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PHYSIOLOGIE DES ANIMAUX PHYSIOLOGIE DES ANIMAUX PHYSIOLOGIE DES ANIMAUX PHYSIOLOGIE DES ANIMAUX

DOMESTIQUESDOMESTIQUESDOMESTIQUESDOMESTIQUES Endocrinologie

Cite this work : R.A. Balaceanu, N. Dojana. Physiologie des animaux domestiques: Endocrinologie, Printech, 2020, Bucarest, Romania

2 R. Bălăceanu, N. Dojană

Chapitre 5 : Endocrinologie

L’endocrinologie c’est la branche de la biologie qui traite de l'étude des hor-mones. L'endocrinologie est une science relativement jeune, le premier hormone étant découvert en 1902 par W.B. Bailis et E.H. Starling. Cette hormone a été appelée sécrétine. Elle est sécrétée par des cellules épithéliales spécialisées de l'intestin grêle.

Similitudes et différences dans l'organisation fonctionnelle des

systèmes nerveux et endocrinien

L'intégration et la coordination du corps de l'animal sont réalisées par deux grands systèmes: le système nerveux, déjà discuté, et le système endocrinien. Les deux systèmes, nerveux et endocrinien, bien que si distincts anatomiquement, sont étroitement liés fonctionnellement. De nombreuses fonctions du système nerveux sont médiées par les hormonale et l'activité du système endocrinien est en grande partie régulée par le système nerveux. De plus, les deux systèmes agissent en synergie dans la coordination des processus physiologiques. Les deux systèmes ont des similitudes : -la capacité de synthétiser et de libérer des agents chimiques spécifiques (neurotransmetteurs et hormones, respectivement) capables d’agir à différentes distances : par exemple, action locale de l'acétylcholine dans le système nerveux, contre l'action à distance de l'ACTH dans le système endocrinien; - pour les deux systèmes, les processus contrôlés sont situés à distance du centre de contrôle, et les deux systèmes sont basés sur des mécanismes de rétroaction. D’autre part les deux systèmes ont des différences : - le système nerveux transmet les messages sous forme d'impulsions nerveuses portées par les extensions neuronales; dans le système endocrinien, les messages sont transmis par les hormones transportées par le sang ; - la vitesse de transmission des messages est beaucoup plus rapide dans le système nerveux que dans le système endocrinien; - le système nerveux a une vitesse de réponse rapide et à court durée, ses effets se manifestant en millisecondes ou secondes, alors que le système endocrinien agit lentement et de manière prolongée, ses effets se manifestant en minutes ou en jours. Pour cette raison, le système nerveux est également appelé intégrateur primaire et système endocrinien -intégrateur secondaire (Ogle et Costoff, 1996).

1- Généralités sur les hormones

Hormone = substance sécrétée par une glande endocrine, libérée dans la circulation sanguine et destinée à agir de manière spécifique sur un ou plusieurs organes cibles à distance afin d'en modifier le fonctionnement. Les prostaglandines et les somatomédines, bien que techniquement des hormones, ne seront pas étudiées dans ce chapitre, n’étant pas produites par une glande particulière mais par de nombreux tissus.

Physiologie des animaux 3

Les neurohormones sont des substances produites par des neurones spécialisés. L'ocytocine, la vasopressine et les hormones hypophysotropes (releasing hormones) de l'hypothalamus sont des exemples de neurohormones. Les phéromones sont des messagers chimiques que l'organisme libère dans l'environnement extérieur Les facteurs paracrines et autocrines sont une catégorie de messagers qui comprennent généralement des substances dont la physiologie ne rentre dans aucune des catégories précédentes. L'histamine et la bradykinine sont des exemples de cette catégorie qui provoquent une vasodilatation et participent à des processus inflammatoires

a- Structures chimiques des hormones

Les hormones peuvent avoir diverses structures chimiques. Il y a notamment: - Des hormones dérivées d’amines, constituées d'un seul acide aminé (la tyrosine ou le tryptophane) mais sous une forme dérivée. Exemples: les catéchol-amines et la thyroxine. - Des hormones peptidiques, protéines ou peptides. Exemples d'hormones à base d'oligopeptides : la TRH et la vasopressine. Exemples d'hormones protéiques : l‘insuline, l‘hormone de croissance, ocytocine (des polypeptides). - Des hormones stéroïdes qui sont dérivées du cholestérol. Exemples : les oestrogènes, la testostérone et le cortisol. - Des hormones à base de lipides et de phospholipides, dérivées de lipides comme l'acide linoléique et de phospholipides comme l'acide arachidonique. Les eicosanoïdes forment la classe principale, parmi lesquelles les plus étudiées sont les prostaglandines.

b- Mécanismes d’action des hormones

• Etapes générales de l’action hormonale : -etape 1 : sécrétion dans la circulation sanguine de l’hormone par une glande endocrine ; - etape 2 : transporte d'hormone par le sang dans tout le corps qui atteint ainsi sa ou ses cellules cibles. - etape 3 : contact d’hormone avec la cellule cible via un récepteur spécifique. Ce récepteur peut être localisés : - sur ou dans l'épaisseur de la membrane cellulaire, cas des récepteurs aux hormones protéiques ou peptidiques. - dans le cytoplasme, cas des récepteurs aux hormones stéroïdes - dans le noyau de la cellule, cas des récepteurs de la thyroxine.

NB : Le nombre de récepteurs est estimé entre 2x103 et 1x104 / cellule et leurs mécanismes d’action sont différents. Les hormones peuvent actioner sur les récepteurs par différents mécanismes :


- par modification de la perméabilité de la membrane cellulaire en fermant ou en ouvrant des canaux ioniques Na+, K+ ou Ca2+, cas pour les catécholamines et l’acétylcholine ; - par interaction avec un messager de second ordre qui forme un complexe hormone-récepteur. Il existe certains types de mécanismes d'interaction avec le messager de second ordre : ▪ par mécanisme de l’adénylcyclase ▪ par mécanisme de la phospholipase ▪par le mécanisme Ca –calmoduline. Dans la plupart des cas, le complexe hormone-récepteur stimule la transcription de l’ADN nucléaire et la transduction ribosomale. La protéine alors synthétisée fonctionne comme une enzymes, une protéine de transport ou structurelle. Les exemples incluent les hormones stéroïdes (le cortisol, l’aldostérone) et la T4. Exemples d’hormones utilisant le mécanisme Adényl-Cyclase : ACTH, LH, FSH, TSH, ADH, hCG, MSH, CRH, calcitonine, PTH, Catécholamines (récepteurs β1 et β2), Angiotensine 2, Glucagon. Exemples d’hormones utilisant le mécanisme Phospholipase C: angiotensine 2 (vascularisation des muscles lisses), catécho-lamines (récepteurs α), GnRH, TRH, ocytocine, vasopressine.

c- L'effet en cascade de l'activité hormonale

Le contrôle des fonctions métaboliques par le système endocrinien peut entraîner une amplification en cascade ou progressive des effets hormonaux, ce qui permet de contrôler un processus métabolique final par une quantité réduite d'hormone. Exemple: une petite quantité de corticotropin releasing hormone (0,01 microg) stimule la sécrétion de 1 microg d’ACTH, et de 40 microg de glucocorticoïdes, ce qui stimule le stockage de 5.600 microg de glicogène (Schmidt Nielsen, 1983).

d- Conversion périphérique des hormones

Dans certains cas, les cellules endocrines sécrètent une forme inactive ou peu active de l'hormone, qui est convertie en une forme plus active par un autre tissu. Ce type de conversion périphérique se produit dans le sang, le foie, les reins, les poumons ou dans les tissus cibles de certaines hormones. Ces tissus contiennent des enzymes capables d'interconvertir des hormones. Exemples: 1) plus de 60% de la testostérone plasmatique de la femme résulte de la conver-sion hépatique de l'androsténédione (un androgène faible) sécrété par le cortex surrénalien ; 2) la rénine, une enzyme protéolytique d'origine rénale, convertit l'angioten-sinogène en angiotensine I dans le sang. L’enzyme de conversion des cellules pulmonaires convertit l'angiotensine I en angiotensine II, un vasodilatateur et un stimulant très puissants de la sécrétion d'aldostérone ; 3) la testostérone sécrétée par les cellules de Leydig est convertie en une forme plus puissante de 5-alpha-dihydrotestostérone dans les cellules cibles ;


4) le foie convertit la thyroxine (faiblement active) en triiodothyronine (plus active) ; 5) le 17β-estradiol est converti en estrone dans les tissus périphériques, y compris les cellules adipeuses. Considérée comme une forme de catabolisme, l’estrone est un œstrogène naturel relativement puissant (Ogle et Costoff, 1996).

d- Mécanismes de régulation hormonale

Les hormones peuvent exercer une régulation selon différentes modalités : - par un mécanisme de « feed back », rétroaction, rétrocontrôle :

▪ négatif (long, court ou ultracourt) ; ▪ positif ; - par un mécanisme de «feed forward» (action directe, réaction positive,

anticipation) ; - par un mécanisme de «push pull» (poussé et traction, symétrie).

