Système Endocrino 1 - UE 4 Physiologie - PDF

UE 4 – PHYSIOLOGIE – Le système endocrinien 1 03/09/2024 DELACOTE Evane + LE CLERC marie UE 4 – Physiologie Dr. DARQUES 28 pages Le système endocrinien – 1 TABLE DES MATIERES 1 SYSTÈME ENDOCRINIEN : PRINCIPES GÉNÉRAUX.....

UE 4 – PHYSIOLOGIE – Le système endocrinien 1 03/09/2024 DELACOTE Evane + LE CLERC marie UE 4 – Physiologie Dr. DARQUES 28 pages Le système endocrinien – 1 TABLE DES MATIERES 1 SYSTÈME ENDOCRINIEN : PRINCIPES GÉNÉRAUX..................................................................................... 2 1.1 Système nerveux VS système endocrine...........................................................................................................3 1.2 Hormones et principes généraux en endocrinologie...................................................................................4 1.2.1 Type d’organisation des cellules endocrines....................................................................................................................................... 4 1.2.2 Classification des hormones........................................................................................................................................................................ 5 2 Système hypothalamo-hypophysaire......................................................................................................... 14 2.1 Introduction.............................................................................................................................................................. 14 2.1.1 Anatomie macro et microscopique........................................................................................................................................................15 2.2 L'antéhypophyse..................................................................................................................................................... 16 2.3 La posthypophyse................................................................................................................................................... 17 2.4 Les hormones antéhypophysaires :.................................................................................................................. 18 2.4.1 Cible et rôle biologique................................................................................................................................................................................18 2.4.2 Régulation de la sécrétion des hormones antéhypophysaires.................................................................................................19 2.5 Les hormones hypophysiotropes...................................................................................................................... 20 2.5.1 Les hormones qui modulent la sécrétion des hormones antéhypophysaire.....................................................................20 2.5.2 Régulations des hormones hypophysiotropes.................................................................................................................................21 2.6 Hormones libérées (et non produite) par la posthypophyse................................................................. 21 2.6.1 L’ADH (Hormone Anti Diurétique. Anciens noms : AVP, vasopressine)..............................................................................21 2.6.2 Ocytocine (Oxytocine, Ox)..........................................................................................................................................................................22 2.7 Pancréas / régulation de la glycémie............................................................................................................... 24 2.7.1 Actions biologiques des principales hormones pancréatiques................................................................................................24 2.7.2 Synthèse et métabolisme des hormones pancréatiques (Rappels, biochimie...).............................................................24 2.7.3 Actions de l’insuline sur le métabolisme intermédiaire/énergétique (fabrication d’ATP)........................................25 2.7.4 Métabolisme des glucides...........................................................................................................................................................................25 2.7.5 Action du glucagon sur le métabolisme intermédiaire.................................................................................................................26 2.7.6 Contrôle de la sécrétion des hormones pancréatiques................................................................................................................27 Page 1 sur 29  UE 4 – PHYSIOLOGIE – Le système endocrinien 1 Note : les parties en gris sont celles du ronéo de l’année dernière, laissées pour la compréhension ou car très peu abordé cette année par le prof ! Bon courage et si vous trouvez des erreurs, n’hésitez pas à nous les faire remonter ! 1 SYSTÈME ENDOCRINIEN : PRINCIPES GÉNÉRAUX Dans l’organismes, il existe des organes qui vont avoir pour but de fabriquer des hormones (on ne pourra pas tout aborder en cours) : ◼ Glandes endocrines strictes Elles ont pour unique fonction de fabriquer des hormones : - Hypophyse - Thyroïde - Glandes parathyroïdes : systèmes qui permettent de réguler le métabolisme phospho-calcique - Glandes surrénales (médullo ou cortico-surrénales) ◼ Organes mixtes Ils présentent un double rôle : Synthèse de molécules qui servent pour une fonction donnée Fonction endocrine : synthèse de molécules qui servent de messagers = hormones - Cœur : pompe et sécrétion d’ATH/FAN (facteur atrial natriurétique) - Pancréas endocrine : synthèse d’insuline et glucagon - Hypothalamus : système hypothalamo-hypophysaire - Thymus : système immunitaire - Glande pinéale (ou épiphyse) : libère la mélatonine qui intervient dans la phase d’endormissement - Gonades - Reins - Placenta - Peau - Tube digestif Page 2 sur 29  UE 4 – PHYSIOLOGIE – Le système endocrinien 1 1.1 Système nerveux VS système endocrine Tout s’oppose entre le système nerveux (végétatif et somatique) et le système endocrine ! Disposition anatomique : - Système endocrinien : non câblé. Les cellules endocrines produisent une hormone qui va se diluer dans le sang et agir non pas sur un endroit précis mais potentiellement sur tout l’organisme. L’action endocrine peut donc être : ▪ Sur une longue distance ▪ En mode paracrine : sur les cellules voisines de la cellule endocrine - Système nerveux : câblé. Temps d’action : - Système nerveux : les molécules (neuromédiateurs) sont déversées au niveau des fentes synaptiques en très grande concentration sur un petit espace. Les concentrations sont ainsi multipliées par 1 000 ou 10 000 sur une fraction de seconde. Les neuromédiateurs sont ensuite détruits, et le message peut passer d’une cellule nerveuse (cellules excitables) à une autre → SYSTÈME RAPIDE RÉFLEXE - Système endocrine : système qui intervient dans la physiologie des régulations (agit en permanence) et non pas dans la vie de relation (qui nécessite des réponses rapides et précises). Les hormones déversées dans le sang (via cellules glandulaires par exocytose ou par diffusion) sont des messagers chimiques présents en concentration très faible (picogramme 10-12 ou femtogramme 10-15) → SYSTÈME LENT ⚠️ Rq (importante) : on peut avoir des systèmes qui font que, pour une même hormone, selon son dosage (concentration), on va