Le système endocrinien

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1 UE 2.2 Cycles de la vie et grandes fonctions Le système endocrinien Pr Marianne Zeller INSERM U866, UFR Sciences de santé, Université Bourgogne-Franche Comté

2 Plan 1. Généralités 2. Les hormones 3. Mécanismes d action hormonale 4. Eléments de régulation endocrinienne 5. Les glandes endocrines 6. Les tissus encrines

3 Généralités Système Endocrinien (SE) = régulateur Module activité métaboliques via hormones Rôle essentiel dans le maintien de l homéostasie Interactions avec le Système Nerveux (SN) pour coordonner nombreuses activités cellulaires

4 Généralités Vitesse d action en réponse aux variations du milieu ajustements Rapide: SN Influx nerveux déclenche activité musculaire, glandulaire Lente: SE Libération dans la circulation sanguine de messagers chimiques (hormones) qui vont agir durablement sur métabolisme cellules cibles

5 Généralités Rôle SE: coordination de processus lents et souvent constants d adaptation aux variations du milieu Reproduction Croissance et développement Equilibre hydriques et ioniques Production des GR Régulation du stress Régulation circulation, digestion Métabolisme énergétique SE formé par Glandes endocrines Petites dimensions Disséminées dans le corps Tissus endocrines Cellules endocrines disséminées dans des organes Principales glandes endocrines

6 Glandes Exocrines substances non hormonales Libérées dans conduits Ex: glande salivaire, sudoripare Endocrines hormones Libérées dans liquide interstitiel puis plasma Très vascularisées Glandes endocrines = hypophyse, thyroïde, surrénales, parathyroïdes, glande pinéale, thymus Autres = Pancréas (+ sécrétions digestives), Gonades (+gamètes), hypothalamus (+SN)

7 Plan 1. Généralités 2. Les hormones 3. Mécanismes d action hormonale 4. Eléments de régulation endocrinienne 5. Les glandes endocrines 6. Les tissus encrines

8 Les hormones = substance chimique sécrétée par des cellules dans LEC Mode de sécrétion = exocytose Mode d action = régulation métabolisme d autres cellules Hormones Stéroïdes (dérivées cholestérol) liposolubles Hormones sexuelles produites par gonades (testicules et ovaires) Ex: Testostérone Hormones cortex surrénalien Ex: Aldostérone Non stéroïdes = dérivées d aa (protéines, peptides, dérivées tyrosine) hydrosolubles Ex: Catécholamines, thyroxine

9 Les hormones Transport dans le sang Hormones stéroïdes et thyroïdiennes: via un transporteur protéique spécifique Autres hormones: sous forme libre (sans transporteur) Hormone

10 Mécanismes d action hormonale Principe : 1 hormone agit sur 1 cellule précise (cellule cible) et pas les autres 1 organe précis (organe cible) et pas les autres Fixation de l hormone sur un récepteur protéique spécifique de la cellule cible Récepteurs Membranaire Cytoplasmique Nucléaire La fixation de l hormone sur son récepteur modifie l activité métabolique de la cellule cible

11 Actions cellulaires des hormones Actions selon type d hormone et cellule cible Modifications perméabilité mb Synthèse de protéines (enzymes) Régulation activité enzymatique Stimulation mitose Mécanismes Hormones liposolubles Hormones hydrosolobles

12 Plan 1. Généralités 2. Les hormones 3. Mécanismes d action hormonale 4. Eléments de régulation endocrinienne 5. Les glandes endocrines 6. Les tissus encrines

13 Mécanisme d action d une hormone liposoluble Hormones stéroïdes Diffusion à travers mb plasmique et nucléaire Fixation R sur ADN transcription en ARNm protéines

14 Mécanisme d action d une hormone hydrosoluble Dérivées d aa Fixation R mb plasmique Réactions intracellulaires: Activation enzyme 2 nd messager (AMPc GMPc ) cascades (enchainement) de réactions amplificatrices

15 Plan 1. Généralités 2. Les hormones 3. Mécanismes d action hormonale 4. Eléments de régulation endocrinienne 5. Les glandes endocrines 6. Les tissus encrines