Le mécanisme de rétrocontrôle, négatif et positif Le principe des mécanismes de rétrontrôle négatifs est le suivant: l’augmen-tation de la concentration sanguine d'une hormone, d'un produit de réaction ou d'un paramètre biologique stimulé par cette hormone, inhibe la sécrétion de l’hormone stimulateur; en agissant donc sur leurs propres structures de sécrétion. Le méca-nisme de rétrocontrôle longue comprend une série de trois hormones. La régulation de la sécrétion d'hormones sexuelles, hormones corticostéroïdes surrénaliens, hormones thyroïdiennes iodées se fait par rétrocontrôle positive longue. La rétroa-ction court comprend un serie de deux hormones. En cas de rétroaction ultra-court, le niveau d'une hormone dans le sang est le stimulus pour l'inhibition de sa propre sécrétion. On trouve des exemples de rétroaction positive court et ultra-court dans le domaine de la régulation de la sécrétion d’hormones hypothalamiques et d’hormones hypophysaires. En cas de rétroaction positive, l'augmentation de la concentration sanguine d'une hormone, d'un produit de réaction ou d'un paramètre biologique stimulé par une hormone, stimule la sécrétion de la hormone. Les exemples de rétroactivité positive sont peu nombreux: la sécrétion d'œstrogènes dans certaines conditions est un exemple. La régulation de certains processus métaboliques se fait par rétro-contrôle positif. En cas des mécanismes feed-forward, l'augmentation de la concentration sanguine d'un produit n'influence pas en arrière, ses propres structures sécrétoires, mais elle agit sur d'autres structures pour réguler sa concentration sanguine. La régulation de la glycémie par la sécrétion d'insuline est un exemple à cet égard : l’augmentation du taux de glucose stimule la sécrétion d’insuline qui agit sur le foie en stimulant l’absorption du glucose. L'absorption du glucose réduit son taux plasmatique en réduisant le stimule de mobilisation de l'insuline. Les systèmes de contrôle push-pull consistent en le fait qu'une hormone A stimule la croissance de la taux plasmatique d'un produit alors qu'une hormone B


inhibe la croissance du même produit. Un mécanisme push-pull est celui qui régule la concentration de calcium dans le sang: augmentation de la concentration de calcium dans le sang stimule (poussé) la sécrétion de calcitonine et inhibe (traction) la sécrétion de parathormone et inversement.

2- Hormones hypothalamo-hypophysaires

Le transfer d'hormones hypothalamiques à l'hypophyse est réalisé par un système circulatoire veineux à capillarisation double, hypothalamique et hypophy-saire. Il permet le transfert d'hormones hypothalamiques directement dans l'hypo-physe antérieure, en évitant leur débordement dans la circulation systémique générale (Fig. 5.1).

a- Hormones hypothalamiques

• L’hypothalamus synthétise deux catégories d’hormones :

Fig. 5.1. Schéma du système veineux hypothalamo-hypophysaire. Les neurones sécréteurs hypothalamiques transportent leur produit de sécrétion dans le plexus

primaire de la veine pituitaire par leur prolongements axonaux. Le sang porte prélève les produits de sécrétion et les transport vers le plexus secondaire du lobe antérieur

hypophysaire. Les exceptions sont les neurones des noyaux supraoptiques et paraventriculaires, qui transportent le produit de sécrétion directement dans

l'hypophyse postérieure (source : Wikipédia)


- hormones glandulotropes (hypophysotropes plus précisément) à action biolo-gique indirecte sur les organes cibles.

- hormones non glandulotropes, à action biologique directe sur les organes cibles. • L'hypothalamus sécrète les hormones hypophysotropes suivantes : - corticolibérine ou hormone de libération de l'hormone corticotrope - gonadolibérine, qui stimule la sécrétion hypophysaire des hormones gonado-

tropes - hormone de libération de l'hormone de croissance - somatostatine, hormone inhibant la sécrétion de l'hormone de croissance - thyréolibérine, hormone thyréotrope ou hormone de libération de la thyro-

trophine - dopamine, PIF (Prolactin Inhibiting Factor), un précurseur de la noradrénaline

qui inhibe la sécrétion hypophysaire de la prolactine. - le peptide intestinal vasoactif (VIP, synonyme: PRF, facteur de libération de la

prolactine) qui stimule la sécrétion hypophysaire de la prolactine. • Hormones à fonctions biologiques directes sécrétées par l'hypothalamus: - la vasopressine ou hormone antidiurétique - l’ocytocine.

b- Hormones hypophysaires

• L’adénohypophyse (hypophyse antérieure) sécréte : - l’hormone de croissance - l’hormone stimulateure thyroïdienne - l’hormone folliculostimulante (follicle-stimulating hormone) - l’hormone lutéinisante (luteinizing hormone) - l’hormone adrénocorticotrope (adrenocorticotropic hormone)

- la prolactine (prolactin, LTH pour certaines espèces). La prolactine est la seule hormone antéhypophysaire non glandulotropique à action sélective sur la glande mammaire. - l’hormone stimulante mélanocytaire, avec des propriétés similaires à l'ACTH mais à l'action sur les mélanocytes où il stimule la sécrétion de pigment mélano-cytaire. La plupart de ces hormones hypophysaires et hypothalamiques interviennent dans la régulation de la sécrétion de différentes hormones non glandulotropes par mécanismes de rétroaction (Fig. 5.2).

c- L’hormone de croissance (GH, Growth Hormone)

Également nommée somatotropine ou somathormone ou en encore hormone somatotrope, sa demi-vie avoisine les 20 minutes. Il s’agit d’un polypeptide dont les gènes de synthèse sont étroitement liés au gène de la somatomammotrophine chorionique humaine (hCG), produit par le placenta, une hormone à la fois soma-totrope (elle assure la croissance du fœtus) et mammotrope (elle prépare la sécré-


tion lactée). GH, hCG et prolactine forment un groupe d’hormones homologues ayant une activité stimulatrice sur la croissance et lactogène.

Le GH a un façon de sécrétion pulsatile, caractérisée par des pics de libération (de 3 à 35 ng/mL) de 10 à 30 minutes. Les adultes ont en moyenne cinq pics par 24 heures. Les niveaux basaux, la fréquence et l'amplitude des pics diminuent au cours de la vie adulte est ils sont les plus élevés dans la petite enfance. Les enfants et les adolescents en bonne santé ont en moyenne environ huit pics par 24 heures. Le plus grand de ces pics de GH survient environ une heure après le début du sommeil.

Une grande partie de l'hormone de croissance circule dans le sang liée à une protéine (growth hormone binding protein).

• Actions biologiques Le GH stimule des processus de croissance envers tous les tissus qui en sont

capables via deux mécanismes : - stimulation directe des chondrocytes du cartilage de croissance épiphysaire - stimulation de la production des somatomédines, en particulier vers le foie.

La somatomédine C ou «facteur de croissance» analogue à l’IGF1 est une hormone

Fig. 5.2. Hormones hypophysaires dont reglage est summis au méchanism feed back (flèches pointillées). MSH – l’hormone stimulante mélanocytaire; LTH – l’hormone lutéotrope; GH – l’homone de corissance; TSH – l’hormone thyroido stimulateure; ACTH- l’hormone adrénocorticotrope; FSH - l’hormone folliculostimulante; LH -

l’hormone lutéinisante


aux effets stimulants sur la croissance de divers tissus y compris les muscles, les os et le tissu cartilagineux, en favorisant la multiplication de leurs cellules. La masse tissulaire augmente par hyperplasie cellulaire. Le cerveau fait une exception aux effets stimulants de la croissance.

• Rôles métaboliques du GH - anabolisant protéique : GH stimule la synthèse des protéines dans toutes les

cellules du corps ; - anabolisant glucidique : il stimule la gluconéogenèse hépatique. GH diminue aussi la pénétration du glucose dans les cellules périphériques du corps. Ainsi, la GH prédispose à l'hyperglycémie, un effet anabolique, semblable au cortisol. GH stimule également la sécrétion d'insuline directement, et il peut, après un certain temps, provoquer l'épuisement des cellules β des îlots en établissant un diabète sucré d'origine hypophysaire. Le glucose ainsi conservé est stocké dans le foie par polymérisation sous forme de glycogène;

- catabolisant lipidique: GH mobilise les acides gras des graisses de réserve en les rendant disponibles pour la production d'énergie et en protégeant ainsi les protéines contre leur utilisation comme source d'énergie.

Autres effets de GH: il augmente la rétention de calcium, favorisant la minéralisation osseuse.

Régulation de la sécrétion de GH Est réalisée par mécanismes de réroaction negative: l'augmentation du niveau sanguin de GH inhibe la sécrétion hypothalamique de GH-RH et stimule la sécrétion de GH-IH (rétroaction negative court) et sa propre sécrétion hypophysaire (retroaction ultra-court). Une longue rétroaction négative est réalisée par les somatomédines. Certains facteurs ont un effet stimulant sur la sécrétion de GH comme: le sommeil, l’effort physique, l’hypoglycémie. A l’inverse, les hormones corticoïdes ont des effets inhibiteurs sur sa sécrétion.

Manifestations cliniques des troubles sécrétoires de GH

La sécrétion insuffisante de GH chez les jeunes conduit au nanisme, retard de croissance, les composantes morphologiques du corps se développant proportion-nellement. Un tiers des cas, cependant, montrent un développement sexuel normal (nanisme harmonique). L'hypersécrétion de GH chez les jeunes entraîne au contraire un gigantisme, croissance excessive de tous les tissus, y compris les os. Le corps se développe surtout en hauteur. L'hypersécrétion de GH chez les animaux adultes, où le processus de croissance est complet, conduit à l'acromé-galie. Dans ce cas, GH force l'activité des ostéoblastes périostales, ce qui entraîne un épaississement des os.

3- Hormones thyroïdiennes La thyroïde sécrète deux catégories d'hormones :


- hormones iodées (dérivées de la tyrosine) sécrétées par les cellules follicu-laires de la thyroïde;

- hormones non iodées, la calcitonine, hormone à structure peptidique sécrétée par les cellules parafolliculaires C.

Les hormones thyroïdiennes iodées

Les follicules thyroïdiens synthétisent et secrètent la T4, tétraïodothyronine ou thyroxine, une pro-hormone (c’est-à-dire une molécule qui une fois modifiée donne une hormone fonctionnelle). Le foie convertit T4 en T3, la triiodothyronine, l'hormone active.

