Homéostasie, Système Nerveux Autonome et Système Endocrinien - ANP1511 - PDF

8. HOMÉOSTASIE, SYSTÈME NERVEUX AUTONOME ET SYSTÈME ENDOCRINIEN 8.1 Définir et identifier les principales caractéristiques de l’homéostasie (pp. 10-15 [9-12])* 8.2 Décrire le système nerveux autonome, et comparer ses divisions sympathique et parasympathique (pp. 603-607 [615...

8. HOMÉOSTASIE, SYSTÈME NERVEUX AUTONOME ET SYSTÈME ENDOCRINIEN 8.1 Définir et identifier les principales caractéristiques de l’homéostasie (pp. 10-15 [9-12])* 8.2 Décrire le système nerveux autonome, et comparer ses divisions sympathique et parasympathique (pp. 603-607 [615-618], 616-625 [626-633]) 8.3 Décrire les caractéristiques générales du système endocrinien et des mécanismes hormonaux, et présenter les principales fonctions de l’axe hypothalamo-hypophysaire (pp. 685-702 [695-708]) * Les pages entre crochets sont celles de la 5ème édition de Marieb. 8.1 L’HOMÉOSTASIE 8.1.1 Définition et exemples Homéostasie (homoios = semblable; stasis = position) Capacité de maintenir le milieu interne relativement stable en dépit des variations de l’environnement externe et de l’activité du sujet. État d’équilibre dynamique qui fait intervenir des mécanismes complexes de régulation du milieu interne : chimiques, neurologiques, thermiques. Exemples de régulation homéostatique : ▪ Contrôle de la température corporelle ▪ Maintien d’une concentration adéquate des nutriments dans le sang, tel le glucose (glycémie: concentration sanguine de glucose) ▪ Contrôle de la pression artérielle pour assurer une irrigation adéquation de tous les tissus ▪ Maintien des concentrations sanguines des électrolytes (Na+, Cl−, K+, Ca2+, …) ▪ Contrôle de la respiration pour assurer une oxygénation adéquate du sang et le maintien du pH sanguin 8.1.2 Décrire les éléments essentiels qui participent aux mécanismes de régulation homéostatique  Variable : facteur à contrôler Trois éléments interdépendants assurent le contrôle de la variable : (i) Récepteur : répond aux changements (stimulus) de la variable en envoyant l’information au centre de régulation. (ii) Centre de régulation : − Détermine la valeur de référence de la variable contrôlée. − Compare cette valeur à l’information reçue (entrée = “input”). − Détermine la réaction appropriée en envoyant un signal (sortie = “output”) à l’effecteur. (iii) Effecteur : système qui peut ramener la variable au niveau souhaité. Voie afférente : voie des informations du récepteur au centre de régulation Voie efférente : voie des informations du centre de régulation à l’effecteur 8.1.3 Distinguer entre rétro-inhibition et rétroactivation RÉTROACTION (“rétrocontrôle”, “feed-back”) : système de réactions en boucle dont la réponse modifie le variable contrôlée (c’est-à-dire dont la sortie modifie l’entrée). La rétroaction peut être négative (rétro-inhibition) ou positive (rétroactivation). très rare que le feed-back est positif i) RÉTRO-INHIBITION ▪ Lorsque la réponse tend à inhiber le stimulus de départ.  La variable change dans une direction opposée à son changement initial. ▪ Objectif des systèmes de rétro-inhibition: maintenir le niveau d’une variable dans un intervalle donné; soit empêcher les changements majeurs au sein de l’organisme. ▪ Les systèmes de rétro-inhibition constituent la très grande majorité des systèmes de régulation homéostatique. ▪ Exemple : Thermorégulation (régulation de la température corporelle) Exemple de rétro-inhibition : Régulation de la température corporelle vaisseaux cutanés: amène sang chaud en surface de la peau (le pk que personnes à peau claire deviennent rouge quand ont chaud) Figure 1.6 Exemple de rétro-inhibition : Régulation de la température corporelle ii) RÉTROACTIVATION Exemple : Allaitement maternel ▪ Dans les systèmes de rétroactivation, la sortie amplifie le stimulus initial.  La variable change dans la même direction que celle du changement initial.  