16 Régulation de la libération des hormones sécrétion hormone dans le sang sécrétion hormone dans le sang

17 Régulation sécrétion hormonale Boucles de rétro-inhibition (le + souvent) taux circulants stables Rythme circadiens de sécrétion Mélatonine = nuit Cortisol = matin 3 types de stimulus Hormonal Humoral Nerveux

18 Stimulus hormonal Glandes endocrines libèrent hormones après stimulation par d autres hormones Axe hypothalamo-hypophysaire libère hormones qui régulent sécrétion hormones thyroïdiennes, surrénaliennes, ovariennes Boucles de rétro-inhibition sur l hypothalamus

19 Stimulus humoral Variations taux circulants d ions, nutriments régulent sécrétion hormones Glycémie régule libération d insuline par pancréas [glucose] sg insuline Calcémie régule libération de PTH par glandes parathyroïdiennes [Ca 2+ ] sg PTH

20 Stimulus nerveux Neurofibres (SN) stimulent sécrétion d hormones SN sympathique libération noradrénaline par médullosurrénale SN peut exercer un contrôle complémentaire à la régulation hormonale ou humorale Ex: SN sympathique (stress) glycémie

21 Plan 1. Généralités 2. Les hormones 3. Mécanismes d action hormonale 4. Eléments de régulation endocrinienne 5. Les glandes endocrines 6. Les tissus encrines

22 Hypophyse Taille d un pois, suspendue à hypothalamus par tige 2 lobes Antérieur = Adénohypophyse (tissu glandulaire) = production 6 hormones Protéines Régulation par hypothalamus Contrôlent d autres hormones Postérieur = Neurohypophyse (tissu nerveux) = stockage neurohormones

23 Hormone croissance (GH) Effets anabolisant ( synthèse protéines) = foie, muscles, os, cartilage Stimulant de la croissance ( taille organes): os, muscles Sécrétion essentiellement nocturne Déséquilibres Enfance Carence nanisme Hypersécrétion gigantisme hypophysaire Adulte Acromégalie (tumeur bénigne hypophyse)

24 Prolactine Structure chimique proche de celle de GH Action = développement glandes mammaires et production lait Stimulée par œstrogènes, allaitement

25 FSH et LH Gonadostimulines LH = Hormone lutéinisante Femme: Ovaires = déclenche ovulation et progestérone (corps jaune) et œstrogène Homme : Testicules = sécrétion testostérone FSH = Hormone Folliculo Stimulante : Stimulant gonades Femme : maturation follicules ovariens (développement ovules, préparation ovulation) et sécrétion œstrogènes Homme : spermatogénèse

26 TSH Stimule croissance de la glande thyroïde sécrétion hormones thyroïdiennes Grossesse, froid TSH

27 ACTH Stimule corticosurrénale sécrétion cortisol, androgènes Fièvre, hypoglycémie, stress ACTH

28 Neurohypophyse Hypothalamus synthétise hormones axones hypophyse (stockage) Si stimulation: libération hormones dans sg 2 hormones Ocytocine: Accouchement contraction utérus, déclenche le travail, éjection lait Stimulant = Dilatation col utérus, succion (allaitement) ADH réabsorption eau tubules rénaux volume urines et concentration urines Volume sg et PA

29 Thyroïde Base de la gorge (sous pomme d Adam) Palpable Très vascularisée 2 lobes + 1 isthme Remplie de follicules Contiennent substance colloïdale = thyroglobuline (précurseur hormone thyroïdienne)

30 Thyroïde Sécrète Hormone thyroïdienne: thyroxine = T4 (+T3) Contiennent 4 (ou 3) atomes d iode Produites par cellules folliculaires régulée par TSH (antéhypophyse) TSH T4, T3 Effets : métabolisme cellulaire Croissance et dvpt SNC Calcitonine Produite par cellules parafolliculaires Régulée par calcémie calcémie calcitonine Effet : fixation Ca2+ dans os calcémie

31 Régulation sécrétion hormones thyroidiennes Hypothalamus Adénohypophyse TSH Thyroïde Cellules cibles Hormones thyroïdiennes Inhibition Stimulation

