HORMONOLOGIE-REPRODUCTION Le système endocrinien. Le système endocrinien

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1 06/02/2014 HAMMOUTENE Chéryne L3 Hormonologie-Reproduction Pr. DUTOUR Relecteur 7 10 pages HORMONOLOGIE-REPRODUCTION Le système endocrinien Le système endocrinien Plan A. Organisation du système endocrinien I. Caractéristique générales II. Les glandes endocrines classiques B. Les grandes actions des hormones C. Classification des hormones I. Hormones hydrosolubles II. Hormones liposolubles D. Biosynthèse des hormones I. Hormones hydrosolubles II. Hormones liposolubles E. Transport et métabolisme des hormones I. Les hormones dans la circulation II. Mode de transport vers les tissus cibles III. Métabolisme des hormones F. Mécanisme d'action des hormones I. Principes généraux II. Effets cellulaires des hormones hydrosolubles III. Mécanisme d'action des hormones lipoprotéiques plasmatiques IV. Régulation de la sécrétion hormonale. Note du CR : J'ai essayé de rajouter autant que possible les informations données à l'oral par la prof, elles sont en italique dans ce Ronéo, en plus du texte du power-point sur lequel elle s'est beaucoup basée (ainsi que le roneotypeur...) Le système endocrinien permet le fonctionnement coordonné et intégré des organes, grâce à un système de communication entre 2 cellules (se faisant soit par l'intermédiaire de molécules de membrane, soit par l émission de molécules messagères qui, si elle agissent à distance, s'appellent des hormones) Organisation de la communication des grands systèmes de coordination fonctionnelle : Système nerveux : Réseau câblé (contacts cellulaires par synapses) Dépolarisation membranaire (libération de neurotransmetteurs) Transmission très rapide de l'information (milliseconde) Système endocrinien Absence de contact cellulaire (cellules cibles éloignées) Molécules messagères diffusibles : hormones Transmission plus lente de l'information 1/10

2 Système immunitaire (fonction spécialisée) HORMONOLOGIE-REPRODUCTION Le système endocrinien Molécules messagères : cytokines et autres A. Organisation du système endocrinien /!\ Définition d'une hormone : Une hormone est une molécule messagère sécrétée dans le milieu extra-cellulaire par une cellule à fonction endocrine, véhiculée dans la circulation sanguine vers des cellules cibles situées à distance, sur lesquelles elles agissent par l'intermédiaire de récepteurs spécifiques. I. Caractéristiques générales Des cellules endocrines : Signes d'activité de synthèse protéique intense - Noyau riche en nucléoles -Richesse en réticulum endoplasmique et mitochondries Signes de spécialisation sécrétoire -Granules sécrétoires -Réticulum endoplasmique lisse Des glandes endocrines : Groupement de cellules à activité sécrétoire Vascularisation très riche Absence de canaux excréteurs : sécrétion directe dans la circulation sanguine. II. Les glandes endocrines classiques Hypophyse : Antéhypophyse : Hormone corticotrope (ACTH) Hormone de croissance (GH) Thyréostimuline (TSH) Hormones gonadotropes (LH/FSH) (régulées par la GnRh) Prolactine Posthypophyse : AVP (= Hormone anti-diuretique ou ADH) Ocytocine 2/10

3 Surrénales : Corticosurrénale : hormones stéroïdes HORMONOLOGIE-REPRODUCTION Le système endocrinien Médullosurrénale : catécholamines (=hormones du stress) Thyroïde : Hormones thyroïdiennes T3 et T4 Thyrocalcitonine (TCT) (Attention, bien que produite par la thyroïde, elle n'appartient pas au groupe des hormones thyroïdiennes!) Parathyroïde : Parathormone (PTH) impliquée dans la régulation du calcium. Gonades : Testicules : testostérone Ovaires : estradiol et progestérone Pancréas endocrine : Insuline (seule hormone hypo-glycemiante) Glucagon (une des hormones hyper-glycemiante) Placenta : On peut considérer que le placenta est une glande endocrine, il synthétise l'hcg (hormone chorionique gonadotropique, permet l'entretient de la grossesse) et les stéroïdes sexuels (estradiol et progestérone). Autres organes/cellules à fonction endocrine : En effet, il existe des cellules endocrines isolées au sein des organes, secrétant des hormones extrêmement importantes en physiologie. SNC et hypothalamus : synthèse de neuro-hormones permettant de réguler l'hypophyse via le système porte hypothalamo-hypophysaire Foie : sécrète l'igf-1 en grande quantité (impliquée dans la régulation de l'hormone de croissance) Rein : secrète l'epo (régule la production des globules rouges) Cœur : peptide natriurétique ou ANF (régule la tension artérielle et la natriurese) Tissu adipeux : il synthétise la leptine qui agit à distance sur le SNC pour réguler le comportement alimentaire (satiété). Tractus gastro-intestinal : synthétise des peptides digestifs tels que la gastrine, CCK, GLP, VIP (Le GLP est par exemple utilisé en clinique pour le traitement du diabète) Collaboration de plusieurs tissus pour la synthèse d'hormones (exemple : vitamine D) B. Les grandes actions des hormones 1)Maintien des constantes du milieu intérieur - Contrôle des volumes liquidiens et de la pression artérielle -Homéostasie électrolytique 3/10

