Le système endocrinien
UE 2.2 Cycles de la vie et grandes fonctions
Pr Marianne Zeller
Plan
1. Généralités
2. Les hormones
3. Mécanismes d’action hormonale
4. Eléments de régulation endocrinienne 5. Les glandes endocrines
6. Les tissus endocrines
Généralités
• Système Endocrinien (SE) = régulateur
– Module activité des cellules via hormones
• Rôle essentiel dans le maintien de l’homéostasie
– Ex: Hormones sexuelles au moment de la puberté
• Interactions SE avec le Système Nerveux (SN) pour coordonner nombreuses activités cellulaires
– Ex: SN sympathique → ↑ sécrétion adrénaline
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
– Inactivation (enzymatique (foie, sang)), ou élimination rénale
Généralités
• Rôle SE: coordination de processus lents et souvent constants d’adaptation aux variations du milieu
1. Régulation
– Equilibre hydriques et ioniques – Métabolisme énergétique
– Digestion
– Production des GR – Contraction myocytes
2. Croissance et développement 3. Fonctionnement système génital 4. Contrôle rythmes biologiques
• SE formé par
– Glandes endocrines
• Petites dimensions
• Disséminées dans le corps – Tissus endocrines
• Cellules endocrines disséminées dans des organes
Principales glandes endocrines
Intestin Estomac
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)
Plan
1. Généralités
2. Les hormones
3. Mécanismes d’action hormonale
4. Eléments de régulation endocrinienne 5. Les glandes endocrines
6. Les tissus endocrines
Les hormones
• Substance chimique sécrétée par des cellules dans LEC
• Mode de sécrétion = exocytose
• Mode d’action = régulation métabolisme d’autres cellules
• Types d’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
Les hormones
• Transport dans le sang
– Hormones stéroïdes et thyroïdiennes: via un transporteur protéique spécifique
• Ex transporteur = albumine
– Autres hormones: sous forme libre (sans transporteur)
Hormone
Mécanismes d’action hormonale
• Principe : spécificité
– 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
– ↑ ou ↓ activité
Actions cellulaires des hormones
• Actions selon type d’hormone et cellule cible
– Modifications perméabilité mb
• Par ouverture de canaux ioniques
– Synthèse de protéines (activation de gènes)
• Enzymes
– Régulation activité enzymatique
• ↑ ou ↓ activité
– Stimulation mitose
• Mécanismes: selon types d’hormones
– Liposolubles
– Hydrosolubles
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1. Généralités
2. Les hormones
3. Mécanismes d’action hormonale
4. Eléments de régulation endocrinienne 5. Les glandes endocrines
6. Les tissus endocrines
Mécanisme d’action
d’une hormone liposoluble
• Hormones stéroïdes
• Diffusion à travers mb plasmique et nucléaire
• Fixation R sur ADN
→ transcription en ARNm
→ traduction en
protéines
Mécanisme d’action
d’une hormone hydrosoluble
• Dérivées d’aa
• Libérées sous forme de précurseurs
(préhormones)
• Fixation R mb plasmique
• Activation enzyme → 2
ndmessager (AMPc
GMPc…) → cascades de réactions
amplificatrices
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2. Les hormones
3. Mécanismes d’action hormonale
4. Eléments de régulation endocrinienne 5. Les glandes endocrines
6. Les tissus endocrines
Régulation sécrétion hormonale
• Boucles de rétro-inhibition (le + souvent) →
taux circulants ≈ stables
– Exception: Rétroactivation = ocytocine (travail)
• Rythme circadiens de sécrétion
– ↑ Mélatonine = nuit – ↑ Cortisol = matin
• 3 types de stimulus
– Hormonal
– Humoral
– Nerveux
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
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
– ↓ [Ca2+] sg → ↑ PTH
