I. Concepts de base en endocrinologie
Régulation endocrinienne
Introduction
Ilexiste2systèmesdecommunicationdansl'organisme:lesystèmenerveuxetlesystèmeendocrinien.
Ilsassurentlatransmissiond'informationsàl'intérieurdel'organismeentrelestissusetlesorganes.
Iltravaillentensynergiepourcoordonnerl'activitécellulairedontdépendl'homéostasie
Introduction
Le système nerveux

Le système endocrinien
Rôles
�La reproduction et le développement sexuel
�Contrôle de la croissance et de la différenciation des tissus
�Situation de contraintes (infections, traumatismes, stress, soif...)
�Régulation de l'homéostasie (ph, température, maintien des concentrations d'eau, d'électrolytes, d'éléments nutritifs...)
�Le métabolisme énergétique et cellulaire
�Impliqué dans la plupart des processus physiologiques
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Les glandes
Le système endocrinien regroupe un ensemble d'organes glandulaires qui ont la propriété de fabriquer une sécrétion.
�La glande est un organe ayant pour fonction d'élaborer et sécréter certaines substances qui auront un effet sur un autre organe, ou tissu du corps (humain).
Glandes exocrines
�Les glandes sudoripares,
�Les glandes salivaires,
�Les glandes mammaires,
�Les glandes sébacées,
�Les glandes digestives
sécrétant des enzymes du pancréas, de l'intestin et de l'estomac.
�Glande exocrine : glande dont les secrétions écoulent dans les conduits excréteurs débouchant dans les cavités corporelles ou dans la lumière d'un organe.
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Glandes endocrines
�Glande endocrine: glande qui ne possède pas de canal excréteur et déverse leurs substances chimiques, les hormones, directement dans le sang.
�Les glandes strictementendocrines : l'hypophyse, la thyroïde, la parathyroïde, les glandes surrénales
�Les glandes mixtes, sont à la fois exocrines et endocrines (pancréas, gonades).
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Les hormones ne sont pas produites uniquement par des glandes endocrines !
Savez vous qu'un grand nombre d'hormones sont aussi synthétisées par des cellules endocrines isolées non regroupées dans une glande endocrine?
�Les tissus endocriniens, amas de cellules ou systèmes endocriniens diffus
De nombreux tissus et organes ne font pas partie du SE proprement dit, contiennent des amas isolés de cellules hormonopoïétiques(capables à la fois d'une sécrétion endocrine et d'un autre rôle physiologique): hypothalamus (organe neuroendocrinien), intestin grêle, l'estomac, rein, coeur, placenta...
Par exemple
�Le coeur: qui est un organe dont le rôle principal est d'assurer la circulation sanguine dans le réseau vasculaire grâce à sa fonction contractile possède également des cellules endocrines qui sécrètent dans la circulation sanguine une hormone, le Peptide NatriurétiqueAuriculaire (ANP).
�L'estomac : sécrète la ghrélinequi stimule l'appétit
�L'adipocyte: sécrète la leptine qui joue un rôle dans la satiété et diminue l'appétit.
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Mises au points
�Organisation des épithéliums endocriniens
●Glandes endocrines (thyroïde, hypophyse...)
●Amas de cellules endocrines (cellules de Leydig, ilots de Langerhans)
●Système endocrinien diffus (ex : cellules neuroendocrine du tube digestif, corps neuro-épithéliaux de l'arbre bronchique)
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Les hormones
�L'hormoneest une substance chimique élaborée par une cellule endocrine qui agit spécifiquement sur une cellule appelée cellule-cible (exerce un effet déterminé) par l'intermédiaire d'un récepteurspécifiquequi la reconnaît.
�Seules les cellules cibles qui contiennent des récepteurs (membranaires ou intracellulaires) sont sensibles aux hormones
�Les récepteurs des hormones sont liés à des partenaires protéiques capables d'activer des voies de transduction
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Particularités
Une hormone peut être:
oEndocrine:qui atteint la cellule cible par le système circulatoire (ex: l'insuline).
oParacrine:qui agit sur une cellule cible voisine, contiguë, mais d'un autre type cellulaire (ex: VEGF).
oJuxtacrine: agissant sur une cellule cible contiguë du même type cellulaire (ex: TGF-A).
oAutocrine: la cellule cible est la cellule productrice elle-même (ex: EGF).
oIntracrine: la substance n'est pas sécrétée en dehors de la cellule mais agit directement en intracellulaire de la cellule productrice.