4 - Régulation de la composition corporelle (masse grasse, masse maigre, masse musculaire) 2) Métabolisme énergétique - Utilisation et stockage des substrats énergétiques (insuline) - Mobilisation des réserves énergétiques (glucagon...) 3) Croissance et développement - Croissance des organes et tissus - Différenciation et maturation fonctionnelle des tissus - Plasticité tissulaire 4) Réponse aux agressions (hémorragie, infection, stress...) 5) Reproduction - Gamétogenèse et préparation de l'organisme à la procréation et à la fécondation - Maintien de la grossesse - Lactation Il existe plusieurs grands schémas d'action différents : 1 Hormone 1 tissu cible et une seule action Exemple : La TSH est produite par l'antéhypophyse et agit sur les cellules de la glande thyroïde, entraînant une synthèse et sécrétion d'hormones thyroïdiennes. 1 Hormone plusieurs tissus cibles et plusieurs actions différentes (le plus fréquent) Exemple : Les hormones thyroïdiennes agissent sur de nombreux tissus (cerveau, cœur, muscle, os...) et ont donc de nombreuses actions différentes. Un excès ou un déficit en hormone causera donc un tableau clinique complexe avec de nombreux signes cliniques. Plusieurs hormones 1 même tissu cible et 1 même fonction Exemple : le cartilage de croissance (= 1 tissu), la croissance des os (= 1 fonction), plusieurs hormones nécessaires produites par différentes glandes endocrines (GH, IGF-1, testostérone, estradiol, hormones thyroïdiennes). 4/10

5 C. Classification des hormones I. Hormones hydrosolubles Hormones peptidiques, qui sont très petites par exemple la GnRH (constituée de 10 acides aminés). ou la TRH (constituée de 3AA) Hormones protéiques, un peu plus grandes, par exemple la GH (191 acides aminés) Hormones glycoprotéiques, à la structure plus complexe, come par exemple la LH qui comprend une chaîne peptidique ainsi qu'une chaîne polysaccharidique Catécholamines : adrénaline, noradrénaline (dérivés de la tyrosine). Elles sont synthétisées à partir d'un précurseur par modification énergétique. Caractéristiques communes des hormones hydrosolubles : Stockées dans des granules de sécrétion Sécrétées par exocytose Agissent sur des récepteurs membranaires II. Hormones liposolubles Stéroïdes : dérivés du cholestérol (cortisol, testostérone, aldostérone...) produits par les surrénales et les gonades. Hormones thyroïdiennes (T3 ou T4) Vitamine D : dérivée d'un stérol endogène ou issue d'une vitamine D endogène. Caractéristiques communes : Pas contenues dans des granules de sécrétion Hormones libres dans le cytosol Sécrétion : diffusion à travers la membrane plasmique Récepteurs intracellulaires «nucléaires» 5/10

6 D.Biosynthèse des hormones I.Hormones hydrosoluble Hormones peptidiques, protéiques et glycoprotéiques : biosynthèse par transcription d'un gène puis traduction. Exemple de la biosynthèse de l'insuline : Le précurseur, la pro-insuline, est clivé en Insuline + Peptide C (ou peptide de connexion). Le dosage du peptide C chez le diabétique est le reflet de la production endogène d'insuline, sans interférences avec l'insuline exogène thérapeutique. Catécholamines : synthétisées à partir d'un précurseur (un AA, la tyrosine) par des modifications enzymatiques successives (hydroxylations, décarboxylations, N-méthylation de la noradrénaline en adrénaline). En cas d'anomalie des catécholamines, ce n'est pas le gène le problème mais plutôt une des enzymes responsables de la maturation. II. Hormones liposolubles Pas de gène codant directement pour l'hormone Les précurseurs sont de structure biochimique diverse Biosynthèse par modifications enzymatiques successives de précurseurs (Par exemple pour les stéroïdes : un précurseur est issu du cholestérol alimentaire ou bien de la synthèse des cellules steroideogènes, puis modifié par des enzymes mitochondriales ou microsomiales comme le CYP450.) 6/10