obtenir des effets qui seront différents voire opposés ! Cela dépend notamment des récepteurs qui ne vont pas agir de la même façon selon cette concentration. Page 3 sur 29  UE 4 – PHYSIOLOGIE – Le système endocrinien 1 (On peut avoir un 3ème système qui va venir se greffer sur le fonctionnement du système endocrine, c’est le système immunitaire. Il peut donc participer à la régulation de notre organisme grâce aux cytokines (hormones du système immunitaire). Les cytokines sont des hormones qui font coopérer des cellules immunitaires les unes par rapport aux autres et qui agissent sur différentes cellules immunitaires pour nous défendre. (Elles sont fabriquées la plupart du temps par des lymphocytes). Elles permettent de réguler le fonctionnement d’organes lymphoïdes) Il existe une interaction avec participation simultanée des deux systèmes : le système endocrine interagit avec le système nerveux autonome végétatif, avec l’influence de l’un sur l’autre système. On peut avoir une réponse neuroendocrine (réflexes neuroendocrines) traduit par le fait que les deux systèmes s’activent en même temps. Cela va permettre d’obtenir une réponse hormonale beaucoup plus rapide ! 1.2 Hormones et principes généraux en endocrinologie 1.2.1 Type d’organisation des cellules endocrines ⚠️ Rappels : Sécrétions endocrines : produit de sécrétion qui se rend dans le sang. Sécrétions exocrines : produit de sécrétion qui se rend dans une cavité qui n’appartient pas au milieu intérieur (donc pas dans le sang) Il existe une diversité des cellules endocrines en raison d’une production importante par l’organisme. En fonction de la façon dont elles envoient leurs molécules (hormones) dans le sang, on a pu les classer en 5 grands groupes : - En cordons ou en trabécule : agencement qui laisse des espaces particuliers qui forment des cordons dans lesquels cheminent des vaisseaux sanguins. C’est au travers de ces trabécules que les hormones passent dans les capillaires. On notera la présence d’amas cellulaires dans ce type de cellule. Pancréas avec les îlots de Langerhans - En follicules : regroupement en formations concentriques complètement fermées. Les capillaires sont à l’extérieur des follicules. Ovaires, Thyroïde, Ganglions lymphatiques, Thymus, Rate (ce sont des formations folliculaires mais non endocrine). → Toutes les cellules folliculaires ne sont pas endocrines ! - En cellules isolées : Elles sont représentées par le système des muqueuses. Il s’agit essentiellement des hormones digestives produites par les cellules de la muqueuse intestinale formant la barrière intestinale. Cellules qui font parties d’une muqueuse qu’on différencie grâce aux petites vésicules de sécrétions. La cellule endocrine qui déverse son produit dans une cavité c’est celle qui va être en Page 4 sur 29  UE 4 – PHYSIOLOGIE – Le système endocrinien 1 contact avec les capillaires sanguins. Dans l’organisme, c’est dans la muqueuse du tube digestif que l’on retrouve le plus ces cellules isolées. On notera l’absence d’amas cellulaire (d’où leur nom). - En cellules neuroendocriniennes : cellules nerveuses chez lesquelles on retrouve au niveau de leur prolongement cytoplasmique (que ce soit au niveau axonal ou dendritique) des connexions qui se font avec des petits capillaires sanguins. Les hormones sécrétées par ces cellules sont les seules à être sécrétées par des cellules nerveuses, et ce sont de neurohormones et pas simplement des hormones ! (Ce ne sont pas des neurotransmetteurs). C’est de la neurocrine. Elles sont uniquement dans l’hypothalamus. - En cellules chromaffines : retrouvées dans les glandes surrénales, ces cellules possèdent des petites granulations avec des hormones qui captent les sels de chrome. Elles font le lien entre le système neurovégétatif (physiologie du stress) et les capillaires sanguins. Ce sont des cellules qui s’intercalent entre les cellules nerveuses et les vaisseaux sanguins. Elles sont considérées parfois comme des deutoneurones du système nerveux autonome mais ne sont PAS des cellules nerveuses. En effet, elles sont initialement situées au niveau des crêtes neurales qui vont se dissocier du tube neural par la suite. ⚠️ QCM. « Les cellules chromaffines appartiennent au tissu nerveux » : FAUX 1.2.2 Classification des hormones 1.2.2.1 Les 3 classes principales dérivent 2 catégories de molécules : On distingue les hormones d’origine peptidique des hormones non-peptidiques (cholestérol). À partir de ces 2 types de molécules, on peut faire TOUTES les hormones de l’organisme. DÉRIVÉES DES AMINO-ACIDES : - Peptidique : ils proviennent d’une polymérisation à partir de synthèse protéique et donnent la majorité de la diversité des hormones de l'organisme. C’est la séquence des AA qui va être représentative d’une hormone donnée. Qualitativement ces hormones sont les plus importantes dans l’organisme. Ce sont des petites protéines composées de 3 AA en général. - Tyrosine : en fonction de l'organe/glande qui va le métaboliser elle peut donner deux grands groupes d’hormones : Page 5 sur 29  UE 4 – PHYSIOLOGIE – Le système endocrinien 1 ▪ Les catécholamines (système cardio- vasculaire) : adrénaline et noradrénaline avec un noyau catéchol. Elles sont issues d’un processus d’hydroxylation du noyau benzénique. ▪ Les thyroïdiennes : elles proviennent de précurseurs dont la tyrosine sera iodée et le site benzénique hydroxylé. Ce sont donc des dérivés iodés = mono hyoïdo-tyrosine ou diiodé-tyrosine. DÉRIVÉES DU CHOLÉSTEROL : noyaux stérols et donc hormones stéroïdes, ces dérivés vont donner 2 grands types selon la métabolisation de la molécule en ajoutant des dérivés méthylés, hydroxylés ou autre : - Hormones sexuelles mâles et femelles (progestérone, œstrogène, testostérone) - Hormones qui servent à réguler des processus physiologiques, les minéralocorticoïdes et glucocorticoïdes (hormones qui donnent le cortisol ou l’aldostérone) Note : sur le schéma, les flèches représentent un système enzymatique qui intervient (des réactions biochimiques catalysées par des enzymes) afin de transformer la molécule de cholestérol pour ensuite avoir un produit final. Ici, les molécules intermédiaires sont représentées par les petits traits verts et qui n’ont pas ou peu d’action biologique. D’un point de vue physico-chimique en termes d’hormones on a 2 grands types : - Hormones dites hydrophiles/hydrosolubles qui sont solubles dans les solutions physiologiques c’est le cas des hormones peptidiques et des catécholamines. - Hormones lipophiles/liposolubles donc hydrophobes, donc des hormones qui sont solubles dans les lipides, donc capables de franchir librement la double couche lipidique. Elles peuvent donc agir à l’intérieur des cellules cibles, on retrouve les hormones stéroïdiennes et thyroïdiennes. Cela va conditionner la façon dont ces hormones vont être fabriquées et comment elles se déverseront dans le sang. Page 6 sur 29  UE 4 – PHYSIOLOGIE – Le système endocrinien 1 1.2.2.2 Synthèse, stockage et sécrétion (2 exemples avec les peptidiques et les thyroïdiennes) 1.2.2.2.1 Synthèse - Peptidique : il s’agit de la synthèse protéique « classique » que l’on retrouve au niveau des cellules endocrines. C’est la synthèse protéique qui va déterminer, en fonction du pool enzymatique que contient cette cellule, le type d’hormone qui va être produite (ex : l’insuline ne peut pas être produite par des cellules qui fabriquent du cholestérol). DONC une cellule spécifique produit une hormone spécifique, selon son pool enzymatique. - Stéroïdes : système enzymatique qui fait qu’à partir de la molécule de cholestérol on va par exemple fabriquer de l’aldostérone mais pas de l’œstrogène, selon le pool enzymatique de la cellule. → Ce qui distinguent les molécules endocrines ce n’est pas leur forme ou morphologie mais leur pool enzymatique = systèmes enzymatiques différents. 