Circulation sanguine

Les hormones thyroïdiennes iodées circulent dans le sang sous une forme libre et une forme liée aux protéines. L'hormone libre est l'actif qui pénètrera dans les cellules pour exercer son effet biologique. La protéine transporteuse est la globuline transportant la thyroxine (TBG), qui a une forte affinité pour la T4 et T3 mais une faible capacité de transport en raison de sa faible concentration plasmatique dans le sang (seulement 2 mg/dL). Le TBG transporte environ 67% du T4 et 45% du T3. Les T3 et T4 sont également transportées par l’albumine plasmatique, protéine à faible affinité mais à grand capacité de transport grâce à son concentration plasmatique élevée (environ 3,5 g / dL). Il y a un équilibre entre la quantité d'hormone libre et la quantité d'hormone liée dans le plasma sanguin. La quantité d'hormone thyroïdienne iodée libre dans le plasma est remarquablement petite: chez l'homme, 0,04% pour la T4 et 0,4% pour la T3. Chez le chien, ces pourcentages sont légèrement supérieurs: 1% pour la T4 et plus de 1% pour la T3. L'un des aspects les plus intéressants des hormones thyroïdiennes est la longue demi-vie (t/2) ; la T3 a un t/2 d’un jour et la T4 de 6 - 7 jours, alors que la plupart des autres hormones ont un t/2 de quelques secondes ou minutes. Une cause de ce long t/2 est la concentration plasmatique élevée d'hormones thyroïdiennes liées aux protéines, qui les protège contre la dégradation. Le t/2 plus long de T4 par rapport à T3 est dû à la liaison plus étroite de T4 à la protéine transporteuse et, par conséquent, à la concentration plus faible de la forme libre de T4 dans le plasma. Mécanisme d'action

Au niveau de la cellule cible (hépatocyte, par exemple), les protéases libèrent la protéine porteuse de la molécule d'hormone thyroïdienne et la plupart des T4 est de-ioduré à T3. La T3 et probablement une partie de la T4 entrent dans la cellule où elle se lie à des récepteurs nucléaires spécifiques (hTR-alpha ou hTR-bêta). Le complexe récepteur T3 entre dans le noyau, où il se lie à l'ADN, renforçant ainsi l'expression de certains gènes dans l'ARNm. Dans la plupart des cas, la T3 se lie aux récepteurs plusieurs fois plus rapidement que la T4. Les hormones thyroï-diennes interagissent directement avec le noyau pour initier la transcription de l'ARNm, mais des récepteurs T3 ont également été identifiés sur les mitochondries (Ogle , 1996).


Catabolisme La désiodurisation est la principale forme de catabolisation des hormones thyroïdiennes iodées. Les muscles squelettiques, le foie et les reins sont les tissus les plus importants impliqués dans le catabolisme par désoduration des hormones thyroïdiennes iodées. Une seconde forme d'inactivation des hormones thyroï-diennes iodées est la conjugaison avec des sulfates et des glucuronides, principal-ement dans le foie et les reins. Une troisième forme de catabolisation des hormones thyroïdiennes iodées est la modification du radical alanine de la tyronine par transamination ou décarboxylation. Les formes désiodées et conjuguées sont principalement éliminées par l’urine.

a- Actions biologiques des hormones thyroïdiennes iodées.

L'hormone thyroïdienne iodée (T3) agit selon deux types d’action biologiques: - actions métaboliques - actions systémiques.

• Actions métaboliques générale de la T3

L’effet métabolique générale de la T3 est intensification du métabolisme énergétique. La T3 intensifie les réactions oxydatives, augmente la consommation d'oxygène dans les tissus et, par conséquent, la production de chaleur (d'effet calorigène).

Sur le métabolisme des glucides, T3 augmente l'absorption intestinale du glu-cose. Il facilite également la pénétration du glucose dans les cellules (musculaires et adipeuses), un effet opposé à celui de la GH mais synergique à l’insuline. Une activité thyroïdienne normale est donc nécessaire à l’existence d’une glycémie normale. Des taux sanguins élevés d'hormones thyroïdiennes stimulent la dégra-dation glycogénique et la synthèse hépatique du glucose avec des effets hyper-glycémiants. Ainsi, l'augmentation de la concentration sanguine de T3 dans le cas d’une hyperthyroïdie exacerbe les symptômes du diabète sucré.

Sur le métabolisme des protéines, les hormones thyroïdiennes peuvent avoir des effets à la fois anabolisant et catabolisant. En cas de normothyroïdie (fonction-nement normal), T3 stimule l'absorption d'acides aminés, la synthèse de protéines structurelles et d'enzymes, stimulant la croissance (effet anabolisant protéique). En cas d’hyperthyroïdie, le turn-over des protéines est augmenté par la transamination, la désamination et l'augmentation de la gluconéogenèse, ce qui se traduit par un affaiblissement (perte de poids par effet catabolisant proteique).

Sur le métabolisme des lipides, en quantités normales, T3 favorise la lipogenèse et la synthèse du cholestérol. En grandes quantités, il provoque au contraire la lipolyse. Cependant, la concentration en lipides sanguins reste faible en raison du fait que leur taux d'utilisation est plus élevé que leur taux de mobilisation. Dans l'hyperthyroïdisme, les effets des hormones thyroïdiennes sur divers métabolismes (glucidique, protéique, lipidique) sont le plus souvent cataboliques. Elles entraînent une augmentation du métabolisme de base et de la température


corporelle et sont accompagnés d'une perte de poids (amincissement). Dans l'hypothyroïdie, la diminution du métabolisme principal se traduit par des effets graves: léthargie, faiblesse généralisée, inactivité, stupidité mentale, prise de poids inexpliquée, perte de cheveux (alopécie), poil sec ou sans lustre, infections cutanées récurrentes, intolérance au froid, inclinaison de la tête d'un côté (rare), convulsions (rare), infertilité (rare), œdème (Fig.5.3).

• Actions systémiques de la T3

Sur le système digestif , la T3 produit une stimulation du péristaltisme intestinal stimulation de la sécrétion d’enzymes digestives et stimulation de l’appétit. Ces actions peuvent compenser la perte de poids provoquée par l'augmentation du taux métabolique (l'effet calorique mentionné ci-dessus).

Sur le système nerveux sympathique : les hormones thyroïdiennes agissent en augmentant le nombre de récepteurs β-adrénergiques dans le tissu musculaire squelettique, le tissu adipeux et le coeur. Cela augmente la sensibilité du corps à l'action des catécholamines. De cette manière, T3 et T4 interviennent dans la lutte contre le stress.

Sur le développement nerveux : les hormones thyroïdiennes iodées stimulent le développement mental. Chez l'homme, une sécrétion insuffisante d'hormones thyroïdiennes au cours du développement pré- et post-natal entraîne un retard mental. À l'inverse, l'hypersécrétion d'hormones thyroïdiennes sur le système nerveux chez l'homme se traduit par une hyperexcitabilité, une émotivité, une réactivité accrue, une augmentation de la capacité d’idéation et d’apprentissage,

Fig. 5.3. Effet de l'ablation chirurgicale de la thyroïde chez le chien. Au dessus : gauche - chien normal, droit-chien à thyroïdectomie. En dessous : chien adulte avant

l’extirpation de la thyroïde (a) et le même chien quelques mois après la thyroïdectomie (b) (d'après Akaevsky et Krinitsyn, 1958)


une hyperréflexie, une nervosité, une anxiété et de l’insomnie. Les hormones thyroïdiennes iodées, l'hormone de croissance et les glucocorticoïdes agissent en synergie dans le développement du SNC foetal. Chez les têtards, l'administration d'hormones thyroïdiennes accélère le phénomène de métamorphose tandis que la thyroïdectomie entraîne son retard ou son arrêt.

Sur le système cardiovasculaire, les hormones thyroïdiennes stimulent le coeur entraînant une augmentation de la fréquence cardiaque et de la contraction cardiaque en augmentant le nombre de récepteurs β pour les catécholamines, l'effet final étant l'augmentation du débit cardiaque.

Sur le système reproducteur : T3 stimule le développement du système reproducteur. Les animaux atteints d’hyperthyroïdie ou d’hypothyroïdie ont tendance à être infertiles.

Sur la croissance : T3 stimule la croissance. Dans l'hypothyroïdie, la croissance est réduite, ce qui est associé à l'infertilité et au sous-développement mental (nanisme disharmonique et crétinisme). Parmi les animaux de compagnie, le chien est le plus souvent atteint du syn-drome de l'hypothyroïdie. La cause ne semble pas être alimentaire, mais est due à la présence d’anticorps anti-thyroglobuline dans le plasma. L'hypothyroïdie est plus fréquente chez les chats, car elle est causée par des tumeurs.

b- Régulation de la sécrétion d'hormones thyroïdiennes iodées

La régulation de la sécrétion d'hormones thyroïdiennes iodées s'effectue par le des mécanismes de rétroaction, mais le froid est à la base de la régulation de cette sécrétion. Le froid comme facteur de stress stimule la sécrétion de T3 et de T4. Les mécanismes de régulation sont des mécanismes de rétroaction negatives longues, courts et ultra-courtes (Fig. 5.4).

Fig. 5. 4. Certains mécanismes de rétroaction impliqués dans la régulation de la sécrétion de T3 et T4 (iconographie personnelle)


4- Hormones des glandes surrénales Les glandes surrénales sont subdivisée morphologiquement en corticosurrénale, structure à trois zones (fasciculaire, glomérulaire et réticulaire) et la médullo-surrénale. Chacune de ces parties sécrète alors des hormones spécifiques. La zone glomerulaire sécrète des hormones minéralo-corticoïdes (principalement l’aldosté-rone), la zone fasciculaire sécrete des hormones glucocorticoïdes (principalement le cortisol) et la zone réticulaire sécrete des androgènes. La médullosurrénale sécrète des catécholamines. Les hormones corticosurrénales sont classées dans les glucocorticoïdes et les minéralocorticoïdes. Mais chacun d'eux a une action à la fois glucocorticoïde et minéralocorticoïde. Mais l'une d'entre eux est dominant. Par exemple, le cortisol présente des propriétés glucocorticoïdes dominantes, mais a également des effets minéraux-corticoïdes, bien que de faible intensité (tableau 5.1).