7 Synthèse de certaines hormones sous forme de pro-hormones conversion en hormones actives dans les cellules cibles. Hormones thyroïdiennes : T4 T3 Androgènes : Testostérone Dihydrotestostérone E. Transport et métabolisme des hormones I. Les hormones dans la circulation Hormones hydrosolubles : la majorité circule sous forme libre dans le plasma, mais il y a plusieurs exceptions (dont GH, IGF1, leptine, qui sont véhiculées par des protéines de transport, permettant leur régulation). Hormones liposolubles liées à des protéines plasmatiques : - Protéines de transport spécifiques (que l'on peut doser) - Faible pourcentage libre : 0,5 à 10% (= fraction immédiatement active, capable d'entrer dans les cellules). II. Mode de transport vers les tissus cibles Communication endocrine «classique» 2 modes de communications endocriniens particuliers - Communication endocrine rapprochée : par exemple via le système porte hépatique, qui fait communiquer le pancréas endocrine et le foie. Les hormones pancréatiques comme l'insuline et le glucagon seront donc en concentration beaucoup plus importante dans le foie que dans la circulation générale, afin de moduler au mieux le stockage ou la mobilisation des réserves énergétique par ce dernier. On est incapable de reproduire cette différence de concentration avec de l'insuline thérapeutique. - Communication neuroendocrine : les hormones hypothalamiques passent dans le système porte hypothalamo-hypophysaire, et arrivent en concentration très importante dans l'hypophyse pour réguler sa fonction endocrine, alors qu'il n'y en a quasiment pas dans la circulation générale. Communication paracrine : sans passer par la circulation générale (les messagers agissent dans le voisinage de la cellule émettrice) (exemple : au sein des ilôts de Langerhans, l'insuline agit sur la cellule à glucagon). 7/10

8 Communication autocrine : agit sur une cellule identique (exemple : une cellule à insuline qui agit sur une cellule à insuline) III.Métabolisme des hormones La demi-vie plasmatique des hormones est variable et influencée par la dégradation enzymatique de l'hormone (qui peut avoir lieu dans le foie ou le rein), les métabolites inactifs seront ensuite éliminés par le rein. F. Mécanisme d'action des hormones I. Principes généraux Agissent à de très faible concentration (10-9 à M / nmol/l à pmol/l) Grâce à des récepteurs hormonaux de grande spécificité, de forte affinité, avec une liaison saturable et réversible. Réponse proportionnelle à la quantité d'hormone présente : seuil d'action, sensibilité, réponse maximale. Schéma général d'action : Récepteur effecteur effet biologique II. Effets cellulaires des hormones hydrosolubles Elles agissent sur des récepteurs membranaires : l'hormone est donc un signal extra-cellulaire. La liaison hormone/récepteur entraîne un changement de conformation du récepteur et une transmission d'un message intracellulaire Action très rapide (secondes à minutes) Il existe différents types de récepteurs/effecteurs membranaires: Récepteurs couplés à des protéines G (RCPG) Récepteurs enzymes : récepteur = effecteur Récepteurs directement couplés à une kinase intracellulaire 8/10

9 III.Mécanisme d'action des hormones lipoprotéiques plasmatiques Récepteurs nucléaires (hormone = signal intra-cellulaire) Le complexe hormone/récepteur constitue un facteur de transcription Action plus lente (heures ou jours) La structure des récepteurs nucléaires est très conservée, et comporte 5 grands domaines : Domaine C : liaison à l'adn, ce domaine interagit avec une séquence spécifique promoteurs des gènes cibles : HRE (élément de réponse hormonale). Domaine E : liaison à l hormone Le complexe Hormone+Récepteur peut interagir directement avec le promoteur de son gène cible (HRE) ou bien avec un autre facteur de transcription, afin de moduler l'expression dudit gène. Selon le type de gène cible, l'effet peut être positif ou négatif. IV :Régulation de la sécrétion hormonale Phénomène fondamental d'adaptation homéostatique Évaluation de la sécrétion hormonale par dosages plasmatiques et urinaires (voire même salivaires pour les patients phobiques des piqûres, on arrête pas le progrès!) 3 grandes catégories de phénomènes de régulations - Rythmicité - Régulation par le système nerveux - Rétrocontrôles 9/10

10 La rythmicité Périodicité Ultradienne < 24h = pulsatilité (on a une variation de sécrétion inférieur à 24h), exemple : LH (pic toutes les 20 à 30 minutes). Quotidienne : circadienne (synchronisateur interne) ou nycthémérale (synchronisateur externe) Infradienne : mensuelle (cycle menstruel) ou circanuelle Superposition possible de plusieurs types de périodicités (exemple : GH, cortisol). Rythmicité de GH : pic nocturne Rythmicité du cortisol : pic de cortisol le matin (6-7h du matin). Mécanisme Endogène - Horloge biologique interne : noyaux suprachiasmatique (= neurones ayant une rythmicité propre) ; afférences rétiniennes et projection sur l'hypothalamus et l'épiphyse. - Rôle essentiel dans la genèse des rythmes circadiens (température, cortisol) Facteurs extérieurs : prise alimentaire, alternance jour/nuit (rythmes nycthéméraux). Importance en clinique Exploration des sécrétions hormonales (Connaître la rythmicité de la sécrétion va nous permettre de déterminer à quel moment effectuer les dosages) Anomalies du rythme et pathologies, exemple : Adénome hypophysaire à ACTH (= maladie de Cushing), entraînant une perte du rythme de l'acth et du cortisol. (La perte de la rythmicité est le premier signe de la maladie, avant l'apparition des premiers symptômes) Traitements hormonaux, exemple : traitements par corticoïdes, GnRH. 10/10