1.2.2.2.2 Stockage et sécrétion Étapes qui dépendent de la nature physique de l’hormone : - H. Hydrosolubles : elles ne peuvent pas franchir les membranes et sont donc enrobées dans des vésicules de sécrétion puis exocytées. Donc le stockage est sous forme de vésicules de sécrétion qui s’accumulent dans la cellule endocrine, puis il y a des signaux qui permettront de la sécréter et ainsi emmener dans le sang une quantité +/- grande d’hormones. - H. Liposolubles : il n’y a pas de réel stockage car elles passent librement à travers la membrane. Cependant les taux varient quand même, et dépendent de la vitesse à laquelle cette hormone est fabriquée et de la vitesse à laquelle elle est utilisée (ex : la concentration dans le sang augmente lorsque la sécrétion est supérieure à l’utilisation = forme de stockage) 1.2.2.3 Transport dans le sang 1.2.2.3.1 Deux grands types de transport - Libre : ne nécessite aucun vecteur de transport. Les hormones sont dissoutes dans le liquide plasmatique ou autre (LEC...). Cela concerne les hormones hydrosolubles essentiellement. C’est le cas majoritairement pour les hormones peptidiques car elles sont hydrosolubles. (Il y a des cas particuliers qu’il n’a pas détaillé) - Lié : nécessite un vecteur de transport/molécule de transport qui va reconnaitre la molécule à transporter. Cela concerne surtout les hormones liposolubles (pas toutes mais la plupart) ⚠️ QCM : « surtout, que, seulement… » 1.2.2.3.2 Deux grands types de vecteurs transporteurs Rq : La plupart des vecteurs de transport sont protéiques. Page 7 sur 29  UE 4 – PHYSIOLOGIE – Le système endocrinien 1 1. T. spécifiques (haute affinité, faible capacité) : pour les hormones thyroïdiennes et stéroïdiennes, car c’est plus le cas pour les hormones liposolubles. Ils sont spécifiques (certains ne captent QU’UNE seule hormone) mais faiblement capacitifs car ils ne peuvent pas transporter beaucoup d’hormones à la fois. → Système des globulines et notamment les globulines de transports qui appartiennent aux alpha et bêta globulines (MAIS pas les gammaglobulines qui sont des anticorps et non des molécules de transports !! MAIS certaines cytokines sont des molécules de transport) 2. T. non spécifiques (basse affinité, forte capacité) : ils se fixent sur pleins de molécules différentes (« même des pourritures » je cite) qui ne sont pas forcément des hormones puisqu’ils captent des molécules de type uranium, plomb… Rq : le transporteur aspécifique par excellence est l’albumine (sur uranium, plutonium). 1.2.2.4 Cellules cibles et spécificités des récepteurs 1.2.2.4.1 Récepteurs spécifiques Note : la partie qui suit a été reformulée plusieurs fois par le prof parce qu’il a insisté sur le fait que l’on comprenne bien, donc je vous ai mis toutes les versions avec un résumé à la fin selon mon interprétation de la chose : * On peut avoir une hormone et avoir différentes actions biologiques : soit parce que la concentration est différente, soit parce qu’une hormone à une concentration donnée va agir sur des cellules cibles différentes avec des récepteurs spécifiques, et qui n’ont pas le même système de transduction. * Les récepteurs spécifiques sont des protéines qui vont reconnaitre l’hormone en question et suivant les cellules ces récepteurs ne sont pas les mêmes, ils reconnaissent les mêmes molécules mais le système de transduction n’est pas le même donc l’effet biologique ne sera pas le même (1). La même molécule avec ses récepteurs mais qui reconnaissent différemment l’hormone à différentes concentrations et ainsi les systèmes de transduction seront différents (2). * Soit c’est la même cellule mais il y a des réactions biologiques différentes parce que la concentration en hormone a changé, soit c’est sur deux tissus différents (cellule tissus osseux vs cellule du petit doigt de pied) Ex : la même hormone en fonction de sa concentration peut faire de l’ostéoporose ou de l’ostéogénèse (donc l’inverse). EN RÉSUMÉ (si j’ai bien compris), deux facteurs peuvent expliquer la différence d’action biologique d’une hormone : 1. La concentration de cette hormone dans le sang est différente, ce qui fait que le système de transduction du récepteur va être différent (le récepteur ne va pas traduire le message de la même manière s’il voit débarquer une armée d’hormones ou juste une hormone toute seule) Page 8 sur 29  UE 4 – PHYSIOLOGIE – Le système endocrinien 1 2. La localisation de la cellule où se trouve le récepteur va faire varier sa transduction (ex grossier : transduction différente entre les cellules du petit doigt de pied et celles du cœur) 1.2.2.4.2 Positionnement des récepteurs (membranaires ou intracellulaires) Elle dépend des propriétés physico-chimique des molécules rencontrées : - Hormones hydrosolubles : doivent être prises en compte par des récepteurs membranaires des cellules cibles (Rq : qlq fois on a une série de molécules qui intervient mais le récepteur fait tout le boulot sans passer par un 2ème messager = « récepteurs enzymes ») - Hormones liposolubles : les récepteurs sont intracellulaires (noyau souvent) et non sur la membrane. 1.2.2.4.3 Notion de récepteurs dynamiques Le nombre de récepteurs n’est jamais le même puisqu’il fluctue en fonction des besoins de l’organisme. Ce qui le fait fluctuer peut-être des molécules informatives qui arrivent sur ces récepteurs pour faire diminuer ou augmenter le nombre de récepteurs, ou bien c’est la fin de vie de la protéine donc elle est catabolisée puis il y a de nouvelles fabrications. Il s’agit donc de récepteurs dynamiques car ils s’adaptent aux besoins de l’organisme. Le but est l’homéostasie. Pour une concentration d’hormone identique, le nombre de récepteurs, au niveau d’une cellule cible, peut : - Augmenter : processus de SENSIBILISATION => réponse biologique plus forte - Diminuer : processus de DÉSENSIBILISATION => réponse biologique moins forte La désensibilisation est le principal système d’addiction avec utilisation de concentration de drogue de plus en plus forte (que l’on retrouve aussi avec l’utilisation de médicament à dose de plus en plus élevée). 1.2.2.5 Mécanismes et réponses de l’action hormonale 1.2.2.5.1 Mécanismes Les réponses cellulaires sont regroupées par rapport au type d’événement cellulaire que l’hormone déclenche une fois en contact avec la cellule cible. Cas des amino-acides (hydrosolubles) Le récepteur spécifique est situé SUR la membrane pour ce type d’hormones, → Voie de l’AMPc ou GMPc Non-développé par le prof. → Voie du calcium et des inositides phosphates (autres messages intermédiaires) Page 9 sur 29  UE 4 – PHYSIOLOGIE – Le système endocrinien 1 La réponse biologique dans ce cas sera représentée par des protéines calcium dépendantes (troponine, calmoduline…). En rencontrant son récepteur, une hormone peut déclencher des réponses biologiques différentes. Cas des hormones thyroïdiennes et stéroïdiennes (liposolubles) Le système de transduction ne se fait pas au niveau de la membrane mais commence à l’intérieur de la cellule avec des protéines intracellulaires particulières couplées à la molécule d’ADN : la transduction n’a donc pas lieu dans le cytoplasme mais essentiellement dans le nucléoplasme. → La réponse biologique sera dépendante de la plus ou moins grande quantité de molécules fixées à la molécule d’ADN 1.2.2.5.2 Réponse cellulaire On a 3 grands types d’événements cellulaires (dans le carré rose clair) : 1) On a une transduction agit sur la perméabilité des cellules en jouant sur l’ouverture/fermeture des canaux protéiques, permettant alors de laisser passer +/- de molécules de part et d’autre de la cellule. C’est cela qui va être à l’origine de la réponse biologique. 