Tableau 5.1. Caractérisation comparative de la potentialité glucocorticoïde et minéralocorticoïde des diverses hormones stéroïdes, naturelles ou synthétiques,

déterminées après administration orale (selon Leung et al., 1997)

Nome Puissance

gluco-corticoïde

Puissance minéralo-corticoïde

Demi-vie (t

1/2 en heures)

Cortisol (hidrocortisone) 1 1 8 Cortisone 0,8 0,8 oral 8, i.m. +18 Prédnisone 3,5 – 5 0,8 16 – 36 Prédnisolone 4 0,8 16 – 36 Méthilprédnisolone 5 – 7,5 0,5 18 – 40 Dexamétazone 25 – 80 0 36 – 54 Bétaméthasone 25 – 30 0 36 – 54 Triamcinolone 5 0 12 – 36 Fludrocortisone acétate 15 200 - Acétate de désoxycorticostérone 0 20 - Aldostérone 0,3 200 – 1.000 -

a- Hormones glucocorticoïdes

• Actions métaboliques des hormones glucocorticoïdes Dans le métabolisme des glucides les glucocorticoïdes produissent: - stimulation de la gluconéogenèse hépatique - stimulation de la glycogénogenèse (effet synergique à la GH). - bien que les effets des glucocorticoïdes et de l'insuline soient complémentaires du métabolisme du glycogène hépatique, leurs effets sur l'utilisation du glucose périphérique sont différents. Les corticostéroïdes inhibent l'absorption du glucose dans les tissus périphériques, notamment dans les muscles et les tissus adipeux, en diminuant la sensibilité à l'insuline, appelée effet anti-insuline.


Le résultat net est un glycogène hépatique élevé et une augmentation de la concentration de glucose dans le sang, un effet hyperglycémiant. NB: l'administration chronique de glucocorticoïdes peut entraîner le déve-loppement d'un syndrome de diabète stéroïdien dû à l'épuisement du pancréas endocrine dans la synthèse de l'insuline (similaire à la GH).

Dans le métabolisme lipidique, les glucocorticoïdes provoquent une augmenta-tion de la lipolyse (effet synergique à la GH). Cette commutation des systèmes métaboliques de l'utilisation énergétique du glucose à l'utilisation d'acides gras a à nouveau pour rôle de préserver le glucose, en particulier pendant un jeûne et lors d'autres types de stress.

Dans le métabolisme protéique, le cortisol a un effet catabolisant protéique (en particulier sur les protéines du muscle). Les acides aminés qui en résultent sont utilisés par la néoglucogenèse (effet inverse de la GH). En parallèle, les gluco-corticoïdes diminuent le transport des acides aminés dans les cellules extrahé-patiques et augmentent également leur capture dans les cellules hépatiques (pour la gluconéogenèse). Dans des conditions stressantes, les glucocorticoïdes provoquent une mobilisation rapide des acides aminés et des graisses de dépôts cellulaires, les rendant disponibles pour la production d'énergie ou pour la synthèse de divers composés cellulaires.

Actions systémiques des hormones glucocorticoïdes 1. Actions sur le système immunitaire : les glucocorticoïdes provoquent la diminution de la réponse inflammatoire par : - stabilisation de la membrane lysosomale, dont effet est que moins d'enzymes lysosomales sont libérées ; - diminution de la perméabilité vasculaire. Effet : moins de plasma et moins de cellules pénètrent la zone enflammée ; - inhibition de la phagocytose leucocytaire ; - suppression de l'activité des lymphocytes T ; - inhibition de la synthèse des enzymes clés, ce qui favorise la réponse inflammatoire: interleukine-1 et prostaglandines pro-inflammatoires. De fortes doses de glucocorticoïdes réduisent les éosinophiles1 et les lympho-cytes du sang et produisent une atrophie du thymus et du tissue lymphoïde dans tout le corps, en conséquence, la libération de lymphocytes dans la circulation est diminuée et la défense immunitaire - effondrée.

1 Cet effet est la basse du diagnostic d'insuffisance surrénalienne primaire, le test de Thorn:

chez les individus normaux, l'administration d'une dose unique de 25 mg d'ACTH entraîne une diminution significative des éosinophiles en circulation en quatre heures, accompagnée d'une augmentation du rapport de l'acide urique / créatinine. Chez les patients atteints de la maladie d'Addison (insuffisance en cortisol), la diminution du nombre plasmatique des éosinophiles et du rapport acide urique / créatinine après la même administration est insignifiante (Mowbray et Bishop, 1953).


Les glucocorticoïdes jouent un rôle dans l'intégrité vasculaire : en l'absence ou lors de la diminution de la sécrétion de cortisol, les effets suivants se produisent : - vasodilatation exagérée due à la perte de sensibilité des vaisseaux à la noradrénaline d’où une diminution de la volémie sanguine et une diminution de la pression artérielle; - diminution du ciment intercellulaire des cellules endothéliales ayant comme effet une prédisposition au saignement capillaire. Les glucocorticoïdes jouent un rôle dans la stimulation de la diurèse (formation d'urine) en stimulant l'ultrafiltration glomérulaire. Ils ont également des effets minéralo-corticoïdes, stimulant la réabsorption rénale du sodium et l'élimination du potassium. Bien que l'aldostérone soit 300 à 600 fois plus active que le cortisol, la sécrétion de cortisol est 200 fois plus intense que celle de l'aldostérone. Cela donne au cortisol un effet important sur la rétention de sodium. Les actions sur le système nerveux central (cortex) consistent à moduler la perception et les émotions. Une sécrétion de cortisol insuffisante entraîne une sensibilisation accrue du goût, de l’ouïe et de l’odorat. L'hypersécrétion de cortisol se manifeste initialement par l'euphorie, suivie d'une dépression. Les glucocorticoïdes fœtaux sont responsables du début du vêlage. La maturation du cortex fœtal entraîne une augmentation de la sécrétion de cortisol fœtal. Ce cortisol stimule le placenta pour la sécrétion de PGF2α. Cette PGF2α déclenche les contractions utérines au vêlage. Les glucocorticoïdes stimulent le développement : le cortisol a une action stimulatrice sur la maturation du système digestif et du système respiratoire, y compris la synthèse des surfactants pulmonaires.

Régulation de la sécrétion d'hormones glucocorticoïdes Le taux de glucocorticoïdes est régulé par un mécanisme de rétroaction négative du complexe hypothalamus – hypophyse – surrénale: l'augmentation des concentrations plasmatiques d'hormones glucocorticoïdes entraîne une inhibition de la sécrétion de CRH hypothalamique ainsi qu'une inhibition de la sécrétion hypophysaire d'ACTH (Fig. 5.5). La capacité des glucocorticoïdes à initier la rétroaction est proportionnelle à leur effet glucorégulateur: le cortisol a des effets plus puissants que la corticostérone. Ces mécanismes de régulation des glucocorticoïdes n'entraînent pas un maintien constant des taux plasmatiques de ces hormones, mais répond principalement aux facteurs de stress. La sécrétion de glucocorticoïdes montre des rythmes circadiens, avec un minimum le soir et un maximum tôt le matin (Fig. 5.6). Les rythmes circadiens de la sécrétion de glucocorticoïdes ont été expliqués basé sur les changements de sensibilité rythmique des cellules hypothalamiques sécrétrices de CRH.

Le stress est un autre facteur qui modifie la sécrétion de glucocorticoïdes. Les effets du stress sont médiés par le SNC, comme pour les rythmes circadiens. Le taux de sécrétion d'ACTH est également influencé par l'intensité du stimulus de stress et par le mécanisme de rétroaction négative. Une forte stimulation par stress peut inter-romper le contrôle par la rétroaction négative exercée par le nivel de cortisol.


Catabolisme et excrétion des hormones cortico-surrénaliennes

Les hormones stéroïdes sont inactivées et dégradées en composés qui ne peuvent pas être reconnus par des récepteurs spécifiques tout en permettant leur excrétion dans l'urine. L'inactivation se produit principalement dans le foie. Les composés de catabolisme qui résultent sont des sulfurono-conjugués ou des glucu-rono-conjugués hydrosolubles et sont éliminés par l'urine ou la bile.

Hypothalamus

Hypophyse

Cortico-surrénale, zone fasciculaie

STRESS

CRH

CORTISOL Combattre l'effet du stress

ACTH

Feed back

Fig. 5.5. Réglage de la sécrétion d'hormones glucocorticoïdes : l'effet combiné du stress, des rythmes circadiens et de différents mécanismes de

rétroaction sur l’hypothalamus est noté (iconographie personnelle)

Rhyrmes cyrcadiens

Fig. 5.6. L'évolution circadienne de la sécrétion d'ACTH et de cortisol chez l'homme. Il y a deux pics de sécrétion d'ACTH suivis de deux pics de

sécrétion de cortisol: le premier et le plus haut, le matin, vers 4 heures et le deuxième après-midi, vers 16 heures

(selon O g l e et C o s t o f f , 1996)


b- Hormones minéralocorticoïdes

Les hormones minéralocorticoïdes sont produites par la zone glomérulaire de la glande surrénale. Elles sont principalement représentées par l'aldostérone qui effectue au moins 95% de l'activité minéralocorticoïde de la sécrétion corticale surrénale. Les 5% restants sont représentés par d'autres hormones minéralocorticoï-des (11-désoxycorticostérone et 17-hydroxy-11-désoxiycorticoséerone) et des hor-mones glucocorticoïdes à effet minéralocorticoïde. La quantité quotidienne produite chez l'homme, est seulement de 50 - 200 µg / jour. Son transport sanguin est réalisé à l'état libre, sans protéine porteuse. En conséquence, la demi-vie de l'aldostérone est très courte, seulement 20 à 30 minutes (beaucoup plus courte que le cortisol, environ 90 minutes).

Memécanisme d’action de l’aldostéone Après la liaison de l'aldostérone à des récepteurs de cellules cibles spécifiques, le complexe hormone-récepteur détermine la transcription de l'ARNm codant la synthèse d'enzymes et d'autres protéines jouant un rôle dans le transport du sodium par le plasmaléma des cellules tubulaires rébales.

• Actions physiologiques de l'aldostérone

L’aldostérone contribue : 1) à maintenir l'équilibre (homéostasie) électrolytique, 2) à l'homéostasie de la pression artérielle et 3) à l'homéostasie du pH sanguin. Ces rôles sont accomplis par l'action sur le tubule néphronal distal, glandes salivaires et glandes sudoripaires (tableau 5.2).

