines sont stockées dans les granules des cellules chromaffines. L’exocytose des catécholamines est déclenchée par l’acéthylcholine libérée par les fibres sympathiques pré-ganglionnaires. Une partie des catécholamines libérées après stimulation neuronale, diffuse dans la circulation. Dans la circulation générale : - 50-60% des catécholamines plasmatiques sont conjuguées, le reste est libre - La dopamine provient des neurones dopaminergiques - La noradrénaline provient des fibres postganglionnaires du SN sympathiques - L’adrénaline provient à 95% de la médullosurrénale E. Catabolisme des catécholamines Les catécholamines sanguines ont une demi-vie d’environ 2 minutes. Elles sont catabolisées au niveau du SN sympathique, de la médullosurrénale ou des organes périphériques comme le foie ou les reins. La dégradation des catécholamines résultent de l’action combinée de 2 enzymes. La monoamine-oxydase (MAO) : - Action : désamination oxydative de la noradrénaline & de l’adrénaline - Localisation : mitochondries de nombreuses cellules, dont les neurones catécholaminergiques du SNC La Catéchol-O-méthyl-transférase (COMT) : - Action : greffe d’un méthyle (groupement CH3) sur le groupement hydroxyle (OH) du carbone 3 de la noradrénaline ce qui aboutit à la formation d’une fonction méthoxy. Ainsi les catécholamines sont transformées en métanéphrines, plus précisément : o noradrénaline => normétadrénaline o adrénaline => métadrénaline o dopamine => 3-méthoxytyramine - Localisation : reins & foie mais absente des neurones du SN sympathique La noradrénaline & l’adrénaline vont subir l’action successive de ces deux enzymes (MAO puis COMT ou inversement) ce qui aboutit à la production d’acide vanylmandélique VMA. Le VMA est d’un point de vue quantitatif, le principal métabolites urinaires des catécholamines. La normétadrénaline & la métadrénaline sont également éliminées directement dans les urines. On retrouve également de l’adrénaline & de la noradrénaline dans les urines. Rédigé par Margaux Nicoulaud, ne substitue pas au cours Réservé aux membres de l’ACTES ACTES 2021-2022 La dopamine va être transformée en 3-méthoxytyramine 3MT sous l’action de COMT, puis en acide homovanillique HVA sous l’action de la MAO. L’HVA sera par la suite éliminée dans les urines. Elimination urinaire des catécholamines : - 80% de l’adrénaline & de la noradrénaline sont éliminées sous forme de VMA - 10 à 15% de l’adrénaline & de la noradrénaline sont éliminées sous forme de normétadrénaline & la métadrénaline - Une petite quantité est éliminée directement sous forme d’adrénaline & de noradrénaline - La dopamine est éliminée uniquement sous forme d’HVA Les catécholamines & leurs métabolites sont éliminés par voie urinaire sous forme libre mais majoritairement sous forme conjugués. F. Actions physiologiques des catécholamines Les catécholamines agissent sur les récepteurs membranaires des cellules cibles. Pour la noradrénaline & l’adrénaline, il s’agit de récepteurs dits adrénergiques. Effet chronotrope positif : augmente la fréquence de contraction Effet inotrope positif : augmente la puissance de contraction Effet dromotrope positif : augmente la conduction Rédigé par Margaux Nicoulaud, ne substitue pas au cours Réservé aux membres de l’ACTES ACTES 2021-2022 L’adrénaline (& la noradrénaline) sont des hormones permettent la réponses au stress à court terme. Sous l’influence du stress, la médullosurrénale est stimulée par les fibres préganglionnaires sympathiques, ce qui aboutit à la production de l’adrénaline & de la noradrénaline. Les effets physiologiques produits permettront à l’organisme de répondre au stress : - Augmentation du débit cardiaque - Augmentation de la pression sanguine - Augmentation de la glycémie - Dilatation des bronches - Diminution de l’activité du tractus digestif - Diminution de l’élimination de l’urine II. Exploration biologique A. Modalités de prélèvement 1. Le prélèvement de sang Le prélèvement de sang doit être réalisé chez le patient le matin à jeun après un repos en position allongée de 20 minutes. En effet les concentrations en catécholamines sont soumises à des variations nycthémérales, elles seront plus élevées le matin que le soir. Elles augmentent également avec l’apport alimentaire, l’activité physique & le stress. 