• Neurofibres (SN) stimulent sécrétion d’hormones
• SN sympathique → libération adrénaline par médullosurrénale
• SN peut exercer un contrôle complémentaire à la régulation hormonale ou humorale
– Ex: SN sympathique (stress)
→ ↑ glycémie
Stimulus nerveux
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1. Généralités
2. Les hormones
3. Mécanismes d’action hormonale
4. Eléments de régulation endocrinienne 5. Les glandes endocrines
6. Les tissus endocrines
Hypothalamus et hypophyse
• Hypothalamus
– Noyaux de neurones régulateurs de la sécrétion hypophysaire
– Reliés à hypophyse par tige pituitaire
• veines portes
• Hypophyse
– Dans fosse hypophysaire de l’os sphénoïde – 2 lobes
• Antérieur = Adénohypophyse (tissu glandulaire)
– Synthèse des hormones (peptides) – Régulation par hypothalamus
• Postérieur = Neurohypophyse (tissu nerveux) = stockage neurohormones produites par
hypothalamus
Hormone de croissance (GH)
• Effets anabolisant (↑ formation de tissus)
– Action : ↑ sécrétion Insulin-like Growth Factors (IGF) – Stimulant de la croissance
• ↑ os long
• ↑ masse muscles – Augmente la glycémie
• Sécrétion nocturne, pic à l’adolescence
• Déséquilibres
– Enfance
• Carence → nanisme
• Hypersécrétion → gigantisme hypophysaire – Adulte
• Acromégalie (tumeur bénigne hypophyse)
Adénohypophyse
Prolactine
• Structure chimique proche de celle de GH
• Action = développement glandes mammaires et production lait
• Stimulée par œstrogènes, pic à l’allaitement
Adénohypophyse
FSH et LH
• Gonadostimulines
• Rétroinhibition par oestrogènes/progestérone et testostérone
• Femme: sécrétion FSH/LH = cyclique
• 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
Adénohypophyse
TSH
• Thyroid-Stimulating Hormone
• Stimule croissance de la glande thyroïde
→ ↑ sécrétion hormones thyroïdiennes
• Grossesse, froid → ↑ TSH
• Rétroinhibition par hormones thyroïdiennes
• Hyposécrétion:
– Enfant: crétinisme – Adulte : myxoedème
Adénohypophyse
ACTH
• Corticotrophine
• Stimule corticosurrénale
→ ↑ sécrétion cortisol, androgènes et un peu aldostérone
• Fièvre, hypoglycémie, stress → ↑ ACTH
• Rétroinhibition par glucocorticoïdes
Adénohypophyse
Neurohypophyse
• Synthèse d’hormones dans cellules neuroendocriniennes
– CC dans l’hypothalamus
– Trajet hormones dans axones → terminaisons axonales de l’hypophyse (stockage)
– Si stimulation (SN): libération hormones dans sg
Hormones neurohypophysaires
– Ocytocine
• Grossesse
– Utérus : accouchement → contraction utérus, déclenche le travail
• Stimulant = dilatation col utérus
• Boucle de rétroactivation
– Glandes mammaires: après accouchement → éjection lait
• Stimulant = succion (allaitement)
• Hormone du plaisir, attachement maternel, lien social
– ADH → Stimulation par Osmorécepteurs hypothalamus
• ↑ réabsorption eau tubules rénaux
– ↓ volume urines et ↑ concentration urines – ↑ Volume sg et PA
Glande pinéale = épiphyse
• Diencéphale, postérieur au 3
èmeventricule
• Sécrétion mélatonine
– Cycle veille/sommeil (rythme circadien)
• Horloge biologique
• Contrôle sécrétion par hypothalamus
– Antioxydant
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)
Hormones thyroïdiennes
– Thyroxine = T4 (+T3)
• 4 (ou 3) atomes d’iode
– T3 = forme active
• Produites par cellules folliculaires
– Contrôlée par TSH (antéhypophyse) – ↑ TSH → ↑ T4, T3
• Effet :
– ↑ ↑ métabolisme cellulaire
• Thermorégulation
– Croissance et développement SN – ↑ FC, DC, PA
– Calcitonine
• Produite par cellules parafolliculaires
– Contrôlée par calcémie – ↑ calcémie →↑ calcitonine
• Effet :
– ↓ Résorption os (ostéoclastes) et ↑ accrétion os – ↓ calcémie
• Rôle physiologique ?