La variable dévie davantage de sa valeur initiale. ▪ Contrôle de phénomènes peu fréquents qui ne nécessitent pas d’ajustements continus. ▪ Exemple : Allaitement maternel 8.2 LE SYSTÈME NERVEUX AUTONOME 8.2.1 Comparer les systèmes nerveux somatique et autonome somat = corps central Système nerveux somatique : Figure 14.1 ▪ Composé de neurones moteurs qui régissent l’activité des muscles squelettiques. ▪ Système nerveux volontaire périphérique Système nerveux autonome (SNA) : autos = soi-même; nomos = loi voie afférente voie efférente (qui se gouverne avec ses propres lois) ▪ Composé de neurones moteurs qui régissent principalement l’activité des muscles lisses et cardiaque ainsi que certaines glandes ▪ Aussi appelé système nerveux involontaire (son activité étant généralement inconsciente) ▪ Divisé en deux parties : Système nerveux sympathique Système nerveux parasympathique  Comparer les systèmes nerveux autonome et somatique en termes de : i) effecteurs, ii) voies efférentes, iii) effets des neurotransmetteurs très important de les savoir voie efferente au moins deux questions là dessus à l'examen final à savoir par coeur (comparer SNA parasympathique et tjrs Ach sympathique savoir refaire cette figure complète sans regarder 2 neurotransmetteurs dépend du type de neurotransmetteur médulla = milieu ne pas confondre ces ganglions de neurones Figure 14.2 avec les ganglions lymphatiques (dans le cou) i. Effecteurs : Somatique : muscles squelettiques SNA : muscles lisses, muscle cardiaque, glandes ii. Voies efférentes et ganglions : (ganglion = regroupement de corps cellulaires dans le SNP) Somatique: neurone dont le corps cellulaire est situé dans le SNC, et l’axone fait synapse avec le muscle squelettique (absence de ganglions). SNA : chaînes de deux neurones moteurs ▪ Neurone préganglionnaire : corps cellulaire situé dans le SNC; axone fait synapse avec le 2ème neurone (postganglionnaire) dans un ganglion autonome. ▪ Neurone postganglionnaire : corps cellulaire situé dans le ganglion; axone fait synapse avec l’organe effecteur. iii. Effets des neurotransmetteurs : Somatique : tous les neurones moteurs somatiques libèrent de l’acétylcholine (Ach), et l’effet est toujours excitateur. SNA : Préganglionnaire: toujours Ach et toujours excitateur Postganglionnaire: généralement noradrénaline (NA) par les neurones sympathiques; toujours ACh par les neurones parasympathiques; dans les deux cas, les effets peuvent être excitateurs ou inhibiteurs selon le type de récepteurs sur l’organe cible. 8.2.2 Comparer les systèmes parasympathique et sympathique A) Fonctions Système nerveux parasympathique : – Stimule les fonctions qui économisent et restaurent l’énergie en situation de repos : favorise la digestion et l’absorption des aliments, ralentit les fonctions physiologiques associés à l’exercice. excrétion d'urine – Favorise l’élimination des déchets (défécation, miction) certaines fonctions – Sa fonction est bien illustrée chez une personne qui relaxe après un repas : opposées au système sympathique (état de repos) Activité gastro-intestinale est élevée Fréquences cardiaque et respiratoire lentes, pupilles en constriction – «Système D» : détente, digestion, défécation, diurèse (formation de l'urine) Système nerveux sympathique : Pathos = douleur (partage la douleur) question de prévention/préparation – Actif en période de stress physique ou psychologique; prépare les réactions “de lutte ou de fuite”, pas obligé d'être en important aussi durant l’effort physique. situation d'urgence (juste partir à courir active – Son activité est bien illustrée chez une personne qui est menacée : respiration + rapide) Rythme cardiaque augmente, respiration devient rapide et profonde exemple on croise un ours La peau est froide et moite, les pupilles sont dilatées sympathique car il nous sauve des menaces – «Système E» : exercice, excitation, embarras  Rôles exclusifs du système nerveux sympathique + de fibres qui se rendent aux sympathiques que para ▪ Plusieurs fonctions ne sont contrôlées que par le système sympathique (plusieurs organes étant dépourvus d’innervation parasympathique). ▪ Organes dont l’innervation parasympathique est minimale ou absente : ✓ La médulla surrénale (qui libère de l’adrénaline et de la noradrénaline) ✓ Les glandes sudoripares lors d'un stress: sollicitation de cellules adipeuses (le pk que le stress peut faire maigrir) ✓ Les reins, le foie, le tissu adipeux ✓ La plupart des vaisseaux sanguins ▪ Fonctions dont l’influence du système nerveux autonome ne