Tableau 5.2

Les effets généraux des minéralocorticoïdes et leurs lieux d'action

Effet Lieu d’action

Stimulation de la réabsorption de Na+ Stimulation de l’excretion de K+ Stimulation de l’excretion de H+

Reins, glandes salivaires, glandes sudoripares Reins, glandes salivaires, glandes sudoripares Reins

Effets renaux de l’aldostérone En ce qui concerne l’homéostasie électrolytique, l’aldostérone stimule la réabsorption rénale du sodium (normale 140-150 mEq) et l'élimination rénale du potassium (normale 4,5 mEq). En ce qui concerne l’effet sur la pression artérielle, l’aldostérone l’augment par son effet vasoconstricteur artériolaire. L’hormone stimule l’absorbtion du sodium et l’élimination du potasium. L'augmentation de la réabsorption du sodium entraîne une réabsorption d'eau accrue, principalement du fait de l’augmentation de la pression osmotique. Une augmentation de la réabsorption de l'eau détermine à son tour l'augmentation du volume sanguin, du débit cardiaque et, par conséquent, de l'augmentation de la pression artérielle. L’aldostérone stimule l'élimination rénale des ions hydrogènes dans des conditions de pH acide.


• Effets extra-rénaux de l'aldostérone L'aldostérone détermine également la réabsorption du sodium par la sueur et la salive et son absorption du contenu intestinal, jouant un rôle dans la régulation de l'équilibre hydroélectrolytique. L'aldostérone a également une action vasoconstric-trice périphérique directe, ce qui augmente la pression artérielle.

Régulation de la sécrétion d’aldosterone

Contrairement aux hormones glucocorticoïdes, la régulation de la sécrétion d'hormone minéralocorticoïde (aldostérone, respectivement) n'est pas contrôlée par l'hypophyse. Dans le cas des hormones minéralocorticoïdes, les principaux facteurs régulateurs sont produits dans l'organe cible, le rein (Fig. 5.7).

-

Fig. 5.7. Le rôle de l'aldostérone dans la régulation de la volémie, de la pression artérielle et de la concentration plasmatique en Na+ et K+. Le mécanisme de régulation

est déclenché par l'hypotension et l'hypovolémie, conditions qui déterminent la sécrétion rénale de rénine. La rénine et l'enzyme de conversion de l’angiotensine catalysent la formation de l'angiotensine II à partir d'angiotensinogène hépatique.

L'angiotensine II stimule la région glomérulaire du cortex surrénal pour la sécrétion d'aldostérone. Les actions de l'aldostérone conduisent à la correction de l'hypotension et de l'hypovolémie. L’angiotensine II a elle-même des actions vaso-constrictrices et

stimulatrices sur la réabsorbtion de Na+ (iconographie personnelle)


Une diminution de la tension artérielle, une diminution de la volémie et une diminution de la concentration plasmatique en sodium entraînent la libération d‘une enzyme spécialisée appelée rénine par des cellules spécialisées de l'appareil juxtaglomérulaire rénal. L’appareil juxtaglomérulaire est une structure microscopique endocrine située dans les reins, entre les arterioles glomerulaires et tubule contourné distal au néphron. Il se compose de trois parties: la macula densa, les cellules mésangiales extraglomérulaires et les cellules. Les celulels d’appareil juxtaglomérulaire syn-thétisent la rénine. La rénine joue un rôle important dans la régulation de la pression sanguine systémique. Une fois secrétée par l'appareil juxtaglomérulaire, la rénine diffuse dans le courant sanguin et catalyse l'angiotensinogène (alpha2 globuline) sécrété par le foie en l'angiotensine I (un décapeptide). L'enzyme de conversion de l'angiotensine, une glycoprotéine synthétisée essen-tiellement par les cellules endothéliales vasculaires au niveau des poumons, trans-forme l'angiotensine I pour former l'angiotensine II, un puissant vasoconstricteur. L'angiotensine II est responsable de l'augmentation de la pression sanguine via trois mécanismes dont l'ensemble constitue le système rénine-angiotensine-aldostérone: 1. action directe sur le tube contourné distal où elle favorise la reprise d'ions sodium et donc d'eau 2. vasoconstriction au niveau des vaisseaux périphériques 3. augmentation de la sécrétion d'aldostérone. L'aldostérone corrige la pression artérielle directement, par une action vasocon-strictrice, et indirectement, par la réabsorption de Na+ (suivie d'eau) au niveau du tube contourné distal, qui augmente le volume plasmique, donc la pression sanguine. Un autre facteur régulant la sécrétion d'aldostérone est la concentration plasma-tique de K+. Une augmentation de la concentration en K+ stimule directement la zone glomérulaire pour la sécrétion d'aldostérone, tandis que la diminution du potassium a l'effet inverse. Ce mécanisme de régulation est de type rétroaction négative, indépendant du mécanisme rénine-angiotensine. Un certain contrôle sur la zone glomérulaire exerce l'ACTH. Des recherches récentes ont montré que la plasmalème de cellules de la zone glomérulée possède des récepteurs pour l'ACTH. Le rôle physiologique de l'ACTH dans la régulation de la sécrétion d'aldostérone est mineur. Le potassium et l’ACTH sont des régulateurs mineurs de la sécrétion d’aldostérone. Un effet anti-minéralocorticoïde exerce le peptide auriculaire natriurétique (ANP), un peptide à 28 acides aminés synthétisé par les oreillettes, mais également d'autres tissus, y compris le cerveau. L'ANP provoque l'excrétion de sodium et une vasodilatation périphérique, abaissant ainsi la pression artérielle. L'ANP peut inhiber la sécrétion d'aldostérone.


Troubles de la sécrétion de l’aldostérone

L’hyposécrétion de l'aldostérone conduit à : - une hyponatrémie = déplétion sodique, une perte d'eau excessive, une diminution consécutive du volume de liquide extracellulaire, une diminution du volume plasma-tique et du débit cardiaque et, enfin, à une diminution de la pression artérielle ; - une hyperkaliémie: augmentation des taux de potassium; - une acidose métabolique: augmentation des ions hydrogène, diminution du pH. L'hypersécrétion de l'aldostérone détermine: - une alcalose métabolique par perte excessive d'ions hydrogène; - une hypokaliémie due à une perte excessive de potassium; - une paralysie musculaire et une faiblesse musculaire sévère.

c- Hormones médullosurrénales

La médullo-surrénale sécrète deux hormones: - l'adrénaline (synonyme épinéphrine, 80%), - la noradrénaline (synonyme norépinéphrine, 20%) Toutes deux sont dérivées de la dopamine, elle-même dérivée de la tyrosine. L'adrénaline, la noradrénaline et la dopamine sont des catécholamines. La synthèse médullaire surrénalienne des catécholamines est stimulée par l'acétylcholine libérée par les terminaisons nerveuses préganglionaires.

• Rôles biologiques des catécholamines et effets métaboliques

Les catécholamines agissent en synergie avec le système sympathique sur une large gamme de tissus pour maintenir la constance du milieu interne. Les actions des catécholamines sont médiées par les récepteurs adrénergiques α et β (notamment β2) situés sur la membrane cellulaire cible. L'adrénaline joue un rôle plus important que la noradrénaline dans le contrôle du métabolisme intermédiaire parce que elle a une affinité dix fois supérieure à celle de la noradrénaline pour les récepteurs bêta. Les effets de l'adrénaline et de la noradrénaline sur différents organes récepteurs dépendent du type de récepteurs membranaires (α ou β) et de leur densité (tableau 5.3).

Dans le métabolisme du glucose Les effets de l'adrénaline sur le métabolisme du glucose sont similaires à ceux du glucagon et de la résistance à l'insuline. Ainsi, l'adrénaline augmente la concen-tration de glucose dans le sang, par son effet sur le foie, stimulant la glycogénolyse et la gluconéogenèse. L'adrénaline stimule également la glycogénolyse dans les muscles squelettiques, ce qui contraste dans ce cas avec l'action du glucagon. Le glucose produit dans le muscle (comme le glucose-6-phosphate) ne peut pas le quitter (parce que le glucose ne peut quitter la cellule que sous sa forme libre, et la glucose-6-phosphatase manque de muscle squelettique) mais est dégradé en acide


lactique qui diffuse dans le sang et est utilisé par le foie pour resynthétiser du glucose.

Tableau 5.3. Les réponses des divers organes et tissues cibles à l’action des catécholamines (selon C u n n i n g h a m , Textbook of veterinary physiology, 1992)

Dans le métabolisme des lipides L'adrénaline agit sur le tissu adipeux où elle favorise la lipolyse en activant la LHS (lipase hormono-sensible). Cela augmente la lipémie. Les glucocorticoïdes potentialisent les effets lipolytiques de l'adrénaline. Dans le métabolisme des protéines, les effets des cathecolamines sont faibles ou n’y a pas d'effets. Les effets systémiques des catécholamines Sur le système cardio-vasculaire Sur les artérioles contenant à la fois les récepteurs α et β, la stimulation du récepteur : - α1 provoque une vasoconstriction - β2 provoque une vasodilatation. Les effets vasculaires dépendent de l'hormone prédominante (adrénaline vasoconstrictrice ou noradrénaline vasodilatatrice) et du récepteur prédominant (α vasoconstricteurs ou β vasodilatateurs). Les deux cathécolamines favorisent la vasoconstriction artériolaire par couplage avec les récepteurs α1. L'adrénaline,

Organ, tissu Réceptor Réponse

Foie Tissu adipeux Muscle squelettique Pancréas Système cardiovasculaire Muscles bronchiques Tractus gastro-intestinal La vessie Utérus Organes génitaux masculins Globe oculaire SNC Peau Apareille juxtaglomérulaire