2) On a aussi une action par l’intermédiaire d’un second messager qui modifie l’activité d’une protéine préexistante mais qui n’est pas active (=protéine kinase). Ces seconds messagers Page 10 sur 29  UE 4 – PHYSIOLOGIE – Le système endocrinien 1 chimiques peuvent être de l’AMPc ou du GMPc (voies de l’AMPc ou GMPc) qui activent ensuite des kinases. 3) Non-décrit En termes de réponse cellulaire, une hormone donne une réponse biologique spécifique. Il est possible de regrouper les réponses cellulaires en fonction des classes d'hormones. Par exemple, les hormones liposolubles, en agissant essentiellement sur des récepteurs fixés à la molécule d’ADN, la stimulation (plus souvent) ou l’inhibition de synthèse protéiques. Réaction pas immédiate, lente (plusieurs minutes). Les deux autres grands types d’action des hormones tiennent compte des processus de transduction et agissent au niveau des membranes : - Fabrication de protéines qui se positionnent au niveau de la membrane pour l’activer ou l’inhiber en modifiant sa perméabilité. - Activer ou non les protéines qui existent déjà mais inactives dans le cytoplasme des cellules cibles. L’hormone agit sur la plus ou moins grande activation ou synthèses de molécules déjà présente : exemple des kinases qui seront phosphorylées ou déphosphorylées (elles sont activées lorsqu'elles sont phosphorylées). 1.2.2.5.3 Ajustement des réponses cellulaires par modification du nombre des récepteurs membranaires → Notion de down and up-regulation Il s’agit du principe de l’homéostasie avec la sensibilisation et la désensibilisation : - Down regulation = désensibilisation : diminution du nombre de récepteurs au niveau des cellules cibles, lorsqu’il y a trop de molécules dans le sang. Ex : pour avoir un effet il faut de plus en plus de drogue, c’est le système des addictions, on est obligé d’augmenter la concentration de la molécule parce qu’il y a un processus de désensibilisation qui se fait avec la prise régulière de cette dernière. - Up regulation = sensibilisation : pour compenser le fait qu’on n’ait pas beaucoup d’hormones (pathologies ou autre) on augmente la sensibilité de la cellule cible pour l’hormone qui manque dans l’organisme. Ex : si une hormone est moins produite → Interactions d’une hormone sur une autre hormone La deuxième façon de réguler les réponses cellulaires correspond aux interactions d’une hormone sur une autre : Page 11 sur 29  UE 4 – PHYSIOLOGIE – Le système endocrinien 1 - Effet permissif = facilitateur : une hormone peut être stimulatrice de l’action d’une autre hormone : H1 est permissive sur H2, si en étant présente dans le sang elle permet d’augmenter le nombre de récepteurs de H2. (Ex : Cortisol et adrénaline) - Effet antagoniste (opposé de l’effet permissif) : la présence de H1 limite l’action de H2 en réduisant le nombre de récepteurs à H2. (Ex : œstrogènes et progestérone : s’il y a la progestérone en grande quantité cela va avoir un effet inhibiteur sur les récepteurs aux œstrogènes) - Effet synergiste ou croisé (uniquement permissif) : H1 augmente le nombre de récepteurs à H2 et H2 augmente le nombre de récepteurs à H1. Les deux hormones agissent mieux en présence l’une de l’autre. Toutes ces régulations se mettent en place progressivement sur plusieurs semaines ou plusieurs mois généralement. 1.2.2.6 Demi-vie et durée d’action hormonale La durée d’une action hormonale dépend de trois éléments : ◼ Demi-vie : durée nécessaire pour que 50% de la molécule soit détruite. Elle permet de déterminer en partie la durée d’action de l’hormone qui peut être de plusieurs jours, semaines ou années : pour une hormone déversée dans le sang avec une demi-vie très longue, il n'est pas nécessaire de la produire en grande quantité et inversement si elle a une demi-vie courte et qu’on veut qu’elle ait une action de plusieurs heures il va falloir la produire en grande quantité. Exemples de demi-vie : - Hormones thyroïdiennes : plusieurs jours (3-4 jours) - Adrénaline : 35 secondes - Insuline : qlq minutes (5mins) ◼ Durée de fabrication Elle dépend aussi de la durée de fabrication d’une hormone : la durée de vie peut être courte mais si l’hormone est fabriquée sur plusieurs heures ou plusieurs jours, l’effet durera tout le long de la durée de fabrication → notion d’équilibre, c’est un compromis. ◼ Rapidité de dégradation La dégradation sera plus ou moins rapide selon l’hormone - Adrénaline dégradée très rapidement. - Les enzymes qui dégradent des hormones liposolubles agissent très lentement. Page 12 sur 29  UE 4 – PHYSIOLOGIE – Le système endocrinien 1 1.2.2.7 Régulation de la sécrétion hormonale Ce sont des systèmes qui augmentent ou diminuent la synthèse des molécules. 1.2.2.7.1 Les 3 types de stimulus qui peuvent modifier la sécrétion hormonale 1) Stimulus humoral : molécules (ex : électrolytes comme le Ca2+) qui peuvent agir sur le métabolisme des cellules endocrines. Les cellules endocrines vont se mettre à fabriquer une certaine quantité d’hormones. On observe notamment ce processus dans le cadre des glandes parathyroïdes régulées par stimulus humoral. 2) Les réflexes neuroendocrines (stimulus nerveux) : celui que l’on rencontre dans le cadre du réflexe neuroendocrine. On a activation du système nerveux orthosympathique, qui fait que l’on agit sur la production hormonale. 3) Stimulus hormonal (qualitativement le plus représenté) : une hormone augmente ou diminue une autre sécrétion hormonale (ex : système hypothalamo-hypophysaire) 1.2.2.7.2 Les 3 grands types de régulations 1) Les rétroactions L’hormone finale agit elle-même sur sa propre sécrétion en fonction de sa concentration dans le sang, de deux manières différentes : - Feedback négatif : l’hormone finale va agir sur la glande en amont pour baisser la synthèse d’hormones initiales. - Feedback positif : l’hormone finale va agir sur la glande en amont pour augmenter la synthèse d’hormones initiales. Effet excitateur (ex : pic de LH pendant l’ovulation) Page 13 sur 29  UE 4 – PHYSIOLOGIE – Le système endocrinien 1 2) Réflexes endocriniens (ou neuroendocrines) Ce sont des systèmes de régulations très importants quand il s’agit de répondre à un besoin urgent, pour fabriquer une hormone donnée rapidement. On observe cela dans la physiologie du stress (H. adrénaline), mais aussi dans le système hypothalamo-hypophysaire où l’hormone est produite par stimulus nerveux et va augmenter la concentration d’une hormone donnée (ocytocine) pour créer le processus d’accouchement 3) Rythmes circadiens Correspond à l’alternance jour-nuit. À partir d’une information visuelle, l’hypothalamus va être sensible à cette alternance et va participer à la synthèse de +/- d’hormone en fonction de cela. La synthèse des hormones peut donc dépendre du moment de la journée. Ex : le cortisol est retrouvé en quantité maximale le matin et sera plus utilisé dans la journée que ce qu’il est produit (pour gérer le fonctionnement cardiaque par exemple). Ses quantités vont diminuer au fur et à mesure. Rq : on a un rythme biologique qui nous est propre, et qui est plus lent en réalité que le rythme qui nous est imposé par l’alternance jour-nuit lié aux rotations de la terre. 