2. Le prélèvement d’urine Les analytes dosés sur les urines seront dosés sur les urines issues d’un recueil des 24h, qui devront être acidifiées & emmenées au laboratoire rapidement et dans de la glace. Le dosage sur les urines de 24h est préférable au dosage sur une miction car il y a une meilleure intégration de la sécrétion qui est souvent irrégulière. Le résultats du dosage sur des urines de 24h sera exprimé par rapport à la créatininurie des 24h (concentration de créatinine dans les urines), donc le dosage s’exprimera en nmol/mmol créatinine. B. Analytes dosés 1. Catécholamines On dose l’adrénaline, la noradrénaline & la dopamine dans le sang ou les urines. On dose les formes libres qui sont un meilleur marqueur des tumeurs ou de les formes liées. Les deux méthodes de dosage utilisées sont la chromatographie liquide haute pression HPLC & la spectrométrie de masse. 2. Métanéphrines Les métanéphrines sont les catabolites méthoxylés par la COMT des catécholamines. Il s’agit de la normétadrénaline, la métadrénaline & la 3-méthoxytyramine. Ils sont dosés dans le sang & les urines par la chromatographie liquide haute pression HPLC & la spectrométrie de masse également. Rédigé par Margaux Nicoulaud, ne substitue pas au cours Réservé aux membres de l’ACTES ACTES 2021-2022 3. Catabolites acides On dose l’acide vanylmandélique VMA & l’acide homovanillique HVA uniquement dans les urines. Ils sont dosés par les deux mêmes méthodes, la chromatographie liquide haute pression HPLC & la spectrométrie de masse. III. Pathologies Les pathologies de la médullosurrénale sont principalement des pathologie dues à un excès de sécrétion de cathécholamines engendré par des tumeurs. Il existe 3 pathologies : - Les phéochromocytome (90% des cas) : tumeurs qui se développent aux dépends des cellules chromaffines de la médullosurrénale. - Les paragangliome = phéochromocytome extra-surrénalien (10% des cas) : tumeurs des cellules chromaffines des ganglions sympathiques - Les neuroblastome = tumeur maligne du jeune enfant : tumeur embryonnaire qui se développe à partir neuroblastes issues des crêtes neurales (les neuroblastes donnent naissances aux ganglions sympathiques & aux cellules chromaffines. A. Phéochromocytome 1. Pathogénies Tumeurs qui se développent au niveau de la médullosurrénale. Elles synthétisent des cathécholamines de façon plus ou moins continue. L’adrénaline & la noradrénaline sont, pour l’essentiel converties en métanéphrines inactives au sein de la tumeur. 2. Clinique & prévalence C’est une tumeur bénigne de l’adulte, qui apparait en moyenne vers l’âge de 40 ans avec une fréquence de 1 cas /20 000. Elle est caractérisée par une HTA & la triade : céphalées, palpitations & sueur. 3. Diagnostique Les examens biologique révèlent les anomalies suivantes : - Augmentation importante de métadrénaline & de noramétadrénaline dans le sang & les urines. - Augmentation importante de VMA urinaire - Concentration normales ou augmentatées d’adrénaline et de noradrénaline dans le sang & les urines On utilise l’imagerie pour localiser la tumeur. 4. Traitement & pronostic Cette pathologie est généralement bénigne & curable, elle est traitée par une exérèse chirurgical. On observe une évolution métastasique dans 10-15% des cas seulement. Il y a des risques de récidive, donc les patients doivent être suivis sur le long terme. Rédigé par Margaux Nicoulaud, ne substitue pas au cours Réservé aux membres de l’ACTES