Régulation de la sécrétion des hormones thyroïdiennes
Hypothalamus
Adénohypophyse
Thyroïde
Cellules cibles
Inhibition Stimulation
TSH
Hormones thyroïdiennes
Troubles glande thyroïde
• Hyposécrétion
– Anomalies de la fonction thyroïde ou carence alimentaire en iode – Enfance : Hypothyroïdie congénitale
• Crétinisme
– Retard mental
– ↓ croissance osseuse
– Adulte: Myxœdème
• ↓ Métabolisme basal, froid, sécheresse cutanée
– Traitement = hormones thyroïdiennes substitutives, sel iodé
• Hypersécrétion
– Maladie de Basedow = hyperthyroïdie
• Facteurs de risque = femme, âge (>40 ans)
– Production d’Ac → ↑ TSH
• ↑ FC, nervosité, ↓ poids
• Exophtalmie (saillie globes oculaires)
• Goitre = hypertrophie glande thyroïde
– Hyper ou hyposécrétion
Glandes parathyroïdes
Glandes parathyroïdes
• PTH = hormone parathyroïdienne
• Effets PTH : → ↑ calcémie
– Os: → Libération Ca
2+– Intestin: ↑ absorption Ca
2+– Rein: ↑ réabsorption Ca
2+tubule rénal
• → effets opposés à calcitonine
Régulation hormonale de la
calcémie
Glandes surrénales
• Chapotent chaque rein
• 2 Parties
– Cortex → Corticostéroïdes
1. Minéralocorticoïdes : Aldostérone 2. Glucocorticoïdes : Cortisol
3. Androgènes
– Médullaire → Catécholamines
– Adrénaline, noradrénaline
Structure histologique
des glandes surrénales
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
Corticostéroïdes
2. Glucocorticoïdes
– Cortisol
• +Cortisone
– Contrôle par ACTH (hypophyse)
• Pic en fin de nuit
• Hormone de stress
– Effets
• ↑ Néoglucogénèse
– ↑ glycémie
• ↑ aa et AGL
• Anti-inflammatoire
– et ↓ système immunitaire
Corticostéroïdes
3. Androgènes
• Précurseurs d’hormones mâles
– Homme → testostérone
• et un peu femme → œstrogène
– Sécrétion
• En faibles quantités
• Contrôle par l’ACTH (hypophyse)
– Rôle
• Déclenchement croissance à la puberté
– Anabolisant (↑masse musculaire)
• Au cours de la vie
– Femme = libido, en relai des hormones ovariennes après la ménopause
Catécholamines
• Médullasurrénale = tissu nerveux
– Cellules chromaffines
• Synthèse des catécholamines
– Tyrosine → dopamine → noradrénaline → adrénaline – Stockage dans vésicules
• Contrôle : SN sympathique
– Stress, exercice physique intense →
• Adrénaline → ↑ FC, ↑ PA, dilatation bronchioles, ↑
glycémie…
Relations hypothalamus, médulla surrénale
et cortex surrénal dans la réponse au stress
Ilots pancréatiques
• Pancréas = glande mixte
– Exocrine = cellules acineuses (99%) sécrétant enzymes digestives
– Endocrine = ilots cellules (endocrinocytes) sécrétant hormones (insuline, glucagon)
Ilots pancréatiques
• Endocrinocytes ß → insuline
– Sécrétion : post-prandiale – Effets : Hypoglycémiante
• Captation glucose par cellules
– Myocytes, adipocytes
• Mise en réserve glucose (glycogène)
– Foie, muscle
• Synthèse protéines, triglycérides
– Régulation = glycémie
• Rétroinhibition
• Endocrinocytes α → Glucagon
• Cible = Foie
– ↑ dégradation glycogène → glucose
– Formation glucose à partir d’aa, glycérol
• Effets = hyperglycémie
– Libération glucose hépatique dans le sg – ≠ Insuline , très puissant
• Régulation de la libération du glucagon
– Glycémie (↑ glycémie →↓ glucagon) – Activation SNΣ → ↑ glucagon
Ilots pancréatiques
Régulation de la glycémie
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)
Gonades
• Glandes sexuelles
– Homme : testicules – Femme : ovaires
• Production
– Gamètes
• Ovules
• Spermatozoïdes
– Hormones sexuelles
• Hormones stéroïdes
– idem surrénales mais en quantité + importante
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
FSH/LH (adénohypophyse) → cycle ovarien
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 = hormones
stéroïdes (dérivées du cholestérol)
Testicules
• Production gamètes mâles (spermatozoïdes) synthétisés par tubes séminifères
• Production hormones sexuelles mâles
– Précurseurs = androgènes
• Contrôle par LH (hypophyse)
– Principale = testostérone
• Libérée par endocrinocytes interstitiels (entre tubes séminifères)
• Acquisition caractères sexuels à la puberté:
– Primaires : maturation organes génitaux pour la reproduction (formation spermatozoïdes)
– Secondaires : croissance osseuse, pilosité, mue de la voix, ↑ masse musculaire (masculinisation)
Plan
1. Généralités
2. Les hormones
3. Mécanismes d’action hormonale
4. Eléments de régulation endocrinienne 5. Les glandes endocrines
6. Les tissus endocrines
Autres tissus endocrines
• Cellules qui produisent des hormones 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 (cholécystokinine)
– ↑ Sécrétion
• sucs pancréatiques (pancréas)
• bile (foie + vésicule biliaire)
Autres tissus endocrines
• Reins → EPO (érythropoïétine)
– Stimulation synthèse GR (moelle osseuse)
• Placenta
– hCG (Gonadotrophine Chorionique humaine) : stimule ovaires pour produite œstrogène et progestérone
– Œstrogènes et progestérone
• Cœur → FNA (facteur atrial natriurétique)
– Inhibition sécrétion aldostérone – ↓ volume sg et ↓ PA
• Peau
(+ reins + foie) → vitamine D
– ↑ absorption intestinale Ca2+
– ↑ accrétion (fixation Ca2+ dans os)