1.2.2.8 Principales causes de troubles endocrines L'homéostasie de l’organisme peut être mise à défaut par : - Hypo ou hyper sécrétions : fabrication de trop ou pas assez d’hormones. - Déficit (génétique) de récepteurs : l’hormone est présente en quantité normale mais agit mal puisqu’il n’y a pas assez de récepteurs ou bien les récepteurs sont déficitaires (souvent d’origine génétique). Peut-être une déficience d’action ou de présence. 2 SYSTEME HYPOTHALAMO-HYPOPHYSAIRE a. Introduction Considéré comme un des chefs d’orchestre dans le cadre du contrôle de la sécrétion d’hormone, le système hypothalamo-hypophysaire va produire des hormones qui vont permettre de réguler une action hormonale, dans la plupart du temps. Il existe tout de même des cas particuliers. Page 14 sur 29  UE 4 – PHYSIOLOGIE – Le système endocrinien 1 i. Anatomie macro et microscopique C’est un système, où le système nerveux va produire des hormones qui vont pouvoir réguler l’action de cellules endocrines. C’est un système qui fait participer des cellules nerveuses de l’hypothalamus (structure au niveau diencéphalique à la base du crane). Au travers de la tige pituitaire il existe une connexion entre l’hypothalamus et l'hypophyse, qui se compose de l’anté-hypophyse et de la post-hypophyse. L’hypophyse possède une double origine embryologique : - L’anté-hypophyse, aussi appelé adénohypophyse, provient de l’endoblaste et possède des cellules glandulaires car étant une vraie glande (pas de cellules nerveuses). - La post-hypophyse, aussi appelée neurohypophyse car composée de tissus nerveux, provient de l’ectoblaste (le même feuillet embryologique qui est à l’origine du tissu nerveux). 1. Relations anatomiques hypothalamo-hypophysaire On ne va pas du tout observer les mêmes relations en fonction de l’antéhypophyse ou posthypophyse. a. Relation entre hypothalamus et posthypophyse C’est un lien qui est nerveux. Dans la tige pituitaire, ce sont des gros neurones sécréteurs avec des axones longs = système magnocellulaire. Les axones longs vont venir se connecter sur des capillaires dans lesquels ils vont venir déverser leurs neurohormones. La posthypophyse possède sa propre vascularisation (artériole et veinule), donc ce système suffit pour déverser des neurohormones dans l’organisme afin qu’ils agissent. Ce sont des hormones hydrosolubles et qui vont pouvoir être stockées au niveau des terminaisons axoniques et qui au cours d’un système de déclenchement vont pouvoir être plus ou moins libérées par exocytose pour être emportées dans la circulation sanguine générale. b. Relation entre hypothalamus et antéhypophyse C’est un lien qui se fait par des vaisseaux sanguins. Ce sont des petits neurones sécréteurs avec des axones très courts = système parvocellulaire. Ces axones envoient leurs neurohormones dans un système porte, c’est le système hypothalamo-hypophysaire long = système porte long. L’antéhypophyse n’a pas de vascularisation qui lui est propre, le système porte long permet à 90% sa vascularisation et les 10% restants sont vascularisés par le système port court. → Le lien entre l’hypophyse et l’hypothalamus est donc double : nerveux (post) et vasculaire (anté) Il existe aussi un lien entre l’anté et la post hypophyse qui sont des petits vaisseaux porte (très peu nombreux) qui font connecter les 2 = système porte court ! Page 15 sur 29  UE 4 – PHYSIOLOGIE – Le système endocrinien 1 2. Hypothalamus a. Situation/structure générale Note : partie passée très rapidement par le prof parce qu’on est censé connaître hm. Il s’agit du principal centre végétatif de l’organisme. Ce qui nous intéresse ici c’est la partie jaune (périventriculaire : où l’on rencontre des hormones sécréteurs, que l’on ne trouve pas dans les parties rouge et verte) sur le schéma : b. Histologie - Système magnocellulaire : gros neurones sécréteurs, axones longs et font le lien nerveux entre l’hypothalamus et la post-hypophyse. - Système parvocellulaire : petits neurones sécréteurs, axones courts et qui déversent leurs neurohormones dans le 1er réseau capillaire pour perfuser l’hypothalamus et qui enfin va être apporté au niveau de l’hypophyse via le système porte. b. L'antéhypophyse Il s’agit d’une véritable glande NON-NERVEUSE. Elle contient donc des cellules sécrétrices non-nerveuses (système glandulaire classique). Page 16 sur 29  UE 4 – PHYSIOLOGIE – Le système endocrinien 1 L’immunocytochimie a permis de caractériser 5 grands types de cellules glandulaires : 1. C. somatotropes (50%) : les plus importantes. Correspondent à l’hormone de croissance (STH = somatotrope hormone et GH = growth hormone). 2. C. lactotropes (20%) : en rapport avec le métabolisme du lait. Fabriquent de la prolactine qui a une incidence sur la sécrétion de lait. (PRL = prolactine). 3. C. thyréotropes (5%) : synthétisent des thyréotropines (la plus importante est la TSH). 4. C. gonadotropes (10%) : fabriquent les FSH (follicules stimulating hormone) et la LH (luteal hormone). 5. C. corticotropes (15%) : synthétisent : o ACTH (adéno corticotrope hormone) : fabrique les principales endorphines (notamment la Bêta) de l’organisme = opiacés endogènes qui interagissent sur les mécanismes de la douleur) o Lipotropines (métabolisme des lipides) o MSH : stimule synthèse de la mélanine Rq : autres cellules particulières = C. folliculostellaire (fabriquent certaines molécules mais « j’ai pas le temps d’en parler ») c. La posthypophyse C’est un tissu nerveux avec des terminaisons axoniques et tout autour, des cellules gliales. ELLE NE FABRIQUE PAS D’HORMONES ! Elle ne fait que stocker dans ses vésicules les neurohormones venant de l’hypothalamus par le système magnocellulaire. Page 17 sur 29  UE 4 – PHYSIOLOGIE – Le système endocrinien 1 d. Les hormones antéhypophysaires : i. Cible et rôle biologique La plupart du temps, on donne le nom de l’hormone pratiquement en donnant son rôle biologique. L’hormone de croissance (GH) à partir des cellules somatotropes : Croissance en terme « trophique », c’est-à-dire prise de poids et de taille, organogénèse. Elle agit de 2 façons : - Direct : Pratiquement toutes nos cellules possèdent des récepteurs à la GH (RGH), donc la GH peut agir sur le trophisme de toutes nos cellules, et vient stimuler le métabolisme intermédiaire concernant uniquement les glucides et les lipides. Il va surtout stimuler le catabolisme lipidique sur le tissu adipeux, et le catabolisme glucidique sur le foie et les cellules musculaire, mettant à disposition des acides gras, et du glucose (->molécules énergétiques) pour l’organisme. Ce rôle direct est opposé à celui de l’insuline. Il est appelé rôle de type anti-insuline/anti-insuline like => catabolisme lipide et glucidique, qui fait augmenter la glycémie et le taux d’acide gras dans le sang, à l’inverse de l’insuline qui va stocker. Rq : Effet dopant interdit en compétition ; rôle qui évolue en fonction de l’âge. - Indirect (action principale) : En agissant d’abord sur le foie, il va enclencher un mécanisme qui va fabriquer des facteurs de croissance qui vont ressembler à l’Insuline (IGF= Insuline-Like Growth Factor) ou “somatomédine”. Ces IGF relâchés dans le sang agissent sur la croissance de quasiment Page 18 sur 29  UE 4 – PHYSIOLOGIE – Le système endocrinien 1 tout l’organisme, les os, les tissus mous (non squelettique) en augmentant la synthèse protéique = rôle anabolisant. Donc le rôle indirect de type insuline like est celui qui participe à