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Hormone circulante
Hormone locale
�Unemêmeglandeendocrinepeutsécréterplusieurshormones.
�Unehormonedonnéepeutavoirdeseffetsdifférentssurdifférentescellulescibles.
�Unprocessusphysiologiquepeutêtrecontrôléparplusieurshormones.
�Ilestfréquentquedifférentesstructuresendocrinesagissentlesunessurlesautresafindemodulerleursfonctionnements.Quelques propriétés
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Classification structurale
On distingue 4 catégories d'hormones en fonction de leur structure et synthèse:
�Les amines biogènes: dérivés d'acides aminés
�Hormones peptidiques: formées de chaînes d'acides aminés
�Hormones stéroïdes: dérivées du cholestérol
�Les éicosanoïdes: dérivées de l'acide arachidonique(AG polyinsaturé)
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Classification fonctionnelle des hormones
�Hormones d'action ubiquitaire: ont des effets sur tous les types de cellules
�Hormones d'action restreinte: ont des effets que sur certains tissus ou organes
Le caractère restreint ou ubiquitaire de l'action d'une hormone dépend de son récepteur
Métabolisme des hormones
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1. Biosynthèse des hormones
A)Leshormonespeptidiquesouprotéiques
•Unfonctionnementquisuitleprincipedesynthèsedesprotéines.Ilyaexpressiongéniqueauniveaudunoyauetformationdel'ARNm.L'ARNmesttraduitauniveaudesribosomes,maturationdanslegolgietexocytosedesvésiculesversl'extérieur.
•Ceshormonespeuventêtreconstituéesdeseulement3acidesaminéspourlespluspetitescommelaTRHjusqu'àplusieurscentainespourlesplusgrosses(hormonesprotéiques).
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1. Biosynthèse des hormones
B)Leshormonesstéroïdes
•Ellessontsynthétiséesparlacorticosurrénale,lesgonades(ovairesettesticules)etleplacentachezlafemmeenceinte.
•Ellessonttoutesproduitesàpartirducholestéroldanslamitochondriepuisleréticulumendoplasmiquelissegrâceàdesenzymesspécifiques.
•Labiosynthèsedébuteparlacoupure,danslamitochondrie,delachaînelatéraleducholestérolparunedesmolasepourformerleprégnénolone(étapelimitante).
•Lesstéroïdessontdeshormonesliposolubles,interdisantleurstockagedansdesvésiculesdesécrétion.Ilenrésultequeceshormonesdevrontêtresynthétiséesàlademande.
-Néosynthèsehépatique
-Origine alimentaire
Desmolase
Mitochondrie
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1. Biosynthèse des hormones
C)Lesaminesbiogènes
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�Leshormonesthyroïdiennesseformentpariodationderésidustyrosylauseind'unegrosseprotéine,lathyroglobuline.
Lacondensationdedeuxrésidusiodotyrosyldanslathyroglobulinedonnenaissanceàdesiodothyronines(monoetdi)quisontfinalementlibéréeparprotéolysedelathyroglobuline.
Les étapes de synthèse des hormones thyroïdiennes
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1. Biosynthèse des hormones
D)Leséicosanoïdes
•Cesontdesmédiateurschimiquesdécouvertsrécemment,dérivésd'unemoléculededépart:l'acidearachidonique(C20),quiestunsecondmessagerintracellulaire.
•Apartirdecetacidearachidoniqueontrouve2typesdeproduits:lesleucotriènesetlesprostaglandines.
•Cesmoléculesontuneactionlocale,paracrine,maisellespeuventaussiavoirdesactionspluséloignées,d'oùleurclassementdansleshormones.
2. Sécrétion des hormones
A)Hormonesprotéiquesetpolypeptidiques,catécholamines
•Parmécanismed'exocytoseaucoursduquellamembranedesvésiculessécrétoiresfusionneaveclamembraneplasmique
•Unstimulusinitial,denaturehormonale,électriqueouuneentréedecalciuminduitlamigrationdevésiculessécrétoiresverslamembraneplasmique,guidéesparlesmicrotubulesassezsouvent
•L'élévationdelaconcentrationduCa++estgénéralementlefacteurdéclenchantlasécrétion(l'exocytose)
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2. Sécrétion des hormones
B)Hormonesstéroïdes
•Liposolubles,ontunmodedesécrétionplussimple,puisqu'ellessemblentdiffuserlibrementàtraverslamembraneplasmique
3. Régulation de la sécrétion
D'importantsmécanismesderégulationinterviennentafindemaintenirletauxsanguinentredesvaleursminimumetmaximum.