se fait que par le système sympathique : ✓ La thermorégulation ✓ La libération de rénine (une hormone qui élève la pression sanguine) des reins, des catécholamines de la médulla surrénale ✓ Divers effets métaboliques B) Tonus sympathique et parasympathique Tonus sympathique : tonus = activité qui est soutenue (activité de base, en background) comme pédale d'accélérateur Activité soutenue de certaines voies sympathiques qui maintiennent les vaisseaux sanguins dans un état de constriction partielle. → Une vasodilatation est obtenue par une diminution du tonus sympathique → Une vasoconstriction est obtenue par une augmentation du tonus sympathique Tonus parasympathique : comme pédale de frein Activité soutenue de voies parasympathiques qui assurent le maintien de certaines fonctions durant les périodes de repos, telles une faible fréquence cardiaque et l’activité du système digestif. → En absence de tonus parasympathique, le cœur bat plus rapidement et les fonctions digestives sont ralenties. → Les effets du tonus parasympathique peuvent être rapidement annulés par le système sympathique en situation d’urgence. fait réf au nerf Vag (associé au système para) Qu’est-ce que le tonus vagal ? Pourquoi l’appelle-t-on ainsi ? fait réf au tonus parasympathique : car majorité dans nerfs préganglionnaires...? C) Niveaux de régulation du système nerveux autonome dans le SNC Trois principaux niveaux de régulation : Communication au i. Tronc cérébral et moelle épinière niveau inconscient Exemples de centres de régulation dans le tronc cérébral: centre cardiovasculaire ; centres respiratoires Cortex cérébral ii. Hypothalamus Hypothalamus = principal centre Système limbique d’intégration du SNA (émotions) Hypothalamus Il contient des centres qui coordonnent : Principal centre Activité cardiaque et pression sanguine d’intégration du SNA entre moelle Température corporelle, équilibre Tronc cérébral épinière et encéphale hydrique, activités endocriniennes Contrôle: pupilles, respiration, Émotions (colère, plaisir) et pulsions activité cardiaque, pression artérielle, déglutition, etc. (faim, soif, sexe) Réactions de “lutte et fuite” Moelle épinière iii. Cortex cérébral (région de la volonté) Réflexes de miction, défé- cation, érection, éjaculation Ex. : méditation & méthodes de rétroaction permettent un certain contrôle conscient des activités viscérales partie volontaire Figure 14.10 8.3 LE SYSTÈME ENDOCRINIEN 8.3.1 Glandes endocrines Produisent et libèrent des hormones dans la circulation. Glandes strictement endocrines : connaitre les 6 ▪ Corps pinéal mélatonine ▪ Hypophyse tout juste sous hypothalamus ▪ Glande thyroïde ▪ Glandes parathyroïdes contrôle calcium sanguin ▪ Thymus contrôle activité globules blancs (système immunitaire) ▪ Glandes surrénales contiennent la médulla surrénale Exam final: Qu'est-ce qu'une glande mixte? Glandes mixtes (endocrines et exocrines) : ▪ Pancréas libère insuline (diabète) et sécrétions exocrines dans système digestif ▪ Gonades (ovaire, testicule)libèrent hormones (endo) et liquides comme sperme et ovocytes (exo) Organe neuro-endocrinien : ▪ Hypothalamus Plusieurs autres tissus et organes libèrent reconnaitre que y'a aussi des hormones. Ex. : plusieurs tissus qui ▪ Reins (rénine, érythropoïétine…) libèrent hormones ▪ Cœur (facteur natriurétique auriculaire) ▪ Estomac, intestin ▪ Tissu adipeux, tissu endothélial ▪ etc… Figure 16.1 8.3.2 Les hormones A) Définitions B) Classification chimique des hormones C) Mécanismes de l’action hormonale i. L’action des hormones hydrosolubles ii. L’action des hormones liposolubles D) Régulation de la libération des hormones E) L’axe hypothalamo-hypophysaire i. Anatomie de l’hypophyse ii. Hormones de la neurohypophyse iii. Hormones de l’adénohypophyse iv. Régulation des hormones de l’adénohypophyse 8.3.2 Les hormones A) Définitions ▪ Hormones circulantes (endocrines) Messagers chimiques déversés dans le sang et transportés dans tout l’organisme. ▪ Hormones locales ▪ Hormones paracrines : agissent localement sur des cellules situées près des cellules qui libèrent ces messagers. Ex.: le NO libéré par les cellules endothéliales agit sur les muscles lisses avoisinants. ▪ Hormones autocrines : ont pour cible