la croissance et à l’organogénèse (rôle différent selon les âges). Rq : En cas d’injection d’hormones de croissance cela peut perturber le métabolisme, elle ne va pas agir uniquement sur la croissance. Gonadotrophines (LH et FSH) issues des cellules gonadotropes : Elles agissent sur les gonades, tant du point de vue de la synthèse d’hormones que de la fabrication des cellules sexuelles (ovocytes et spermatozoïdes). FSH -> stimule la formation de follicules chez les femmes, et la spermatogénèse chez l’homme. LH -> stimule les sécrétions d’œstrogènes et de progestérone chez la femme. Chez l’homme elle agit sur les cellules de Leydig pour fabriquer de la testostérone. Prolactine (PRL) (cellules lactotropes) : Cette hormone est fabriquée chez l’homme et la femme, mais il va y avoir une différence en termes de récepteurs (très peu efficace chez les hommes). -Effet trophique sur les glandes mammaires dans la physiologie féminine. -Stimulation de la fabrication de lait par les cellules lactotropes de la glande mammaire. En effet la succion du mamelon va induire la synthèse de PRL par réflexe neuroendocrien. (Ceci va se faire après l’accouchement, dans un contexte hormonal qui est donc particulier) -Rôle contraceptif notamment quand les taux sont très élevés : elle empêche le processus d’ovulation en inhibant la synthèse de FSH et d’LH (inhibe le pic d’ovulation avec environ 5 allaitements minimum par jour). Thyréotropine (TSH) (cellules thyréothropes) : TSH (thyroxine stimulating hormone) ou thyréotropine : stimule la production de thyroxine (T4) mais aussi de T3 par les cellules folliculaires de la thyroïde. (cf. glande thyroïde). ACTH (cellules corticotropes) : Ces cellules fabriquent plusieurs hormones dont la plus importante : l’ACTH (adéno-corticotrope hormone) qui favorise le trophisme des corticosurrénales. Ces dernières vont pouvoir fabriquer les hormones corticosurrénaliennes, dont la principale est le cortisol, mais il y en a d’autres comme l’aldostérone, la DHEA ou la testostérone. (Cf. glandes surrénales) ii. Régulation de la sécrétion des hormones antéhypophysaires Il faut des régulations pour que les concentrations dans le sang soient les plus stables possibles. Système fluctuant et non constant, il s’adapte et se régule en permanence par 2 systèmes : Un système de stimulus hormonal : Il va engendrer une production +/- importante d’hormones antéhypophysaire. Il sert de lien entre les neurones sécréteurs hypothalamique du système parvocellulaire, neurones qui vont décharger leurs hormones au niveau de l’antéhypophyse. Nous allons retrouver des Page 19 sur 29  UE 4 – PHYSIOLOGIE – Le système endocrinien 1 libérines hypothalamiques et des inhibines hypothalamiques. Ce sont des hormones “hypophysiotropes” : elles n’agissent que sur l’antéhypophyse. Un système de rétroaction, les “feedbacks” : On retrouve des récepteurs sensibles à la quantité d’hormone fabriquée par les tissus cibles au niveau de l’hypophyse et au niveau du système parvocellulaire de l’hypothalamus. Cela va engendrer la majorité du temps un système d’inhibition : à la fois au niveau de l’hypothalamus parvocellulaire et l’antéhypophyse ; ceci dans le but d’agir sur des systèmes enzymatiques et de ralentir la production finale. ->Il s’agit essentiellement de feedbacks négatifs (rétroaction négative). Ex : lorsqu’il y a trop de T3 et de T4 dans le sang, on va observer une double inhibition : à la fois de l’antéhypophyse mais également de l'hypothalamus parvocellulaire. Ceci va diminuer la production des hormones TRH et TSH qui sont censé augmenter la production de l’hormone terminale ->double inhibition. Il va ensuite y avoir une baisse de production des principales hormones thyroïdiennes (T3 et T4). Rq : On peut dire que la régulation de la sécrétion antéhypophysaire se fait principalement par les feed- back négatifs mais aussi par l’axe hypothalamo-hypophysaire qui va jouer en même temps que les feed- back négatifs. e. Les hormones hypophysiotropes i. Les hormones qui modulent la sécrétion des hormones antéhypophysaire Ces neurohormones font parties du système parvocellulaire, partant de l’hypothalamus. Elles vont réguler uniquement l’antéhypophyse par l’intermédiaire du système porte long. Il y en a plusieurs types qui sont présentes dans une 10e de noyaux au niveau de l’hypothalamus. Ce sont donc des libérines ou inhibines qu’on a vues précédemment, nous allons désormais voir les principales (noms à retenir, en comprenant le sens car l’action biologique donne souvent son nom): La corticolibérine (CRH : Corticotropine Releasing Hormone) Vient stimuler la synthèse de corticotropines (précurseur POMC qui va donner les 4 autres hormones vues précédemment), donc stimule la synthèse d’ endorphines, lipotropines, et d’ACTH surtout. Thyrolibérine (TRH : Thyreotropine Releasing Hormone) Hormone qui stimule de la thyréotropine (TSH). Elle est également capable d’agir sur les cellules lactotropes et de faire augmenter la synthèse de prolactine (PNL). Hormone de libération de l’hormone de croissance (GhRH) Libérine qui, déversée dans le système porte long, agit sur les trois types de cellules somatotropes présentent au niveau de l’antéhypophyse pour produire de la GH. Page 20 sur 29  UE 4 – PHYSIOLOGIE – Le système endocrinien 1 Somatostatine/hormone d’inhibition de l’hormone de croissance (GhIH ou SRIH) Hormone inhibitrice de la GH. Elle inhibe les cellules somatotropes (donc production de GH), mais également des cellules thyréotropes donc baisse de la TSH (on ne sait pas pourquoi). Rq: « statine » => Fait en sorte que ça reste « statique », que ça ne bouge pas trop. Gonadolibérine (GnRH) Hormone qui libère des gonadotrophines (FSH et LH). Chez l’homme la production de GNRH est relativement constante, tandis que chez la femme, cette production rentre dans le cadre d’un cycle menstruel, avec une production cyclique, des augmentations et diminution de GNRH, définissant la fréquence des cycles menstruels. Rq : Ces 5 premières hormones sont des polypeptides, cependant il reste une autre qui n’est pas un peptide mais de la catécholamine -> la dopamine : le PIH ou PIF (hormone d’inhibition de la prolactine ou facteur inhibiteur de la prolactine). L’hormone d’inhibition de la prolactine (PIH ou PIF) Déversée dans le sang, cette hormone inhibe la synthèse de prolactine. Rq : il n’y a pas de PRH, hormone spécifique qui stimule la synthèse de prolactine, mais il s’agit ni plus ni moins de la TRH qui stimule les cellules lactotropes en même temps que les cellules thyréotropes. ii. Régulations des hormones hypophysiotropes Régulation par le système des feedbacks, surtout des négatifs, mais également par le SNC : notamment les rythmes circadiens avec le cycle jour/nuit provenant des afférences rétiniennes et les facteurs émotifs (ex : En cas de maladie ou émotion importante-> perte de règles). f. Hormones libérées (et non produite) par la posthypophyse Libérées non fabriquées, la posthypophyse libère des neurohormones qui arrivent par transport neuronal. Ce sont donc des hormones libérées par la post hypophyse, par fabrication hypothalamique du système magnocellulaire : exemple de 2 nonapeptides (9 amino-acides) qui diffèrent très légèrement, (=ex arginine à la place d’une leucine au 8e acide aminé). Séquence différente = Rôle différent. ATTENTION PIEGE QCM : « la posthypophyse fabrique ocytocine » FAUX, elle libère. « L’ocytocine est une hormone hypophysaire / Cortico hypophysaire » FAUX « L’ocytocine est une hormone hypothalamique » VRAI « L’ocytocine est une hormone hypothalamique du système magnocellulaire » VRAI i. L’ADH (Hormone Anti-Diurétique. Anciens noms : AVP, vasopressine) 1. Actions biologiques Sur le rein : Cible principale, efficace à des concentrations très faibles, sur des récepteurs au niveau des tubules collecteurs des néphrons. Elle a une action anti-diurétique, par une augmentation de la réabsorption d’eau. (Cf. physio rénale S4) Page 21 sur 29  UE 4 – PHYSIOLOGIE – Le système endocrinien 1 Sur les vaisseaux : Au niveau des vaisseaux, les récepteurs sur les cellules musculaires lisses sont 1000 fois moins sensibles que les récepteurs sur les néphrons. Elle engendre une vasoconstriction-> à même débit, la résistance à l’écoulement augmente ainsi que la pression artérielle. C’est un rôle accessoire, le rôle primordial reste sur les reins. Sur l’antéhypophyse : Par l’intermédiaire du système porte court (les 10% de la perfusion de l’antéhypophyse), l’ADH se dirige sur des récepteurs situés sur des cellules corticotropes, ce qui augmente la production d’ACTH. Pas les mêmes récepteurs à la même molécule au niveau des vaisseaux, des reins ou l’antéhypophyse => Rôles différents pour une même hormone. 2. Régulation sécrétion d’ADH 2 systèmes de régulations de l’ADH qui fonctionnent de façon opposée : Rq :La régulation se fait par un équilibre entre concentration et volume. Ces mécanismes participent aussi à la régulation de la soif (agit sur les parties médianes et latérales de l’hypothalamus). ii. Ocytocine (Oxytocine, Ox) Également composé de 9 amino acides. 1. Actions biologiques Sur l’utérus Permet de faire contracter le myomètre au cours du processus de l’accouchement. Sur les glandes mammaires Page 22 sur 29  UE 4 – PHYSIOLOGIE – Le système endocrinien 1 L’ocytocine agit sur des cellules myo-épithéliales permettant l’éjection de lait, ainsi qu’à la stimulation de la fabrication de lait dans un contexte hormonal particulier. Il existe sur le téton des récepteurs à l’étirement qui stimulent la synthèse d’ocytocine. (La succion provoque aussi une augmentation de la synthèse de prolactine par l’hypothalamus parvocellulaire) 2. Régulations La régulation ne se fait que par des systèmes neuroendocrines (régulation nerveuse). Tout d’abord par la stimulation de mécanorécepteurs, permettant de déclencher le processus d’accouchement. La tête du bébé qui va emprunter le col de l’utérus : ->stimulation de mécanorécepteurs reliés à des terminaisons nerveuses sensitives -> stimulation l’hypothalamus, -> production d’ocytocine par le système magnocellulaire ->synergie avec les œstrogènes, qui vont contracter massivement les cellules musculaires lisses du myomètre utérin. Ou par le réflexe de succion, les mécanorécepteurs du mamelon envoient des afférences nerveuses arrivant à l’hypothalamus magnocellulaire et qui vont spécifiquement agir pour libérer l’ocytocine. Cette ocytocine va agir aussi bien sur l’éjection de lait, que sur la sécrétion de lait (=stimulation de la synthèse de prolactine). Ces neurohormones hypothalamiques (ADH+ ocytocine) sont fabriquées par 2 noyaux : NSO (Noyau Supra Optique) Une partie du NPD (Noyau Para Ventriculaire) Page 23 sur 29  UE 4 – PHYSIOLOGIE – Le système endocrinien 1 g. Pancréas / régulation de la glycémie i. Actions biologiques des principales hormones pancréatiques On s’intéressera ici seulement au pancréas endocrine, composé des îlots de Langerhans (amas cellulaires), composé de 3 grands types de cellules endocrines : - Les β (70-80% des cellules des îlots) : produisent l’insuline - Les α2 (15-20%) : produisent le glucagon - Les α1 (5%) : produisent un peu de gastrine (cf. physio digestive), de somatostatine, et de polypeptide pancréatique Insuline et glucagon sont des hormones peptidiques et ont pour objectif la régulation du métabolisme intermédiaire, métabolisme permettant de fabriquer de l’énergie, de l’ATP => Rôle d’homéostasie glycémique. ii. Synthèse et métabolisme des hormones pancréatiques (Rappels, biochimie...) 1. Insuline Le processus de maturation de l’insuline : comme dans toute synthèse protéique, on a des précurseurs plus longs qui vont être coupés par des enzymes= Pré pro insuline-> pro insuline -> insuline. La pro insuline est pratiquement de l’IGF (Homologie de séquence très forte, 98% identique). Et c’est pour ça que l’insuline est considérée comme une hormone de croissance (aux stades embryonnaire et fœtal surtout) avant d’être considérée pour son rôle dans la régulation glycémique. Rq: Seules quelques séquences d’acides aminés sont nécessaires pour que l’insuline soit efficace. Ce pourquoi on pouvait utiliser l’insuline d’animaux sur des humains. L’insuline va permettre l’anabolisme cellulaire, faire rentrer du glucose dans certaines cellules, et activer les systèmes enzymatiques qui vont permettre de fabriquer des macromolécules et créer des réserves énergétiques en période postprandial. Cette réserve de molécule permet de continuer à produire de l’énergie, de l’ATP, lors des périodes de jeûnes. Cette insuline permet donc de faire baisser le taux de glucose, acides gras, et acides aminés dans le sang, afin de fabriquer glycogènes, graisses et protéines. (Image: on fabrique des stocks; on transforme des briques en murs) Page 24 sur 29  UE 4 – PHYSIOLOGIE – Le système endocrinien 1 2. Glucagon Comme l’insuline, le glucagon est le résultat d’un processus de maturation à partir du pré pro glucagon, mais il a en revanche besoin de la totalité de la séquence pour son rôle biologique : On parle de spécificité d’espèce. Le glucagon a des effets opposés à l’insuline, il va avoir une action sur le catabolisme, la sollicitation de systèmes enzymatiques qui vont couper des macromolécules afin de mettre à disposition de nos cellules des petites molécules énergétiques. Il est libéré en phase de phases de jeûne alimentaire. (=on récupère les stocks, les briques du mur, pour les utiliser, “on mange des briques, pas des murs”) Le glucagon et l’insuline servent à stabiliser la glycémie. Ils vont être libérés dans le sang à certaines périodes spécifiques (pré/ post prandial, jeûne…) ou bien lors de déviation trop grande des 1g/L de sang. Insuline : Processus anabolisant => Fabriquer des stocks Hormone hypoglycémiante Glucagon : Processus catalysant => Libérer l’énergie Hormone hyperglycémiante 3. Rappels : métabolisme des nutriments pendant le jeune et après un repas En termes de libération d’énergie à partir des stocks, on va d’abord puiser dans le glycogène, en premier hépatique puis musculaire. Si le jeûne se prolonge, ce sera au tour des lipides, les graisses, et si ce jeûne se prolonge encore, ce sont les protéines de structure qui vont être attaquées afin de libérer des acides aminés glucoformateurs permettant de fabriquer du glucose. iii. Actions de l’insuline sur le métabolisme intermédiaire/énergétique (fabrication d’ATP) Hormone libérée pendant et après les repas, qui vise à stimuler des systèmes enzymatiques favorisant la synthèse de macromolécules à partir de micro molécules énergétiques. Elle agira principalement sur le métabolisme des glucides. iv. Métabolisme des glucides L'insuline va permettre de faire rentrer du glucose dans les cellules hépatiques, de par un récepteur de type tyrosine kinase qui va ouvrir des canaux au glucose, puis de stimuler des systèmes enzymatiques dans l’hépatocyte afin que celui-ci fabrique du glycogène. On a donc, grâce à l’insuline, une stimulation de la glycogénogenèse. De plus afin de favoriser la formation de glycogène, l’insuline va éviter que ce dernier ne se dégrade, en inhibant les systèmes enzymatiques responsables de la glycogénolyse, mais aussi, inhibition de la néoglucogénèse. Donc forte diminution de la glycémie, l’insuline = hormone hypoglycémiante par excellence. 