Le système endocrinien

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Le système endocrinien

UE 2.2 Cycles de la vie et grandes fonctions

Pr Marianne Zeller

INSERM U866, UFR Sciences de santé, Université Bourgogne-Franche Comté [email protected]

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Plan

1. Généralités

2. Les hormones

3. Mécanismes d’action hormonale

4. Eléments de régulation endocrinienne 5. Les glandes endocrines

6. Les tissus encrines

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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

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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

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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

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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)

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Plan

1. Généralités

2. Les hormones

3. Mécanismes d’action hormonale

4. Eléments de régulation endocrinienne 5. Les glandes endocrines

6. Les tissus encrines

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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

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Les hormones

• Transport dans le sang

– Hormones stéroïdes et thyroïdiennes: via un transporteur protéique spécifique

– Autres hormones: sous forme libre (sans transporteur)

Hormone

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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

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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

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Plan

1. Généralités

2. Les hormones

3. Mécanismes d’action hormonale

4. Eléments de régulation endocrinienne 5. Les glandes endocrines

6. Les tissus encrines

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Mécanisme d’action

d’une hormone liposoluble

• Hormones stéroïdes

• Diffusion à travers mb plasmique et nucléaire

• Fixation R sur ADN

→ transcription en ARNm

→ protéines

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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

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Plan

1. Généralités

2. Les hormones

3. Mécanismes d’action hormonale

4. Eléments de régulation endocrinienne 5. Les glandes endocrines

6. Les tissus encrines

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Régulation de la libération des hormones

↑ sécrétion hormone dans le sang

↓ sécrétion hormone dans le sang

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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

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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

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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

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• 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

Stimulus nerveux

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Plan

1. Généralités

2. Les hormones

3. Mécanismes d’action hormonale

4. Eléments de régulation endocrinienne 5. Les glandes endocrines

6. Les tissus encrines

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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

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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)

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Prolactine

• Structure chimique proche de celle de GH

• Action = développement glandes mammaires et production lait

• Stimulée par œstrogènes, allaitement

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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

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TSH

• Stimule croissance de la glande thyroïde

→ ↑ sécrétion hormones thyroïdiennes

• Grossesse, froid → ↑ TSH

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ACTH

• Stimule corticosurrénale

→ ↑ sécrétion cortisol, androgènes

• Fièvre, hypoglycémie, stress → ↑ ACTH

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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

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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)

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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

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Régulation sécrétion hormones thyroidiennes

Hypothalamus

Adénohypophyse

Thyroïde

Cellules cibles

Inhibition Stimulation

TSH

Hormones thyroïdiennes

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Glandes parathyroïdes

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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

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Régulation hormonale de la

calcémie

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Glandes surrénales

• Chapotent chaque rein

• 2 Parties

– Corticosurrénale (3 couches cellulaires) → Corticostéroïdes

1. Aldostérone 2. Cortisol

3. Androgènes

– Médullosurrénale → Catécholamines

– Adrénaline, noradrénaline

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Structure histologique

des glandes surrénales

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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

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Régulation de la libération

d’aldostérone

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Corticostéroïdes

2. Glucocorticoïdes

– Cortisone + cortisol

– Régulation par ACTH (hypophyse) – Effets

• Optimise le métabolisme cellulaire

• ↑ glycémie

• Anti-inflammatoire, anti-douleur

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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)

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Catécholamines

• Médullasurrénale = tissu nerveux (≈

ganglion SNΣ)

• Nerfs = fibres préganglionnaires du SNΣ

• Sécrétion

– Adrénaline, noradrénaline

• Stimulation SNΣ (stress) → ↑ FC, ↑ PA,

dilatation bronchioles, ↓ digestion

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Relations hypothalamus, médulla surrénale

et cortex surrénal dans la réponse au stress

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Ilots pancréatiques

• Pancréas = glande mixte

– Exocrine = cellules acineuses sécrétant enzymes digestives

– Endocrine = ilots cellules (endocrinocytes) sécrétant hormones (insuline, glucagon)

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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)

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• 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

Ilots pancréatiques

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Régulation de la glycémie

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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)

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Corps pinéal = épiphyse

• Diencéphale, au dessus 3

^ème

ventricule

• Sécrétion mélatonine

– Cycle veille/sommeil

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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

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Gonades

• Glandes sexuelles produisant hormones sexuelles

– Hormones stéroïdes (idem

surrénales mais en quantité + importante)

• Homme : testicules

• Femme : ovaires

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Appareil génital féminin

Col utérus Trompes de Fallope

Ovaire Utérus

Vagin

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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

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FSH et LH

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Le cycle hormonal

Ovulation

Taux d’hormones plasmatiqueTaux d’hormones plasmatique _Oestrogène

Progestérone

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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)

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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

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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)

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FSH et LH

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Plan

1. Généralités

2. Les hormones

3. Mécanismes d’action hormonale

4. Eléments de régulation endocrinienne 5. Les glandes endocrines

6. Les tissus encrines

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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)

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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

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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)

Vitamine D UV