la cellule même qui les a sécrétées. agit sur elle-même B) Classification chimique des hormones ▪ Hormones dérivées d’acides aminés Amines (contiennent un groupement –NH2) Ex.: adrénaline, sérotonine, histamine, hormones thyroïdiennes. Peptides (3 à 49 acides aminés) et protéines (50 et plus acides aminés) Ex.: Hormone antidiurétique (peptide), insuline, hormone de croissance (protéines). − À l’exception des hormones thyroïdiennes, toutes ces hormones sont hydrosolubles. ▪ Hormones stéroïdes − Synthétisées à partir du cholestérol. Toutes ces hormones sont liposolubles. Ex.: hormones gonadiques (testostérone, œstrogènes, …), certaines hormones des glandes surrénales (aldostérone, cortisol). ▪ Eicosanoïdes eico = 20 (à partir de longues chaines acides gras (20..?)) − Hormones locales dérivées de phospholipides. Ex. : prostaglandines C) Mécanismes de l’action hormonale ‒ Une hormone donnée agit spécifiquement sur des cellules cibles. ‒ Effets possibles d’une hormone sur ses cellules cibles : ✓ Modification de la perméabilité membranaire à certains solutés (ex.: glucose, acides aminés, ions, ces derniers entraînant une modification du potentiel de membrane) ✓ Activation on inhibition d’enzymes ✓ Synthèse de protéines ✓ Sécrétion ✓ Stimulation de la division cellulaire ex: hormones de croissance ‒ L’action d’une hormone est déclenchée par sa liaison avec des récepteurs de la cellule cibles. ‒ Deux grands types de mécanismes d’action, selon que l’hormone est hydrosoluble ou liposoluble : i. Hormones hydrosolubles : se lient à des récepteurs de la membrane plasmique des cellules cibles. ii. Hormones liposolubles : se lient à des récepteurs situés à l’intérieur des cellules cibles. i. L’action des hormones hydrosolubles à bien comprendre car revient constamment Se fait par l’intermédiaire de seconds messagers produits suite à la liaison hormone- récepteur. concept de premier et second messager (pourquoi y'en a -t-il un Exemple : l’AMP cyclique (AMPc) comme second messager deuxième: pcq l'hormone ne rentre pas dans la cellule et amplifie la réponse) espace interstitiel Liaison de l’hormone Figure 16.2 (premier messager) avec le Adénylate cyclase récepteur hormone est hydrosoluble donc peut pas passer dans couche lipidique Protéine G Activation de AMPc protéines-kinases Récepteur par l’AMPc GTP a un site de liaison avec Protéine- récepteur kinase Protéine-kinase activée GDP inactive Activation de la Activation de Conversion de protéine G par l’adénylate l’ATP en AMPc Exemples d’hormones qui le récepteur cyclase par la (second messager) Déclenchement des agissent via l’AMPc: protéine G par l’adénylate réponses cellulaires cyclase (Ex.: activation d’enzymes, Adrénaline changements de Angiotensine II perméabilité, sécrétion) PTH ATP AMPc TSH, ACTH FSH, LH Adénylate cyclase © Yikrazuul, Wikimedia pas besoin https://commons.wikimedia.org/wiki/Category:Adenylate_cyclase#/ savoir formule media/File:Adenylate_kinase.png moléculaire ii. L’action des hormones liposolubles 1. besoin de transporteur Ces hormones traversent la membrane pour voyager dans liquide extracellulaire plasmique et se lient à des récepteurs situés dans le cytosol ou le noyau. Le complexe hormone-récepteur interagit avec l’ADN du noyau et déclenche la synthèse de protéines. Exemple : les hormones stéroïdes sont des hormones anabolisantes Si l’on compare l’action des hormones hydrosolubles à celles liposolubles, lesquelles sont les mieux adaptées pour : a) une réponse rapide ? b) une réponse prolongée ? protéine est fait à partir de l'activation d'un gêne donné Figure 16.3 D) Régulation de la libération des hormones Trois types majeurs de stimulus : Stimulus humoraux Stimulus nerveux Stimulus hormonaux parathormone E) L’axe hypothalamo-hypophysaire “Zoom” 16.2 i. Anatomie de l’hypophyse Petite structure en forme de pois (1-1,5 cm) ; reliée à l’hypothalamus par une tige, l’infundibulum. Constituée de deux lobes : ▪ Lobe postérieur (25%) = Neurohypophyse 25% de la grosseur de l'hypophyse totale – Composé principalement de tissu nerveux – Contient des terminaisons axonales dont les corps cellulaires sont situés dans l’hypothalamus. Leurs axones forment le tractus hypothalamo-hypophysaire de l’infundibulum. ▪ Lobe antérieur (75%) = Adénohypophyse – Composé principalement de tissu glandulaire qui produit et libère des hormones. apporte le sang d'un système à l'autre – Reliée à l’hypothalamus par le système porte hypothalamo-hypophysaire, où le sang passe des capillaires de l’hypothalamus dans les veines portes qui le transportent vers les capillaires de l’hypophyse. ii. Hormones de la neurohypophyse – Produites par des neurones dont les corps cellulaires sont dans l’hypothalamus. – Produites dans les corps cellulaires, emballées dans des vésicules et acheminées à l’intérieur des axones du tractus hypothalamo-hypophysaire jusqu’à leurs terminaisons situées dans la neurohypophyse. – Libérées dans la circulation sanguine par les influx nerveux qui déclenchent l’exocytose. – Deux hormones produites par deux types différents de neurones : hormone antidiurétique et ocytocine Principaux effets Régulation de la sécrétion Hormone ▪ Reins : conserve l’eau du corps Contrôlée par des osmorécepteurs dans antidiurétique en stimulant la réabsorption de l’hypothalamus, lesquels font synapse avec signe de (ADH) l’eau par les reins les neurones qui sécrètent l’ADH. soif, donc tendance à ▪ Vaisseaux sanguins : augmente Libérée lors de l’élévation de l’osmolarité garder l'eau disponible rétention de l'eau la pression sanguine par sanguine ou de la diminution de la pression par les reins (anti diurèse) constriction des vaisseaux sanguine. contrôle de la qqt d'eau qu'on garde dans le corps sanguins Inhibée par des effets opposés. → Rétro-inhibition Ocytocine ▪ Utérus : stimule la contraction Libérée en réponse à la stimulation par des des muscles lisses de l’utérus influx nerveux générés lors de la distension de l’utérus et lors de la succion ▪ Seins : stimule l’éjection du lait → Rétroactivation amplificateur (+ de succion = +d'éjection...) + qu'on a soif = + que le niveau d'ADH dans le sang est élevé iii. Hormones de l’adénohypophyse – Produites par des cellules dérivées de tissus épithéliaux (et non des neurones). – Libérées suite à un stimulus hormonal (et non nerveux). ▪ Les hormones de libération proviennent de l’hypothalamus et acheminées jusqu’à l’adénohypophyse via le système porte hypothalamo-hypophysaire. – Six principales hormones (appelées « stimulines » ou « trophines ») sont libérées par six types de cellules: ▪ Hormone de croissance (GH) : favorise la croissance des cellules du corps, la synthèse des protéines, la réparation des tissus, la mobilisation des lipides. ▪ Thyréotrophine (TSH) : cause la libération des hormones thyroïdiennes par la glande thyroïde ▪ Corticotrophine (ACTH) : cause la libération des hormones du cortex surrénal (en particulier le cortisol) ▪ Gonadotrophines (LH et FSH) : régissent le fonctionnement des gonades (ovaires et testicules) ▪ Prolactine (PRL) : stimule la fabrication de lait par les glandes mammaires iv. Régulation des hormones de l’adénohypophyse Stimulus  Hypothalamus (─) Inhibition  Hormone de libération (Système porte hypothalamo-hypophysaire)  (─) Inhibition Adénohypophyse Rétro-  Sécrétion d’une hormone inhibition  (Circulation sanguine) Glande endocrine  Sécrétion d’une hormone   (Circulation sanguine) Cellules cibles Cellules cibles Réponse  Stimulus: entraîne l’activation des neurones de l’hypothalamus qui sécrètent des hormones de libération (ou selon le cas, des hormones d’inhibition).  L’hormone sécrétée est transportée dans le système porte hypothalamo- hypophysaire jusqu’à l’adénohypophyse.  Sécrétion de l’hormone adénohypophysaire dans la circulation sanguine. L’hormone peut agir directement sur des tissus cibles ou, plus souvent, sur une glande endocrine (glande thyroïde, cortex surrénal, gonades)  La glande endocrine activée par l’hormone adénohypophysaire libère à son tour ses hormones. Les hormones, qu’elles proviennent de l’adénohypophyse ou de glandes endocrines, engendrent les réponses de leurs cellules cibles.  L’augmentation de la concentration sanguine d’hormone inhibe l’hypothalamus et/ou l’adénohypophyse. (Inversement, une diminution de la concentration sanguine de l’hormone aurait un effet stimulateur) C’est un mécanisme de rétro-inhibition qui assure un contrôle du taux sanguin de l’hormone.