Bêta2 Bêta2 Bêta2

Alpha2 Bêta2 Bêta1 Alpha Bêta2

Bêta2 Bêta2 Alpha Alpha Bêta2 Alpha Bêta2 Alpha Bêta2

Alpha1 Bêta2 Alpha Alpha Bêta1

Glycogénolyse, lipolyse, gluconéogenèse Lipolyse Glycogénolyse Diminution de la sécrétion d'insuline Augmentation de la sécrétion d'insuline Effets chronotropes, inotropes et dromotropes; Vasoconstriction Vasodilatation des artérioles des muscles squelettiques des artères coronaires et des veins Relaxation Diminution de la contractilité Contraction des sphincters gastro-intestinales Contraction du sphincter Rélaxation du détrusor Contraction Relaxation Éjaculation Érection? Contraction du muscle du rayon de l'iris Relaxation du muscle ciliaire stimulation Stimulation Piloerection, sueur Sécrétion de rénine


cependant, provoque une vasodilatation dans le muscle cardiaque et les muscles squelettiques en raison de sa forte affinité pour les récepteurs β2. Les deux catécholamines stimulent l'activité cardiaque à travers des récepteurs bêta-1 pour augmenter la fréquence et la force des contractions cardiaques. L'effet final de l'adrénaline sur le système cardiovasculaire est l’augmentation du flux sanguin vers les muscles squelettiques sans augmentation significative de la pression artérielle. Le résultat final de l'action de la noradrénaline est l'augmentation de la pression artérielle avec diminution du flux sanguin vers les muscles squelettiques, mais l'augmentation du flux vers les organes vitaux: le cerveau, le coeur. Sur le système respiratoire, l'adrénaline provoque la relaxation des muscles bronchiques, en particulier lorsque cette musculature est contractée. Cette action est médiée par les récepteurs β2, la noradrénaline ayant de faibles effets sur les muscles lisses. Sur le système digestif, l’adrénaline et la noradrénaline provoquent la relaxation des muscles gastro-intestinaux et la contrcation des sphincters. Sur le système reproducteur femelle, l’adrénaline et la noradrénaline pro-voquent la stimulation des contractions de l’utérus par les récepteurs α et la relaxation par les récepteurs β (la prédominance de l'un ou l'autre des récepteurs dépend de l'état physiologique de l'utérus: gestation ou non). Sur le système urinaire, les catécholamines provoquent l'inhibition de la miction par la contraction du sphincter interne de la vessie (récepteurs α) et relaxation du trigone de la vessie (récepteurs β), favorisant le remplissage de la vessie (les mêmes effets sur la vésicule biliaire). Sur la vision: - accommodation visuelle pour la visualisation à distance en relaxant les fibres ciliaires du cristallin (récepteurs β); - accommodation dans l'obscurité par dilatation de la pupille en stimulant les récepteurs α des muscles radiaux de l'iris

• Rôle des hormones de la médullosurrénale dans la lutte contre le stress

Les catécholamines déterminent la réaction dite de "défense ou de combat". La réaction tissulaire est identique pour les catécholamines produites par la médullosurrénale et pour celles libérées aux extrémités du système nerveux sympathique. Des effets similaires présente le cortisol. Contrairement au cortisol, les catécholamines provoquent une réponse rapide en quelques secondes au lieu de quelques heures et leur effet disparaît rapidement du fait du métabolisme rapid. Ainsi, ces hormones sont idéales pour obtenir une régulation rapide requise par le changement rapide des conditions environnementales. La médullosurrénale et la corticosurrénale assurent une régulation efficace des fonctions du corps: la médulla assure une régulation rapide, et la corticale prolonge et amplifie souvent les effets des hormones de la médulla.


• Régulation de la sécrétion des catécholamines

Tout facteur qui augmente l'action stimulatrice du système nerveux sympa-thique sur la médullosurrénale détermine la sécrétion des catécholamines. Cela comprend les facteurs de stress, en particulier du stress aigu : hypoglycémie (Fig. 5.8), abaissement de la pression artérielle, froid. Il n’existe aucun mécanisme de rétroaction pour réguler la sécrétion d’hormones surrénaliennes médullaires.

5- Pancréas endocrine

Les cellules endocrines du pancréas sont organisées en petites îles (îlots de Langerhans) disséminées parmi les acini pancréatiques exocrines. Quatre types cellulaires ont été identifiés dans les îlots : - les cellules β, les plus nombreuses et qui sécrètent l'insuline - les cellules α, qui sécrètent le glucagon - les cellules D, qui sécrètent la somatostatine - les cellules F (ou PP) qui sécrètent le polypeptide pancréatique.

a- Insuline

L'insuline (du latin: insula, «île») est une hormone polypeptidique composée de deux chaînes d’acides aminés, A et B, reliées par deux ponts disulfures. Sa demi-vie est de ~5 minutes. Mécanismes d’action : l'action de l'insuline implique initialement sa liaison à des récepteurs spécifiques situés sur la membrane de la cellule cible. La liaison de l'insuline aux récepteurs membranaires des cellules musculaires, adipeuses ou hépatiques a une grande spécificité et affinité et marque le début de l'activité biologique de l'insuline. L'action de l'insuline implique initialement sa liaison à des récepteurs spécifiques situés sur la membrane de la cellule cible. La liaison de l'insuline aux récepteurs membranaires des cellules musculaires, adipeuses ou hépatiques a une grande spécificité et affinité et marque le début de l'activité biologique de l'insuline. L'effet de ce liaison est l'ouverture des canaux de transport

Fig. 5.8. Effet d’une hypoglycémie provoquée par l'insuline sur la sécrétion de catécholamines. L'administration d'insuline

provoque une augmentation de la concentration plasmatique de

noradrénaline (environ trois foie) et d'adrénaline (environ 50 foie)

(selon Cunningham, 1992)


transmembranaire intracellulaire du glucose, des lipides ou des acides aminés. Après avoir joué ce rôle, le complexe insuline-récepteur est internalisé dans la cellule, fusionné avec des lysosomes et sera dégradé par des insuline-protéases lysosomales. L'insuline contrôle également les voies du métabolisme intermédiaire du glucose, des protéines et des lipides, en activant ou en inhibant les enzymes clés impliquées dans ces processus métaboliques. L'inhibition ou l'activation de ces enzymes se fait par phosphorylation-déphosphorylation. L'insuline inhibe le pro-cessus de phosphorylation (Ogle et Costoff, 1996).

• Rôles biologiques de l'insuline

L'insuline est une hormone anabolisante sur toutes les voies métaboliques (glucidique, lipidique et protéique).

• Effets sur le métabolisme glucidique À l'exception des tissus tels que le cerveau et le foie, les globules rouges et blancs, le cristallin et les gonades, structures qui ont besoin d'un accès continu au glucose, daas les cellules des autres tissus le glucose ne circule pas librement. La pénétration du glucose à travers la membrane de ces cellules nécessite la présence d'insuline. L'insuline stimule le transport intracellulaire du glucose médié par les molécules carriers. Dans le foie, le transport du glucose s'effectue par simple diffusion, qui peut être bidirectionnelle, ou par diffusion facilitée. La glucokinase, à son tour, une enzyme activée par insuline, catalyse la phosphorylation du glucose en glycose-6-phosphate. La formation de glucose-6-phosphate stimule ensuite le transport du glucose par diffusion facilitée. Dans le foie, l'insuline facilite la décomposition du glucose dans le processus de glycolyse, par exemple, ce qui implique l'oxydation du glucose en pyruvate et lactate en activant des enzymes telles que la glucokinase, la phosphofructokinase et la pyruvate kinase. D'autre part, l'insuline favorise la synthèse du glycogène dans le foie en stimulant l'activité de la glycogène synthase. L'insuline inhibe également la glycogénolyse en réduisant l'activité de la glycogène phosphorylase. L'insuline diminue la gluconéogenèse par le fait qu’elle favorise la synthèse des protéines dans les tissus périphériques et diminue ainsi la cantitée total d'acides aminés disponibles pour la gluconéogenèse. De plus, l'insuline diminue l'activité de certaines enzymes hépatiques (fructose-1-6 bisphosphate aldolase, pyruvate carboxylase, phosphoénopyruvate carboxylase et glucose-6-phosphatase) impliquées dans la conversion d'acides aminés en glucose. Dans le muscle, le transport du glucose est assuré par des protéines de trans-porte insulino-dépendantes. Dans le muscle, l'insuline active la glycogène synthase, l'enzyme clé de la glycogénogenèse (en stimulant la glycogénogénèse), et la phosphofructokinase, l'enzyme clé de la décomposition du glucose (en stimulant la glycolise). Pendant l'effort, l'absorption de glucose est indépendante du taux d'insuline. Au repos, les muscles utilisent l'énergie des acides gras et non du glucose.


Dans le tissu adipeux, l'insuline contrôle le transport transmembranaire du glucose et la conversion du glucose en triglycérides. En facilitant l’utilisation intracellulaire du glucose, elle augmente la quantité de pyruvate, précurseur de la coenzyme acétyle A (acétyl-CoA) et précurseur des acides gras, et aussi l’insuline augmente la quantité de glycérol-3-phosphate disponible pour l’estérification en acides gras. L'insuline active les enzymes pyruvate déshydrogénase et l'acétyl CoA carboxylase, qui favorise la synthèse des acides gras à partir de l'acétyl CoA. L'insuline augmente également l'activité de lipoprotéine-lipase située dans l'endothélium capillaire dans les tissus extrahépatiques, enzyme qui conrôle la pénétration des lipides dans les cellules.

Les actions biologiques de l'insuline dans le métabolisme des lipides L'insuline stimule la lipogenèse dans le foie, en présence de glucides. D'autre part, l'insuline stimule la synthèse de lipoprotéine lipase dans l'endothélium capillaire des tissus extrahépatiques. Cette enzyme catalyse l’hydrolyse des trigly-cérides lipoprotéiques en acides gras et glycérol, favorisant ainsi le mouvement des acides gras du plasma dans le tissu adipeux. La lipoprotéine lipase hydrolyse aussi les chylomicrons et les lipoprotéines à très faible densité en acides gras libres et en glycérol, ainsi qu’ils peuvent pénétrer dans le foie ou dans les cellules musculaires pour la libération de l'énergie aux muscles squelettique et cardiaque. L'insuline stimule également l'absorption des acides gras dans les tissus adipeux afin de les ré-estérifier avec l'alpha-glycérophosphate, ce qui stimule le métabolisme du glucose. Enfin, l'insuline inhibe la synthèse et l'activité de la lipase, de sorte que la lipolyse diminue dans le tissu adipeux.

