Signalisation neuronale: Signalisation endocrine: Coordination et régulation des voies métaboliques: Système neuro-endocrinien. Neurotransmetteurs

Transcription

1 Signalisation neuronale: Coordination et régulation des voies métaboliques: Système neuro-endocrinien Neurotransmetteurs Récepteurs «proches» Signalisation endocrine: Hormones Récepteurs «distants»

2 Récepteurs membranaires Second(s) messager(s) Délai de réponse court (minutes): Qualité et quantité d enzymes Récepteurs cytosoliques ou nucléaires Transcription de gènes Délai de réponse long (heures, jours): Quantité d enzymes Signalisation endocrine: hormone:récepteur

3 Diversité des hormones: de structure chimique, de synthèse, de localisation subcellulaire du récepteur, de mode d action Action endocrine-paracrine-autocrine

4 Hormones peptidiques: Ex: insuline, glucagon, somatostatine, calcitonine, hormones de l hypothalamus (RF) et de l hypophyse (SF) Synthèse d un précurseur inactif: la prohormone Stockée dans les vésicules sécrétoires: protéolyse activatrice Exocytose Capillaires sanguins Récepteurs membranaires

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6 Catécholamines: Adrénaline et noradrénaline: neurotransmetteurs et hormones Glande surrénale: médullaire Vésicules sécrétoires Exocytose Capillaires sanguins Récepteurs membranaires

7 Eicosanoïdes: Prostaglandines (thromboxanes) et leucotriènes Synthèse directement suivie de la sécrétion Hormone paracrine Récepteurs membranaires

8 Hormones stéroïdes: Testicules, ovaires et cortex surrénalien Circulation sanguine: protéine porteuse Récepteurs nucléaires Transcription Cholestérol Pregnénolone Cortisol (glucocorticoïde) Aldostérone (minéralocorticoïde) Androstènedione Testostérone Estradiol (H. sexuelles)

9 Cortex de la glande surrénale:

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11 Hormones thyroïdiennes:

12 Acide rétinoïque: Prohormone: rétinol (stock dans le foie) Circulation sanguine (RBP) Cellules: synthèse d acide rétinoïque hormone paracrine (diffusion) récepteurs nucléaires

13 Acide rétinoïque: Prohormone: rétinol (stock dans le foie) Circulation sanguine (RBP) Cellules: synthèse d acide rétinoïque hormone intracrine! récepteurs nucléaires

14 Oxyde nitrique (NO): NO Synthase (n, e, i NOS) Hormone paracrine (gaz diffusible) Récepteur cytosolique: Guanylate cyclase soluble GTP GMPc

15 NO = vasodilatateur Sang

16 Contrôle de la sécrétion des hormones: Senseurs externes et internes intégration, décision exécution

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18 Division du travail: organes spécialisés

19 1. Foie: Métabolisme du glucose GLUT2 Glucokinase Lipoprotéines

20 1. Foie: Métabolisme des acides aminés 11: jeûne prolongé: cycle glucose-alanine

21 1. Foie: Métabolisme des acides gras 5: jeûne prolongé Foie: Stock de Fer, de vitamine A Détoxification (Cyt. P-450)

22 2. Tissus adipeux blanc et brun Histologie, localisation, présence chez l adulte 30-70µm 20-40µm

23 Tissu adipeux blanc: Tissu adipeux brun: Apparait au cours de la vie Disparait au cours de la vie 15% du poids chez l homme adulte 1% du poids chez le nouveau-né TAG acides gras - oxydation: Production d ATP (ATP synthase) Production de chaleur (UCP) Exportation d acides gras notamment vers les muscles < stock TAG (adrénaline (+) et insuline (-)) Transformation du glucose en acides gras et TAG (stock) Acides gras < TAG des chylomicrons et VLDL Production d hormones (adipokines)

24 3. Muscles squelettiques: Fibre musculaire type I Fibre musculaire type II Rouge (densité de capillaires +++) Blanche (densité de capillaires +) Mitochondrie +++ Mitochondrie + Production d ATP (contraction musculaire): aérobie, chaîne respiratoire (O2) anaérobie (lactate) Contraction lente Faible puissance Grande endurance Efforts aérobies: long/résistance Marathon contraction rapide Forte puissance Faible endurance Efforts anaérobies: court/puissance 100m Adaptation du % de fibres d un muscle au type d effort: (Nl: 50%-50%): Marathonien: 80% de type I sprinter 80% de type II

25 Substrats énergétiques: ATP préexistant, phosphocréatine, glycogènes musculaire et hépatique (via le glucose sanguin), acides gras (tissu adipeux) et corps cétoniques (foie) Repos: acides gras et corps cétoniques Activité légère et prolongée: idem + glycogène hépatique Activité en puissance, brêve: ATP, phosphocréatine, glycogène musculaire Adrénaline

26 Créatine phosphate: mm Production rapide, cytoplasmique d ATP, au début de l effort physique intense Régénération du stock de créatine phosphate après l effort Catabolisée en créatinine, qui est éliminée par le rein

