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Le système endocrinien

UE 2.2 Cycles de la vie et grandes fonctions

Pr Marianne Zeller

Plan

1. Généralités

2. Les hormones

3. Mécanismes d’action hormonale

4. Eléments de régulation endocrinienne

5. Les glandes endocrines

6. Les tissus endocrines

Généralités

• Système Endocrinien (SE) = régulateur

– Module activité des cellules via hormones

• Rôle essentiel dans le maintien de

l’homéostasie

– Ex: Hormones sexuelles au moment de la puberté

• Interactions SE avec le Système Nerveux (SN)

pour coordonner nombreuses activités cellulaires

– Ex: SN sympathique → ↑ sécrétion adrénaline

Généralités

• Vitesse d’action en réponse aux variations

du milieu → ajustements

– Rapide: SN

• Influx nerveux déclenche activité musculaire,

glandulaire

– Lente: SE

• Libération dans la circulation sanguine de

messagers chimiques (hormones) qui vont agir

durablement sur métabolisme cellules cibles

– Inactivation (enzymatique (foie, sang)), ou élimination

rénale

Généralités • Rôle SE: coordination de processus lents et

souvent constants d’adaptation aux variations du milieu

1. Régulation – Equilibre hydriques et ioniques

– Métabolisme énergétique

– Digestion

– Production des GR

– Contraction myocytes

2. Croissance et développement

3. Fonctionnement système génital

4. Contrôle rythmes biologiques

• SE formé par – Glandes endocrines

• Petites dimensions

• Disséminées dans le corps

– Tissus endocrines • Cellules endocrines disséminées dans des

organes

Principales glandes endocrines

Intestin

Estomac

Glandes

• Exocrines → substances non hormonales

– Libérées dans conduits

– Ex: glande salivaire, sudoripare

• Endocrines → hormones

– Libérées dans liquide interstitiel puis plasma

– Très vascularisées

– Glandes endocrines = hypophyse, thyroïde,

surrénales, parathyroïdes, glande pinéale, thymus

– Autres = Pancréas (+ sécrétions digestives),

Gonades (+gamètes), hypothalamus (+SN)

Plan

1. Généralités

2. Les hormones

3. Mécanismes d’action hormonale

4. Eléments de régulation endocrinienne

5. Les glandes endocrines

6. Les tissus endocrines

Les hormones • Substance chimique sécrétée par des cellules dans LEC

• Mode de sécrétion = exocytose

• Mode d’action = régulation métabolisme d’autres cellules

• Types d’hormones – Stéroïdes (dérivées cholestérol) → liposolubles

• Hormones sexuelles produites par gonades (testicules et ovaires)

Ex: Testostérone

• Hormones cortex surrénalien

Ex: Aldostérone

– Non stéroïdes = dérivées d’aa (protéines, peptides, dérivées tyrosine) → hydrosolubles

Ex: Catécholamines, thyroxine

Les hormones

• Transport dans le sang

– Hormones stéroïdes et thyroïdiennes: via un

transporteur protéique spécifique

• Ex transporteur = albumine

– Autres hormones: sous forme libre (sans

transporteur)

Hormone

Mécanismes d’action hormonale

• Principe : spécificité – 1 hormone agit sur

• 1 cellule précise (cellule cible) et pas les autres

• 1 organe précis (organe cible) et pas les autres

• Fixation de l’hormone sur un récepteur protéique spécifique de la cellule cible

• Récepteurs – Membranaire

– Cytoplasmique

– Nucléaire

• La fixation de l’hormone sur son récepteur modifie l’activité métabolique de la cellule cible – ↑ ou ↓ activité

Actions cellulaires des hormones

• Actions selon type d’hormone et cellule cible – Modifications perméabilité mb

• Par ouverture de canaux ioniques

– Synthèse de protéines (activation de gènes) • Enzymes

– Régulation activité enzymatique • ↑ ou ↓ activité

– Stimulation mitose

• Mécanismes: selon types d’hormones – Liposolubles

– Hydrosolubles

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1. Généralités

2. Les hormones

3. Mécanismes d’action hormonale

4. Eléments de régulation endocrinienne

5. Les glandes endocrines

6. Les tissus endocrines

Mécanisme d’action

d’une hormone liposoluble

• Hormones stéroïdes

• Diffusion à travers mb

plasmique et nucléaire

• Fixation R sur ADN

→ transcription en ARNm

→ traduction en

protéines

Mécanisme d’action

d’une hormone hydrosoluble

• Dérivées d’aa

• Libérées sous forme de

précurseurs

(préhormones)