32 Glandes parathyroïdes

33 Glandes parathyroïdes 4 petites glandes face postérieure de la thyroïde Sécrètent PTH = hormone parathyroïdienne Effets PTH : calcémie (important) Os: Libération Ca2+ Intestin: absorption Ca2+ Rein: réabsorption Ca2+ tubule rénal effets opposés à calcitonine

34 Régulation hormonale de la calcémie

35 Glandes surrénales Chapotent chaque rein 2 Parties Corticosurrénale (3 couches cellulaires) Corticostéroïdes 1. Aldostérone 2. Cortisol 3. Androgènes Médullosurrénale Catécholamines Adrénaline, noradrénaline

36 Structure histologique des glandes surrénales

37 Corticostéroïdes 1. Minéralocorticoïdes = aldostérone Effet = Régulation Natrémie et kaliémie Cible = tubule rénal aldostérone réabsorption Na+ (et excrétion K+) Equilibre hydroélectrique Régulation par Na+/K+, rénine, ACTH, FNA

38 Régulation de la libération d aldostérone

39 Corticostéroïdes 2. Glucocorticoïdes Cortisone + cortisol Régulation par ACTH (hypophyse) Effets Optimise le métabolisme cellulaire glycémie Anti-inflammatoire, anti-douleur

40 Corticostéroïdes 3. Androgènes Hormones sexuelles mâles + un peu d œstrogènes (hormones sexuelles femelles) Sécrétion En quantités très faibles, mais toute la vie Rôle probable = déclenchement puberté Chez l homme ( testostérone) et la femme ( œstrogène) Régulation ACTH (hypophyse)

41 Catécholamines Médullasurrénale = tissu nerveux ( ganglion SNΣ) Nerfs = fibres préganglionnaires du SNΣ Sécrétion Adrénaline, noradrénaline Stimulation SNΣ (stress) FC, PA, dilatation bronchioles, digestion

42 Relations hypothalamus, médulla surrénale et cortex surrénal dans la réponse au stress

43 Ilots pancréatiques Pancréas = glande mixte Exocrine = cellules acineuses sécrétant enzymes digestives Endocrine = ilots cellules (endocrinocytes) sécrétant hormones (insuline, glucagon)

44 Ilots pancréatiques Endocrinocytes ß insuline Effets : Hypoglycémiante Captation glucose par cellules de l organisme Favorise glycolyse (dégradation glucose) Mise en réserve glucose (glycogène) Synthèse protéines, triglycérides Rôle insuline dans régulation glycémie (rétroinhibition)

45 Ilots pancréatiques Endocrinocytes α Glucagon Cible = Foie dégradation glycogène glucose Formation glucose à partir d aa, glycérol Libération glucose dans le sg glycémie Hyperglycémiant ( insuline), très puissant Régulation de la libération du glucagon Glycémie ( glycémie glucagon) Activation SNΣ glucagon

46 Régulation de la glycémie

47 Diabète Glycémie > 1,26 g/l Excrétion glucose urinaire Type I = maladie héréditaire causée par auto-destruction des cellules ß ( insuline) Traitement = Autoinjection d insuline Type II = Maladie fréquente, associée à surpoids Favorisé par absence exercice physique, régime trop riche (graisse, sucre) Causée par inefficacité de l insuline sur la captation cellulaire du glucose Entraine pathologies sur autres organes (cœur, rein, œil, SN ) et résistance aux infections (pied) Traitement = médicaments hypoglycémiants (+ régime + exercice physique)

48 Corps pinéal = épiphyse Diencéphale, au dessus 3 ème ventricule Sécrétion mélatonine Cycle veille/sommeil

49 Thymus Thorax, derrière sternum Taille diminue avec l âge Rôle dans immunité Lieu maturation (incubateur) de certains lymphocytes (T) Cellules issues moelle osseuse rouge impliquées dans système de défense spécifique contre agents pathogènes (virus, bactéries) Maturation stimulée par thymosine