27 Récupération APRES l effort: Dette d oxygène: O 2 pour synthèse hépatique d ATP; ATP pour gluconéogénèse < lactate; Glucose sanguin pour régénérer le stock de glycogène musculaire (cycle de Cori) 3 Couplage imparfait entre la lyse de l ATP et le travail de contraction musculaire chaleur Fibre musculaire cardiaque: Mitochondries ++++ Acides gras chaîne respiratoire O2, ATP Métabolisme aérobie exclusif et continu O2 >< Infarctus du myocarde

28 4. Cerveau: 1. Neurones: Glucose sanguin glycolyse cycle de Krebs O2, ATP Jeûne prolongé: acides gras (foie) corps cétoniques (β hydroxy butyrate) sang neurones: O2, ATP Famine: acides aminés foie: glucose (gluconéogénèse) sang neurones: O2, ATP 2. Astrocytes: acides gras β-oxydation O2, ATP Cerveau: Métabolisme exclusivement aérobie (O2) Consomme 20% de l O2 inhalé! Très peu de glycogène ATP: créer et maintenir une de potentiel électrique membranaire

29 5. Importance du contrôle de la glycémie: (Valeurs chez l homme à jeun)

30 4 hormones: Insuline: hyperglycémie Glucagon: hypoglycémie Régulation hormonale du métabolisme: Adrénaline: préparation à l action immédiate («combat ou fuite») Cortisol: état de stress prolongé (douleur, anxiété, hypoglycémie, infection, ) 3 états: État prandial et post-prandial Etat de jeûne Etat de jeûne prolongé

31 Etat post-prandial: insuline

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33 État de jeûne : glucagon (Acides gras)

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35 Etat de jeûne prolongé Foie (Diabète décompensé)

36 Corps cétoniques: source d énergie pour le cerveau, le cœur et les muscles en cas de jeûne prolongé

37 Stress aigu exigeant une activité musculaire imminente: adrénaline et noradrénaline

38 Stress chronique provoquant la sécrétion de cortisol: Anxiété, hypoglycémie, hémorragie, famine, : Cortex de la surrénale: corticostéroïde: cortisol (glucocorticoïde) But: mobiliser les substrats énergétiques pour résister au stress Cibles: foie: muscles: tissu adipeux: gluconéogénèse ( PEP carboxykinase) lyse des protéines (gluconéogénèse hépatique) lyse des triacylglycérols (acides gras + glycérol) Action au niveau de la transcription d enzymes qui contrôlent ces voies métaboliques (action lente)

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40 Contrôle de la masse corporelle et de la prise de nourriture: Obésité = problème de santé majeur dans nos sociétés hommes (adulte et enfant) et animaux Risques associés chez l homme: diabète de type 2, maladies cardiovasculaires (infarctus du myocarde et cérébral), cancer du colon, de la prostate et du sein,

41 Poids normal/surcharge pondérale/obésité: Définitions chez l homme: BMI (Body Mass Index): Poids (kg)/{taille (m)} 2 Homme: Poids normal: BMI< 25 Surcharge pondérale: 25 < BMI < 30 Obésité: BMI > 30

42 Tissu adipeux = organe endocrine Sécrétion d hormones adipocytaires: leptine, résistine, adiponectine, visfatine, TNF-α, IL-6, Autocrine, paracrine et/ou endocrine Renseigne le SNC sur l état des stocks de TAG dans le tissu adipeux Leptine: 1994 Souris ob/ob et db/db: inactivation de la leptine ou de son récepteur

43 1 appétit 2 La leptine renseigne le cerveau (hypothalamus: noyau arqué) sur les réserves du tissu adipeux en TAG (nombre et taille des adipocytes/masse du TA)

44 1 hypothalamus Lyse des TAG acides gras β-oxydation cycle de Krebs chaîne respiratoire gradient de protons libération de chaleur (UCP: découplage)

45 2 Noyau arqué de l hypothalamus (adiponectin >< leptine)

46 Hormones peptidiques qui agissent au niveau du noyau arqué de l hypothalamus: Leptine: < tissu adipeux: réserves de TAG du tissu adipeux (nombre et taille des adipocytes), diminue l appétit Insuline: < pancréas: Ghréline: < estomac: PYY3-36: < colon: glucose circulant et reflet des stocks de TAG (cf leptine), diminue l appétit conc. élevée avant les repas, stimule l appétit conc. élevée après le repas, diminue l appétit Adiponectine: < tissu adipeux: stimule l appétit

47 Raison(s) d être des mécanismes de contrôle de l appétit et du métabolisme par la leptine et l adiponectine?? Interférer avec le développement de l obésité (tissu adipeux ): NON! leptine appétit et dissipation d énergie sous forme de chaleur? Assurer la survie en cas de famine (tissu adipeux ): OUI! leptine appétit et dissipation d énergie sous forme de chaleur production T3 et T4 métabolisme de base production d hormones sexuelles reproduction production de glucocorticoïdes (cortisol) substrats énergétiques pour assurer la survie activités physiques adiponectine récepteur au niveau du foie, pancréas, tissu adipeux, muscle, cerveau, cœur, activation de l AMPK (AMP-activated protein Kinase)

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