Les actions biologiques de l'insuline dans le métabolisme des protéines

Dans le métabolisme des protéines, l’insuline favorise l’absorption des acides aminés dans la plupart des tissus, y compris les tissus musculaires squelettiques, mais pas dans le foie. L'hormone favorise la synthèse des protéines et inhibe la dégradation des protéines. De cette façon, l’insuline favorise le maintien d’un bilan nitrate positif. Dans l'insuffisance d'insuline, le catabolisme des protéines aug-mente, avec une augmentation de la quantité totale d'acides aminés disponibles pour la gluconéogenèse hépatique et une augmentation de la glycémie.

• Régulation de la sécrétion de l’insuline

Il est important de noter que le mécanisme de régulation de la sécrétion d'insu-line est un mécanisme de feed-forward négatif : l’augmentation de la glycémie sti-mule la sérétion d’insuline qui agit sur le foie, sur le tissue adipeuse et sur le tissue musculaire pour diminuer le niveau plasmatique du glucose. Bien que la sécrétion d’insuline est généralement associée à la prise d’hydrates de carbone (glucose), les acides aminés favorisent également sa sécrétion. Les plus efficaces sont la leucine (un des trois acides aminés à catène ramifiée), la lysine et l’arginine. Les acides gras et les corps cétoniques stimulent faiblement ou pas du tout la sécrétion d'insuline. Une sécrétion insuffisante d'insuline conduit au diabète sucré de type I.


b- Glucagon

Le glucagon a une structure polypeptidique, et il est synthétisée par les cellules α des îlots Langerhans mais également par les cellules de la muqueuse gastrique et intestinale. Ses effets physiologiques sont généralement opposés à ceux de l'insuline. La demi-vie de cette hormone est d’envion 5 min. En outre, ses actions sont principalement concentrée sur le foie.

• Effets sur le métabolisme des glucides

Le glucagon agit de façon opposée à l'insuline, en provoquant : - diminution de la synthèse du glycogène - diminution de la glycolyse - augmentation de la glycogénolyse - augmentation de la gluconéogenèse. Le résultat net de ces actions est l'augmentation de la glycémie. Le mécanisme d'action est l'inhibition des processus de dégradation du glucose (glycolyse et glycogénogenèse) et la stimulation des processus de synthèse du glucose (gluco-néogenèse et glycogénolyse). Ce rôle est accompli par activation - l'inhibition des enzymes clés impliquées dans ces processus. Le glucose libéré est disponible dans les tissus, en particulier entre les repas ou pendant le sommeil, lorsque la consommation de glucose est absente. L'hyperglycémie médullo-surrénalienne stimulée par l'adrénaline, en particulier pendant les périodes de stress aigu, est amplifiée par le glucagon.

• Effets sur le métabolisme des protéines

Le glucagon agit en synergie avec l'insuline, ce qui réduit les taux plasmatiques d'acides aminés en les retirant du sang vers le foie. Contrairement à l'insuline, le glucagon oriente les acides aminés vers le foie, où il détermine leur utilisation pour la synthèse du glucose par les procédés de néoglucogenèse. De cette manière, le glucagon corrige une forte tendance à l'hypoglycémie induite par la sécrétion d'insuline. Rappelons l’effet stimulant de l'insuline sur la pénétration des acides aminés dans les tissus périphériques pour la synthèse des protéines, PAS dans le foie pour la synthèse du glucose.

• Effet sur le métabolisme des lipides

Le glucagon favorise la lipolyse et l'utilisation de produits de digestion des lipides dans la production d'énergie en protégeant la consommation de glucose.

• Régulation de la sécrétion de glucagon

Le principal facteur régulant la sécrétion de glucagon est la glycémie. L'augmentation de la glycémie stimule la sécrétion d'insuline et inhibe la sécrétion de glucagon. Les acides aminés plasmatiques stimulent la sécrétion de l'insuline et du glucagon. Les acides gras plasmatiques exercent un effet inhibiteur sur la sécrétion de glucagon


Dans le cas d'un repas équilibré en hydrates de carbone et en protéines, le glucose et les acides aminés résultant de la digestion et de l'absorption stimulent la sécrétion d'insuline. La sécrétion d'insuline sévère prédisposerait à l'hypoglycémie postprandiale. Comme les acides aminés plasmatiques stimulent également la sécrétion de glucagon, ils amorcent les mécanismes gluconéogéniques, compensant les effets hypoglycémiants de l'insuline. La diminution de la concentration en acides gras libres dans le plasma stimule également la sécrétion de glucagon par un mécanisme de rétroaction négative. Parmi les hormones intestinales, la cholécystokinine en particulier stimule la sécrétion de glucagon. Les principaux facteurs inhibant la sécrétion de glucagon sont le glucose plasmatique élevé et les acides gras. La somatostatine, par mécanisme paracrine, et la sécrétine inhibent la sécrétion de glucagon.

6- Mélatonine et glande épiphysaire

• La glande épiphysaire

La glande épiphysaire ou glande pinéale [en raison de sa forme de cône (pignon) de pin] est une structure qui évolue en fonction de l’âge de l’individu. Elle est en effet plus grande chez les jeunes, commence à diminuer à la puberté et chez les animaux âgés. NB: Chez les oiseaux, l'épiphyse contient du matériel magnétique jouant un rôle dans l'orientation géographique. La glande contient qussi des dépôts de calcium («sable cérébral»), qui est radio-opaque, un fait utilisé en radiologie pour repérer le centre géométrique du cerveau.

• La mélatonine

La glande épiphysaire synthétise la mélatonine. Le précurseur de la mélatonine est la sérotonine, un neurotransmetteur dérivé du tryptophane. Les cellules de la glande pinéale contiennent le système enzymatique capable d'effectuer l'acétylation de la sérotonine (N-acétyltransférase), puis de le méthyler en mélatonine. L'hormone a une demi-vie dans le sang d'environ 40 minutes. Cette dernière joue un rôle dans l'intégration de la fonction de reproduction avec la durée du jour (photopériode) et donc de la saison. En effet, sous un climat tempéré des deux hémisphères terrestres et dans le zones polaires, des espèces d'animaux domestiques tels que le cheval, le porc et le chat, la quasi-totalité des mammifères sauvages et des oiseaux montrent une activité reproductive saisonnière, au prin-temps. On peut les qualifier de reproducteurs «à journée longue», c'est-à-dire que leur saison de reproduction commence au printemps lorsque la durée du jour aug-mente. Les moutons et les chèvres sont aussi des reproducteurs «à journée courte», leur saison de reproduction (automne) est également contrôlée par l'épiphyse. En fait, au cours de la courte photopériode (hiver), l'épiphyse sécrète l'hormone mélatonine qui inhibe l'axe hypothalamo-hypophyso-gonadique. Par conséquent,


l'activité de reproduction est inhibée. Avec la croissance de la photopériode (printemps), la sécrétion de mélatonine est inhibée, ce qui permet le développement de la fonction sexuelle (Fig. 5.9). Le mécanisme intime de cette influence consiste en une faible sécrétion de N-acétyltransférase pendant le jour et en une intensification de sa synthèse pendant la nuit.

Il existe également une cyclisation diurne de la sécrétion de mélatonine. La lumière inhibe la sécrétion de mélatonine en faisant en sorte qu'elle soit basse dans le sang pendant la journée (en quantités indétectables) et augmentée la nuit (environ 1 ng /mL chez l’homme). La durée de la sécrétion quotidienne de mélatonine augmente proportionnellement à la durée de l'obscurité.

La mélatonine a également un influence très important sur le rythme (alter-nance) éveil – sommeil. • NB: sur les aspects mythologiques autour de l’épiphyse, de nombreuses spéculations ont été faites, lui attribuant des pouvoirs «mystérieux» et le surnom de «troisième oeil». L'épiphyse est considérée par certains chercheurs comme une glande «endormie» qui, une fois «éveillée» par la réflexion ou la méditation, peut faciliter la communication télépathique ou le développement de pouvoirs surnatu-rels. Jusqu'au déchiffrement de son rôle physiologique, différents mystiques considé-raient l'épiphyse comme l'organe de connexion du monde physique aux mondes spi-rituels. Le développement des capacités psychiques a également été associé à l'épiphyse.

• Autres effets biologiques de la mélatonine Injectée par voie intraveineuse, la mélatonine diminue la pression artérielle. Elle a un effet améliorateur sur les troubles causés par un décalage horraire. Elle a également des effets immunostimulants et hypnotiques.

Photopériode courte

Activation pinéale Hypothalamus

Hypophyse

Gonades

+Méla-

tonine

Photopériode longue

Inhibition pinéale

+ GnRH

+FSH + ICSH

Activation Inibition

Fig. 5.9. Relation photopériode, glande épiphysaire, gonades: l'augmentation de la photopériode provoque l'inhibition de l'épiphyse, ce qui permet le développement de

la fonction gonadique. Flèches pointillés : inhibition; flèches ininterrompues: stimulation


7- Les hormones calciotropes

a- Rappel sur la structure des os

Il existe trois types de cellules à l'intérieur de l'os : les ostéoblastes qui produ-isent la matrice de l'os, les ostéoclastes qui détruisent la matrice de l'os et les ostéocytes, précurseurs des ostéoblastes (Fig. 5.10).

Les ostéoclastes produisent des enzymes qui dissolvent l'os et y creusent de vrais tunnels. À leur suite, les ostéoblastes construisent l'os en suivant la direction des lignes de force. Les ostéocytes ont pour rôle d'entretenir la matrice osseuse. Les molécules inorganiques représentent 2/3 de la masse osseuse. Ce sont des sels minéraux comme le phosphates de calcium. Les sels de calcium donnent à l'os sa dureté et sa résistance.

b- La parathormone

Aussi appelée hormone parathyroïdienne (PTH), il s’agit d’une hormone poly-peptidique synthétisée par les glandes parathyroïdes et dont la demi-vie est de cinq à dix minutes. Elle est l’une des trois hormones calciotropes, c'est-à-dire impliquées dans le métabolisme du calcium.