�Mécanismederétroaction(feedback):d'unemanièregénérale,unrétrocontrôlevas'exercerquandlaconcentrationd'hormonecirculantedanslesangcontrôleenretourlefonctionnementdelaglandeendocrinequil'asécrétée.
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�Contrôlehormonal:Lalibérationd'unehormoneparuneglandepeutelle-mêmeêtresouslecontrôled'uneautrehormone.C'estlecasdelaplupartdeshormonesdel'adénohypophysequisontsécrétéess'ilyasignalvenantdel'hypothalamus.Leshormonesdel'adénohypophysecontrôlentàleurtourlalibérationd'autresglandesendocrinescommelathyroïde,lescorticosurrénalesetlesgonades.
�Contrôlenerveux:desfibresnerveusespeuventparfoisdirectementstimulerlalibérationd'hormones.Parexemple:
�Lalibérationdel'adrénalineparlamédullosurrénalelorsdepériodedestress.
�Latétéed'unnourrissonamorce,parunarcréflexepassantparleSNC,laproductiond'ocytocine,hormonehypophysairequidéclenchelasécrétiondelaitparlaglandemammaire.
�Concentration sanguine de certaines métabolites: exemple c'est le cas de glucose (le produit régulé par l'hormone)
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4. Transport des hormones
�Leshormonespeptidiquesetcatécholamines:facilementdissoutesdansleliquideextracellulaireetleplasma.Ellesnenécessitentdoncsouventpasunemoléculedetransport(hormonespresquetouteslibres).
�Leshormonesstéroïdesetthyroïdiennes:ellessont,engrandepartie,priseenchargepardesprotéinestransporteusesavecuneliaisonréversible.Ainsiseulelapetitefractionlibre,souventinférieureà10%,peutêtreimmédiatementactive
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On trouve:
�Des protéines de transport spécifiques;
La TBG(thyroxinbindingglobulin) les hormones thyroïdiennes.
La SHBG(sexhormonbindingglobulin) les hormones sexuelles, testostérone et oestradiol.
�Des protéines de transport non spécifiques;
La sérumalbumine: une globuline qui fixe de manière non spécifique toutes les hormones, mais le transport est moins efficace.
Lerôledelaprotéinetransporteuse
�Faciliteletransportdeshormonesliposolubles
�Protègeleshormonesdanslecompartimentsanguin,pouréviterleurdégradation
�Retardelapertedespetitesmoléculeshormonalesparlemécanismedefiltrationrénale
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5. Demi-vie
�Leshormonespeptidiques,généralementdissoutesdansleplasma,ellesontunedemi-viecourte,del'ordredesecondesàminutes.Cetaspectnécessite,malgrélestock,quel'hormonesoitsécrétéeenpermanencesil'actionhormonaledoitêtremaintenue.
�Leshormonesstéroïdes:deparsaliaisonaveclaprotéinedetransport,l'excrétionetladégradationdel'hormonesontralenties,permettantàcertainesdeshormonesstéroïdesd'avoirunedemi-viedépassantl'heure.
Laconcentrationdeshormonesdanslesangdépenddeleurtauxdelibérationmaisaussideleurcatabolisme.Celui-ciempêcheleuraccumulationdanslesangaufuretàmesuredelasécrétioncequipermetdeschangementsdeconcentrationindispensablesaurôlemodulateurdel'activitédestissuscibles.
6. Catabolisme des hormones
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� Les récepteurs hormonaux permettent la reconnaissance de
l'hormone par la cellule cible
� Ils sont spécifiques et sont soit membranaires ou intracellulaires
� Complexe: hormone-récepteur activation de cascades
métaboliques complexes action hormonale.