• Fixation R mb plasmique

• Activation enzyme → 2nd

messager (AMPc

GMPc…) → cascades

de réactions

amplificatrices

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1. Généralités

2. Les hormones

3. Mécanismes d’action hormonale

4. Eléments de régulation endocrinienne

5. Les glandes endocrines

6. Les tissus endocrines

Régulation sécrétion hormonale

• Boucles de rétro-inhibition (le + souvent) → taux circulants ≈ stables

– Exception: Rétroactivation = ocytocine (travail)

• Rythme circadiens de sécrétion

– ↑ Mélatonine = nuit

– ↑ Cortisol = matin

• 3 types de stimulus

– Hormonal

– Humoral

– Nerveux

Stimulus hormonal • Glandes endocrines libèrent

hormones après stimulation par

d’autres hormones

• Axe hypothalamo-hypophysaire

libère hormones qui régulent

sécrétion hormones thyroïdiennes,

surrénaliennes, ovariennes

• Boucles de rétro-inhibition sur

l’hypothalamus

Stimulus humoral • Variations taux circulants d’ions,

nutriments régulent sécrétion

hormones

• Glycémie régule libération d’insuline

par pancréas

– ↑ [glucose] sg → ↑ insuline

• Calcémie régule libération de PTH

par glandes parathyroïdiennes

– ↓ [Ca2+] sg → ↑ PTH

• Neurofibres (SN) stimulent

sécrétion d’hormones

• SN sympathique → libération

adrénaline par médullosurrénale

• SN peut exercer un contrôle

complémentaire à la régulation

hormonale ou humorale

– Ex: SN sympathique (stress)

→ ↑ glycémie

Stimulus nerveux

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1. Généralités

2. Les hormones

3. Mécanismes d’action hormonale

4. Eléments de régulation endocrinienne

5. Les glandes endocrines

6. Les tissus endocrines

Hypothalamus et hypophyse

• Hypothalamus – Noyaux de neurones régulateurs de la sécrétion

hypophysaire

– Reliés à hypophyse par tige pituitaire • veines portes

• Hypophyse – Dans fosse hypophysaire de l’os sphénoïde

– 2 lobes • Antérieur = Adénohypophyse (tissu glandulaire)

– Synthèse des hormones (peptides)

– Régulation par hypothalamus

• Postérieur = Neurohypophyse (tissu nerveux) = stockage neurohormones produites par hypothalamus

Hormone de croissance (GH)

• Effets anabolisant (↑ formation de tissus)

– Action : ↑ sécrétion Insulin-like Growth Factors (IGF)

– Stimulant de la croissance • ↑ os long

• ↑ masse muscles

– Augmente la glycémie

• Sécrétion nocturne, pic à l’adolescence

• Déséquilibres – Enfance

• Carence → nanisme

• Hypersécrétion → gigantisme hypophysaire

– Adulte • Acromégalie (tumeur bénigne hypophyse)

Adénohypophyse

Prolactine

• Structure chimique proche de celle de GH

• Action = développement glandes mammaires et production lait

• Stimulée par œstrogènes, pic à l’allaitement

Adénohypophyse

FSH et LH

• Gonadostimulines

• Rétroinhibition par oestrogènes/progestérone et testostérone

• Femme: sécrétion FSH/LH = cyclique

• LH = Hormone lutéinisante – Femme: Ovaires = déclenche ovulation et ↑ progestérone (corps jaune) et œstrogène

– Homme : Testicules = ↑ sécrétion testostérone

• FSH = Hormone Folliculo Stimulante : Stimulant gonades – Femme : → maturation follicules ovariens (développement ovules, préparation

ovulation) et ↑ sécrétion œstrogènes

– Homme : → ↑ spermatogénèse

Adénohypophyse

TSH

• Thyroid-Stimulating Hormone

• Stimule croissance de la glande thyroïde → ↑ sécrétion hormones thyroïdiennes

• Grossesse, froid → ↑ TSH

• Rétroinhibition par hormones thyroïdiennes

• Hyposécrétion: – Enfant: crétinisme

– Adulte : myxoedème

Adénohypophyse

ACTH

• Corticotrophine

• Stimule corticosurrénale → ↑ sécrétion cortisol, androgènes et un peu aldostérone