1. Métabolisme des lipides Rôle anabolisant sur les lipides. L’insuline favorise la lipogenèse et inhibe la lipolyse, elle est “hypolipémiante”. Page 25 sur 29  UE 4 – PHYSIOLOGIE – Le système endocrinien 1 Les récepteurs au niveau des adipocytes, permettent de stimuler des systèmes enzymatiques favorisant la formation des triglycérides, de stocks. Et de la même manière, au niveau du tissu adipeux, on a un système empêchant que les triglycérides puissent libérer des acides gras libres. 2. Métabolisme des protéines Rôle anabolisant sur les protéines, elle permet d’activer des systèmes enzymatiques qui stimulent la synthèse protéique. L’insuline agit sur les récepteurs à insuline, on en trouve potentiellement partout. Ce sont des récepteurs à enzyme avec un rôle particulier d’entrée de nutriments à l’intérieur de la cellule (responsable de l’ouverture des canaux à glucose). Rq : Tous les tissus ne sont pas aussi dépendants de l’insuline pour capter les molécules de glucose : Par exemple les cellules musculaires ont des récepteurs au glucose qui peuvent s’ouvrir sans forcément qu’il y ait de l’insuline. En effet avec le sport, en activant ces cellules, elles vont être capables de capter une plus grande quantité de glucose pour faire baisser la glycémie. C’est pour cela que l’on conseille aux diabétiques de pratiquer du sport, pour faire baisser leur glycémie. Cependant ce n’est pas le cas de toutes les cellules, le cerveau et le foie sont dépendants de l’insuline pour faire rentrer le glucose, ce qui en fait une molécule essentielle à la survie de l’organisme. De ce fait il y a des systèmes de régulation empêchant qu’il y ait 0 insuline dans l’organisme.  Tous les tissus ont besoin de l’insuline, cependant l’action n’est pas la même selon les tissus (adipeux, muscles, foie…) Rq :il y a des systèmes pathologiques, chez les diabétiques notamment. Conclusion : une fois l’insuline libérée, la concentration de glucose, d’acides gras libres, et d’acides aminés libres dans le sang, va baisser. v. Action du glucagon sur le métabolisme intermédiaire Globalement l’inverse de l’insuline, effet hyperglycémiant. Cependant il n’agit pratiquement qu’au niveau hépatique car ces récepteurs sont majoritairement présents dans le foie. De plus pour que le glucagon agisse correctement et soit libéré de façon significative, il faut que l’hypoglycémie soit en dessous d’environ ≥ 0.5g/L. 1. Métabolisme des glucides Inversement à l’insuline, il va au niveau du foie, cataboliser le glycogène afin de relarguer du glucose dans la circulation afin de faire remonter la glycémie. Stimule les enzymes cataboliques du glycogène : glycogénolyse et inhibe la glycogénogenèse. Page 26 sur 29  UE 4 – PHYSIOLOGIE – Le système endocrinien 1 2. Métabolisme des lipides Stimule la lipolyse. Son action est assez faible comme il agit principalement au niveau du foie, il agit principalement sur le métabolisme glucidique. 3. Métabolisme des protéines Idem métabolisme lipidique. Augmente légèrement le taux d’AA. vi. Contrôle de la sécrétion des hormones pancréatiques Ce sont les substrats qui sont principalement les facteurs de régulation du glucagon et insuline, avec un rôle opposé. (Lors d’une augmentation de la glycémie, des récepteurs pancréatiques au glucose vont activer les cellules β, et d’autres récepteurs vont inhiber les cellules α, afin d’augmenter la synthèse d’insuline et de diminuer le glucagon. Ce qui diminue la glycémie. L’inverse se déroule lors d’une baisse de glucose dans le sang. C’est un double système de régulation qui se déroule en même temps, apportant une régulation plus fine.) 1. Cas de l’insuline Substrats : les nutriments Le glucose (principal système de régulation) : augmentation de glucose dans le sang => stimulation cellules β=> production d’insuline (et inversement pour le glucagon) Les récepteurs au glucose des cellules alpha et beta sont différents => Système de vase communiquant. Quand le système de régulation fonctionne bien : Glycémie entre 0,75 et 1,04 g/L Les acides aminés (secondaire) : augmentation de la concentration en acide aminés => stimulation cellules β et production insuline Page 27 sur 29  UE 4 – PHYSIOLOGIE – Le système endocrinien 1 Autres hormones pancréatiques D’autres hormones pancréatiques vont agir en paracrine (agir à côté sans emprunter la circulation sanguine) sur les cellules β : la Somatostatine (GhIH) : léger rôle inhibiteur sur la synthèse d’insuline ➔ Il n’en parle pas mais rappel du pancrea : les cellules α1 en produisent un peu. Hormones digestives non pancréatiques La somatostatine (cette fois de l’antéhypophyse) va inhiber la synthèse d’insuline La sécrétine et la CCK (cholécystokinine) vont aussi agir sur la production d’insuline (Cf. physio digestive). Les catécholamines circulantes (hormones du stress) L'adrénaline (par stimulation du SNV sympathique) a un effet fortement inhibiteur sur la synthèse d’insuline. (cf physio de l’effort : On ne digère pas bien quand on fait une activité physique) Le système nerveux Le système nerveux parasympathique va stimuler la synthèse d’insuline avant même l’augmentation de la glycémie dans le sang (feed forward) Lorsqu’on pense à notre futur repas, on fabrique de l’insuline (très peu) : Réflexe d’anticipation, stimulation du nerf vague (cf. phase céphalique de la digestion). Le système nerveux orthosympathique lui inhibe le métabolisme des cellules béta (agit en synergie avec adrénaline libérée par le système corticosurrénal). Rq : Dans le cadre de pathologies, certains médicaments augmentent (dans le cas de diabètes) ou diminuent (dans le cas de cancer) la synthèse d’insuline. 2. Cas du glucagon : globalement le même principe Substrats : les nutriments Page 28 sur 29  UE 4 – PHYSIOLOGIE – Le système endocrinien 1 Comme pour l’insuline, le principal substrat sera le glucose puis les acides aminés, mais ce sera dans des conditions opposées. Les récepteurs au glucose à la surface des cellules α2, ne vont pas réagir de la même façon à l’augmentation et à la diminution de la glycémie. Autrement dit : production de glucagon lorsque la glycémie est inférieure ou égale à 0,5g/L Les hormones Les hormones digestives, ainsi que l’adrénaline, vont agir de manière opposée aux actions de l’insuline. Rq : Lors d’un jeûne on a un système protecteur. Si production de glucagon, les cellules α2 vont stimuler les cellules β ce qui peut paraître paradoxal, mais comme dit précédemment, un minimum d’insuline reste essentiel à l’organisme pour les cellules insulino- dépendantes. Dans ce cas le glucagon agit de manière directe, en mode paracrine, sur les récepteurs au glucagon présent sur les cellules β des ilots de Langerhans pour produire cette insuline. Le système nerveux Inverse au système de régulation pour l’adrénaline : Le système ortho qui stimule glucagon, et le parasympathique qui inhibe le glucagon. Rq : D'autres hormones possèdent un effet sur le métabolisme intermédiaire : les hormones du stress (adrénaline, ainsi que cortisol, qui induisent une hyperglycémie modérée) donc faire attention pour les diabétiques) et l’hormone de croissance (GH) (hyperglycémie modérée encore une fois). Hypoglycémie sévère : injection de glucagon intra-veineux ou musculaire. Donner une sucette ne sauvera personne. Page 29 sur 29