50 Gonades Glandes sexuelles produisant hormones sexuelles Hormones stéroïdes (idem surrénales mais en quantité + importante) Homme : testicules Femme : ovaires

51 Appareil génital féminin Trompes de Fallope Utérus Ovaire Vagin Col utérus

52 Ovaires 2 ovaires, dans cavité pelvienne Gonades = glandes qui produisent les gamètes femelles (ovules) et les hormones ovariennes Œstrogène Progestérone Début fonction ovarienne = puberté Déclenchement par gonadostimulines (adénohypophyse) cycle ovarien

53 FSH et LH Gonadostimulines LH = Hormone lutéinisante Femme: Ovaires = déclenche ovulation et progestérone (corps jaune) et œstrogène Homme : Testicules = sécrétion testostérone FSH = Hormone Folliculo Stimulante : Stimulant gonades Femme : maturation follicules ovariens (développement ovules, préparation ovulation) et sécrétion œstrogènes Homme : spermatogénèse

54 Taux d hormones plasmatique Taux d hormones plasmatique Le cycle hormonal Oestrogène Progestérone Ovulation

55 Régulation hormonale Axe hypothalamo-hypophysaire synchronise les phases du cycle Entre naissance et puberté: fonction génitale au repos Puberté à ménopause : tous les mois, production de FSH et LH FSH: maturation folliculaire ( œstrogène) LH: ovulation + corps jaune ( progestérone) Œstrogène et progestérone = dérivés du cholestérol (comme testostérone)

56 Régulation hormonale Œstrogènes = produits par follicule ovarien (paroi) ; stimule prolifération et régénération endomètre (phase proliférative du cycle menstruel) ; préparent utérus pour recevoir ovule fécondé Acquisition caractères sexuels secondaires (dvpt organes génitaux, seins, pilosité, dépôt tissu adipeux, élargissement bassin ) Grossesse : libérés par placenta, préparation glandes mammaires à lactation Progestérone = produit par corps jaune; favorise sécrétions nutritives par endomètre (phase sécrétoire du cycle menstruel) Grossesse: libérée par placenta, inhibe contractions utérines, préparation glandes mammaires à lactation

57 Testicules Suspendus à partie inférieur abdomen par scrotum Production gamètes mâles (spermatozoïdes) synthétisés par tubes séminifères Production hormones sexuelles mâles = androgènes Principale = testostérone Libérée par endocrinocytes interstitiels (entre tubes séminifères) Acquisition caractères sexuels secondaires : Primaires : maturation organes génitaux pour la reproduction (formation spermatozoïdes) Secondaires : croissance osseuse, pilosité, mue de la voix, masse musculaire (masculinisation)

58 FSH et LH Gonadostimulines LH = Hormone lutéinisante Femme: Ovaires = déclenche ovulation et progestérone (corps jaune) et œstrogène Homme : Testicules = sécrétion testostérone FSH = Hormone Folliculo Stimulante : Stimulant gonades Femme : maturation follicules ovariens (développement ovules, préparation ovulation) et sécrétion œstrogènes Homme : spermatogénèse

59 Plan 1. Généralités 2. Les hormones 3. Mécanismes d action hormonale 4. Eléments de régulation endocrinienne 5. Les glandes endocrines 6. Les tissus encrines

60 Autres tissus endocrines Cellules qui produisent des hormones au dans tissus remplissant aussi une autre fonction Tissu adipeux leptine Régulation bilan énergétique Paroi estomac gastrine Libération HCl par paroi gastrique Paroi duodénum sécrétine et CCK Sécrétion sucs pancréatiques (pancréas) Sécrétion bile (foie + vésicule biliaire)

61 Autres tissus endocrines Reins EPO Stimulation synthèse GR (moelle osseuse) Cœur FNA Inhibition sécrétion aldostérone volume sg et PA Peau (+ reins + foie) vitamine D absorption intestinale Ca2+ Fixation Ca2+ dans os

62 Peau et vitamine D Peau = Lieu synthèse précurseur vitamine D qui sera ensuite transformé en molécule active par reins puis foie Rôle principal de la Vitamine D = régulation métabolisme calcium ( absorption intestinale) UV Vitamine D