� Une hormones peut avoir plusieurs types de récepteurs
7. Mécanisme d'action des hormones
� Nécessité d'un récepteur membranaire
� Après activation du récepteur : nécessité d'un second messager
(transduction du signal)
A) Récepteurs membranaires
(Récepteurs des hormones peptidiques et catécholamines)
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�Activation d'un récepteur-canal
L'activationd'unrécepteur-canalparunehormonecréeuncourantioniquequiprovoqueuneréponseélectrophysiologiquedelacellulecible.
B) Récepteurs intracellulaires
(récepteurs des hormones stéroïdes et thyroïdiennes)
Peuvent traverser la membrane cellulaire sans récepteur pas d'étape intermédiaire avec second messager
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Hormones thyroïdiennes : récepteurs intracellulaires nucléaires
Hormones stéroïdes : récepteurs intracellulaires intracytoplasmique
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Aprèsaction,leshormonesfinissentparêtredétruitessoit:
�Auniveaudelacellulecible
�Danslefoieetreingrâceàdessystèmesenzymatiques
�Leproduitdedégradationdel'hormoneestexcrétédansl'urineetdanslamoindremesuredanslamatièrefécale
8. Excrétion d'hormones
Unehormoneproduitaumoinsundeseffetssuivants:
�Modificationdelaperméabilitédelamembraneplasmiqueàlasuitedel'ouverturedescanauxioniques
�Synthèsedeprotéinesoudemoléculesrégulatrices
�Activationoudésactivationd'enzyme
�Déclenchementdel'actionsécrétrice
�Stimulationdelamitose
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Silaconcentrationdelathyroxineestanormalementbasse,lamaturationdusystèmereproducteurseraretardée.Onparlealorsd'effetpermissifdelathyroxinesurlamaturationsexuellepuisqueseule,ellen'apasd'effet
Interaction permissive
10. Les interactions hormonales
Danscertainscas,l'actiond'unehormonesurunevariablephysiologiquenepeutêtremaximalequ'enprésenced'uneautrehormonequi,touteseule,n'agitpassurcettevariablephysiologique.
Unehormones'opposeàuneautrehormone.
Ex:l'insulineetleglucagon.
C'est le cas si deux ou plusieurs hormones, dont les effets sont identiques, voient leur action amplifiée lorsqu'elles sont combinées.
Ex: quand le glucagon et l'adrénaline sont présents en même temps, la quantité de glucose libérée atteint environ 150% de celle obtenue lorsqu'elles agissent seules.
Interaction synergique
Interaction antagoniste
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II. Les glandes endocrines
Régulation endocrinienne
Mélatonine
Neurohormones
ADH, ocytocine,
Libérines,inhibines...
Hormones:
PRL, TSH, ACTH,
GH, FSH, LH, MSH
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1. L'hypothalamus
�L'hypothalamus est un centre nerveux intégrateur présentant une fonction endocrine
�C'est le lien entre le SN et le SE: transforme les signaux nerveux de l'organisme en une libération d'hormones au niveau de l'hypophyse
�Relié à l'hypophyse, il contrôle ses sécrétions
Hormones de libération
(Stimulines )
Hormones d'inhibition
(Inhibines)
Stimulentlasécrétiondeshormonesdel'hypophyse
Inhibent la sécrétion des hormones de l'hypophyse
Sécrétions de l'hypothalamus
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Hypothalamus et Hypophyse = chefs d'orchestrede l'activité hormonale
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Les 3 noyaux thalamiques impliqués dans le système neuroendocriniensont:
lenoyau arqué, le noyau supraoptiqueet le noyau paraventriculaire
Le noyau arqué Neurohormones hypophysiotropes Glandes endocrines
Le noyau supraoptique ADH (vasopressine)
Le noyau paraventriculaireOcytocine
Organes effecteurs
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2. L'axe hypothalamo-hypophysaire
L'hypophyse et l'hypothalamus sont anatomiquement liés et représentent un seul organe fonctionnel: le complexe hypothalamo-hypophysaire
Des neurohormones sécrétées par l'hypothalamus assurent la liaison entre les 2 par voie sanguine
Anatomie de l'axe hypothalamo-hypophysaire
Système porte hypothalamo-hypophysaire est le réseaux capillaire qui permet la communicationendocrineentre l'hypothalamus et l'antéhypophyse
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Appelée glande pituitaire a la taille d'un pois et située à la base du cerveau sous l'hypothalamus
2. L'hypophyse