Tubules et ostéoblastes

Vaisseaux sanguins

Ostéo clastes poly-

nucléaires

Vaisseaux sanguins

Os compact Os spongieux

Périoste

Ostéocytes

Système haversien

Fig. 5.10. Structure de l’os : Le tissu compact est principalement constitué d'ostéons et de lamelles osseuses cylindriques. Il résiste à la pression et aux chocs, et protège

le tissu spongieux. Il constitue notamment la diaphyse des os longs. Le tissu spongieux présente une structure en éponge car il est constitué de travées osseuses

creusées de petites cavités. Cette structure donne sa légèreté à l'os. Il est présent dans les os courts, plats et dans les épiphyses des os longs auxquels il confère une

grande résistance à l'écrasement (les photos aprés https://www.ponroy.com)


• Effets biologiques de la PTH (ou HPT)

La PTH augmente la concentration plasmatique de calcium (Ca) et diminue la concentration plasmatique de phosphate (P) dans les fluides extracellulaires. Le résultat final est un rapport Ca / P accru dans le sang. Pour remplir ses rôles, PTH agit sur l'os, sur le rein et sur l'intestin grêle.

• Les effets sur l’os PTH stimule la résorption (mobilisation) du calcium et des phosphates des os. Ce processus s’effectue en deux phases: rapide et lente. La phase rapide consiste à mobiliser rapidement le calcium solubilisé à partir du fluide des canalicules osseux dans le sang. Cet effet se produit sans dégradation de la matrice osseuse et sans influencer les phosphates, de sorte qu'il se produit sans altérer la concentration sanguine en phosphates. Mais le ratio Ca / P augmente. La phase lente consiste à resorber le tissue oseux compact par la stimulation des ostéoclastes et l’inhibition les ostéoblastes. Cet effet de HPT sur la matrice osseuse (os stable) entraîne la libération de calcium (effet hypercalcémiant) et des phosphates (effet hyperphosphatémiant)

• Les effets de HPT sur le rein La HPT agit sur les tubules distaux du néphron où il provoque : - la réabsorption du calcium (effet hypercalcémique) - l’élimination des phosphates (effet hypophosphatémique) ce qui conduit de nouveau à une augmentation du rapport Ca / P.

• Les effets de HPT sur l'intestin Grâce à l'effet d'activation de la synthèse de vitamine D, HPT intervient indirec-tement dans l'absorption intestinale du calcium (Fig. 5.11).

• Régulation de la sécrétion de PTH

La sécrétion de HPT est contrôlée par la concentration en calcium libre (ionisée). L'abaissement du calcium sanguin (calcémie) stimule la sécrétion de HPT. Une diminution du calcium de seulement 1% est suffisante pour déterminer, au cours des 3-5 prochaines minutes, un doublement de la sécrétion de HPT.

c- La calcitonine

La calcitonine (CT) est produite par les cellules thyroïdiennes parafolliculaires (cellules C) réparties dans la glande thyroïde parmi les follicules qui produisent les hormones thyroïdiennes iodées. CT est une hormone polypeptidique et contribue à la régulation des niveaux de calcium et de phosphore dans le sang par des actions hypocalcémiantes et hypophosphatémiantes.

• Actions biologiques de la CT La CT affecte le métabolisme du calcium en agissant aux niveaux osseux et rénal. Dans l'os, la calcitonine: -diminue la mobilisation du calcium des dépôts labiles vers le liquide extra-cellulaire et


- réduit la résorption osseuse en inhibant les ostéoclastes, ayant ainsi un effet hypocalcémiant et hypophosphatémiant (stimulation des ostéoblastes, inhibition des ostéoclastes). De plus, la calcitonine stimule le passage des phosphates du liquide extracellulaire dans l'os, ce qui augmente l'effet hypophosphatémiant. Au niveau rénal, la calcitonine augmente l'excrétion rénale de calcium et de phosphate tout en maintenant le rapport Ca / P.

• Régulation de la sécrétion de la CT L'augmentation des niveaux de calcium dans le sang d'environ 10% au-dessus des niveaux normaux entraîne une augmentation immédiate de trois à six fois la sécrétion de CT.

d- Calcitriol (vitamine D)

La vitamine D est une hormone de par ses propriétés de synthèse et d'action similaires aux hormones. Elle est synthétisée par la peau et par les levures à partir d’intermédiaires appropriés (prévitamines), sous l’action des u.v. :

Cholécalciferol = vit. D3, la prévitamine

Peau : 7-déhydrocholstérole (la provitamine)

Calcitriol

Intestin grêle

Reins

Os

Parathormone

Absorption

Réabsorption

Résorption

Calcitonine

Pas d’effet

Inhibition de la réabsorption

Inhibition de la résorption S

tim

ulat

ion

de la

syn

tèse

Fig. 5.11. Effets conjugués de l'hormone parathyroïdienne, de la calcitonine et du calcitriol sur le calcium dans les reins, les os et l'intestin (iconographie personnelle)


Les vitamines D résultantes sont encore inactives (provitamines). Elles sont transportés au foie où elles subissent une 1ère hydroxylation puis aux reins où elles subissent une 2ème hydroxylation et deviennent des vitamines actives. Le calcitriol est également appelé 1,25-dihydroxycholécalciférol ou 1,25-dihydroxyvitamine D, ou 1,25(OH)2D.

• Régulation de la synthèse de la vitamine D

La synthèse du calcitriol est stimulée par l'hormone parathyroïdienne via un mécanisme de rétroaction négatif. Le calcitriol lui-même a un effet autorégulateur. Les hormones associées à la gestation, telles que la prolactine et l'hormone de croissance, stimulent la synthèse du calcitriol. Les oestrogènes stimulent la synthèse de la protéine de transport plasmarique du calcitriol. Les hormones thyroïdiennes inhibent la production de calcitriol favorisant l'ostéoporose.

• Mécanisme d'action La vitamine D agit sur la cellule selon deux catégories de mécanismes: génomique et non génomique (Fig. 5.12).

2 Les canaux calciques TRP sont une superfamille de canaux cationiques présents dans de nombreux tissus transporteurs de calcium: intestin, reins, placenta. Cette superfamille compte plus de 27 protéines regroupées en six sous-familles. TRPV5 et TRPV6 sont consi-dérés comme facilitant l'entrée des ions calcium dans les cellules épithéliales qui trans-portent du calciu (Bar, 2009).

Fig. 5.12. Le mécanisme génomique d'action de la vitamine D dans le transport

transcellulaire de Ca2+ à travers la paroi intestinale (duodénum / jéjunum).

Le Ca2 + pénètre dans la cellule via des canaux spécifiques liés à la calbindin D9k.

Ca2+ peut être retiré de la cellule par des mécanismes impliquant l'intervention d'un

echangeur Na+/Ca2+ et/ou Ca2+ ATP-ase. La vitamine

D côntrole la syntèse des protéines de transport. TRP = Transient Receptor

Potential2; PMCA = Plasma Membrane Calciu ATP-ase

(selon Bar, 2009, modifié et redessiné)

Levures: ergostérole u.v.

Ergocalciférol = vit. D2


Le premier mécanisme implique une modulation à long terme de l'expression génique et le second, une activation à court terme des voies de signalisation intracellulaires. Selon le premier mécanisme, la vitamine D active agit comme une hormone stéroïdienne. Elle pénètre dans la cellule cible, interagit avec des récepteurs nucléaires spécifiques (VDR, vitamin D receptor) et stimule la synthèse de l'ARNm nécessaire à la synthèse des protéines de transport transmembranaire de calcium (protéine Wasserman ou calbindin et d’autre protéines de transport) et à la synthèse de la phosphatase alcaline. Le mécanismes non génomique a été observés dans de nombreux types de cellules, tels que les entérocytes, les colonocytes, les ostéoblastes, les hépatocytes, les cellules musculaires striées squelettiques et cardiaques, les kératinocytes, les cellules épithéliales de la glande mammaire, les cellules parotides et hypophysaires. Ce mécanisme fonctionne rapidement, en quelques secondes ou minutes - trop vite pour impliquer des changements dans l'expression des gènes contrôlée par VDR. Par ce type de mécanisme, la vitamine D modifie la perméabilité des canaux calciques, par lesquels la vitamine régule la concentration de calcium cytosolique et nucleaire, par exemple.

• Rôles physiologiques

• Role dans la homeoastasie de calcium et phosphorus La vitamine D est une hormone à rôle hypercalcemiante et hyperphospha-témiante. Dans l'intestin, la vitamine D stimule la synthèse des protéines transmembranaires de transport du calcium, y compris la protéine de Wasserman. La protéine de Wasserman aurait également le rôle de former la coquille de l'œuf. Au niveau rénal, la vitamine D augmente la réabsorption tubulaire du calcium et du phosphore. Sur l'os, le calcitriol agit en augmentant la mobilisation du calcium des dépôts labiles dans le liquide extracellulaire et la résorption osseuse, en synergie avec HPT. La vitamine est essentielle pour réparer les fractures osseuses et la régulation de l’ossification membranaire.

• Effets sur le système immunitaire La vitamine D3 semble jouer un rôle essentiel dans l'activation des macro-phages. De nombreux articles ont montré que la carence en vitamine D altère la capacité du corps animal à développer une réponse inflammatoire aiguë. D'un autre côté, des études in vivo ont montré qu'à des doses pharmacologiques, 1α,25(OH)2D3 agit comme immunosuppresseur. Les injections quotidiennes de cette hormone ont entraîné une immunosuppression marquée de la production d'immunoglobulines et une prolifération des lymphocytes thymiques chez la souris (Yang et al., 1993).

• Relation fonctionnelle hormone parathyroïde / vitamine D dans l'homéostasie du calcium sanguin L'abaissement du calcium sanguin stimule la sécrétion de PTH qui stimule la sécrétion de vitamine D. La vitamine D stimule l'absorption digestive, la résorption


osseuse et la réabsorption rénale du calcium participant donc à la rétroaction négative sur la production de HPT (Fig. 5.13).

9- Fonction endocrine du thymus

Le thymus est présent chez la plupart des vertébrés, sa structure et ses fonctions sont similaires à celles de l'homme (Fig. 5.14). Comme chez l'homme, chez les animaux adultes, le th

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