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Constituéededeuxpartiesdistinctesanatomiquement,etfonctionnellement
Lobepostérieurouposthypophyse:excroissancedutissunerveuxdel'hypothalamus=Neurohypophyse:tissunerveux(neurohormones)
Lobe antérieur ou hypophyse antérieure, adénohypophyse, anté-hypophyse: glande (hormones)
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Posthypophyse
La Posthypophyse libère 2 neurohormones
1. L'hormone antidiurétique (ADH ou vasopressine)
2. L'ocytocine (OT)
•Hormones synthétisées par l'hypothalamus, véhiculées par les fibres nerveuses et stockées dans la neurohypophyse
•Libérées dans la circulation générale en fonction des besoins (vers organes cibles)
Hormones de la posthypophyse: Neurohormones
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Hormones et tissus ciblés Effets Régulation de la sécrétion
Ocytocine • Stimulation de la
contraction de l'utérus
durant l'accouchement
• Stimulation de la
contraction des canaux
des glandes mammaires
causant l'éjection de lait
Sécrétion en réponse à une
distension de l'utérus et à
la stimulation des
mamelons
ADH • Augmentation de la
réabsorption de l'eau
• Réduction de la
transpiration
• Élévation de la pression
artérielle par
vasoconstriction des
artérioles.
• Élévation de la pression
osmotique du plasma
consécutive à une
déshydratation, à une
hypovolémie, à la
douleur ou au stress
• Inhibition lorsque la
pression osmotique du
sang est faible
Hormones de la posthypophyse: Neurohormones
Adénohypophyse
• Une véritable glande
• L'adénohypophyse
libère 7 hormones
• L'adénohypophyse est
contrôlée par des
neurohormones
de l'hypothalamus endocrine
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Les 7 Hormones de l'antéhypophyse et leur hormones de régulation hypothalamique
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Hormones de l'antéhypophyse
Hormones de l'antéhypophyse
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Hormones de l'antéhypophyse
Hormones de l'antéhypophyse
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Hormones de l'antéhypophyse
Hormones de l'antéhypophyse
Stimule la production du lait
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3. La thyroïde
•Glande située à la base du cou entre le larynx et la trachée.
•Forme de papillon
•Formée de deux lobes réunis par un pont transversal en avant de la trachée appelé: isthme
•Poids =15 à 20g
•Richement vascularisée
•Richement innervée
Histologie
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Comporte deuxtissus endocrines distincts:
�L'un secrète les hormones thyroïdiennes (T3 –T4) : 99% de la glande:
-Follicule=> formé d'épithélium simple de cellules folliculaires (thyréocytes) délimite une cavité = l'espace folliculaire contient la substance colloïde( lieu de stockage des hormones thyroïdiennes sous forme de thyroglobuline).
�Des cellules claires para-vésiculaires ; lieu de synthèse du calcitonine (hormone impliquée dans la régulation de la calcémie).
Lathyroïdesécrètetroishormones:
�Latri-iodothyronine(T3):Contenant3atomesd'iodes
�Latétra-iodothyronine(T4)outhyroxine:Contenant4atomesd'iodes
�La calcitonine: Hormone peptidique synthétisée par les cellules parafolliculaires(ou cellules C)
Hormones de la thyroïde
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-Multiples sur tous les tissus de l'organisme
-Actions directes ou indirectes (potentialisation d'autres hormones)
Effets biologiques de T3 et T4
-Indispensablesàlacroissanceetaudéveloppement,enparticulierpourlesystèmenerveuxcentraletpourl'os.
-Permettentlamaturationetl'ossificationducartilage.
-FavorisentlasécrétiondeGH
Effets des hormones thyroïdiennes
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Effets métaboliques de T3 et T4
-Augmentation du métabolisme cellulaire, de la thermogenèse et de la consommation d'O2
-Actionhyperglycémiante
AugmentationdesynthèseGLUT2,potentialisationdel'adrénaline,stimulationdedelaglycogénolyse,delanéoglucogenèseetdel'absorptionintestinaledeglucose
Avec en parallèle: une dégradation accrue de l'insuline
-Augmentation de la synthèse protéique (effet catabolisant à doses supra physiologiques)
-Augmentation de la lipolyse et effet hypocholestérolémiant
Effets des hormones thyroïdiennes