• Fièvre, hypoglycémie, stress → ↑ ACTH

• Rétroinhibition par glucocorticoïdes

Adénohypophyse

Neurohypophyse • Synthèse d’hormones dans cellules neuroendocriniennes

– CC dans l’hypothalamus

– Trajet hormones dans axones → terminaisons axonales de l’hypophyse

(stockage)

– Si stimulation (SN): libération hormones dans sg

Hormones neurohypophysaires – Ocytocine

• Grossesse – Utérus : accouchement → contraction utérus, déclenche le travail

• Stimulant = dilatation col utérus

• Boucle de rétroactivation

– Glandes mammaires: après accouchement → éjection lait

• Stimulant = succion (allaitement)

• Hormone du plaisir, attachement maternel, lien

social

– ADH → Stimulation par Osmorécepteurs hypothalamus

• ↑ réabsorption eau tubules rénaux

– ↓ volume urines et ↑ concentration urines

– ↑ Volume sg et PA

Glande pinéale = épiphyse

• Diencéphale, postérieur au 3ème ventricule

• Sécrétion mélatonine

– Cycle veille/sommeil (rythme circadien)

• Horloge biologique

• Contrôle sécrétion par hypothalamus

– Antioxydant

Thyroïde

• Base de la gorge (sous pomme d’Adam)

– Palpable

• Très vascularisée

• 2 lobes + 1 isthme

• Remplie de follicules

– Contiennent substance colloïdale =

thyroglobuline (précurseur hormone

thyroïdienne)

Hormones thyroïdiennes

– Thyroxine = T4 (+T3)

• 4 (ou 3) atomes d’iode – T3 = forme active

• Produites par cellules folliculaires – Contrôlée par TSH (antéhypophyse)

– ↑ TSH → ↑ T4, T3

• Effet : – ↑ ↑ métabolisme cellulaire

• Thermorégulation

– Croissance et développement SN

– ↑ FC, DC, PA

– Calcitonine

• Produite par cellules parafolliculaires – Contrôlée par calcémie

– ↑ calcémie →↑ calcitonine

• Effet : – ↓ Résorption os (ostéoclastes) et ↑ accrétion os

– ↓ calcémie

• Rôle physiologique ?

Régulation de la sécrétion des

hormones thyroïdiennes

Hypothalamus

Adénohypophyse

Thyroïde

Cellules cibles

Inhibition

Stimulation

TSH

Hormones

thyroïdiennes

Troubles glande thyroïde

• Hyposécrétion – Anomalies de la fonction thyroïde ou carence alimentaire en iode

– Enfance : Hypothyroïdie congénitale • Crétinisme

– Retard mental

– ↓ croissance osseuse

– Adulte: Myxœdème • ↓ Métabolisme basal, froid, sécheresse cutanée

– Traitement = hormones thyroïdiennes substitutives, sel iodé

• Hypersécrétion – Maladie de Basedow = hyperthyroïdie

• Facteurs de risque = femme, âge (>40 ans)

– Production d’Ac → ↑ TSH • ↑ FC, nervosité, ↓ poids

• Exophtalmie (saillie globes oculaires)

• Goitre = hypertrophie glande thyroïde – Hyper ou hyposécrétion

Glandes parathyroïdes

Glandes parathyroïdes

• PTH = hormone parathyroïdienne

• Effets PTH : → ↑ calcémie

– Os: → Libération Ca2+

– Intestin: ↑ absorption Ca2+

– Rein: ↑ réabsorption Ca2+ tubule rénal

• → effets opposés à calcitonine

Régulation hormonale de la

calcémie

Glandes surrénales

• Chapotent chaque rein

• 2 Parties – Cortex → Corticostéroïdes

1. Minéralocorticoïdes : Aldostérone

2. Glucocorticoïdes : Cortisol

3. Androgènes

– Médullaire → Catécholamines – Adrénaline, noradrénaline

Structure histologique

des glandes surrénales

Corticostéroïdes 1. Minéralocorticoïdes = aldostérone

– Effet = Régulation Natrémie et kaliémie

– Cible = tubule rénal

• ↑ aldostérone → ↑ réabsorption Na+ (et ↑

excrétion K+)

• Equilibre hydroélectrique

– Régulation par Na+/K+, rénine, ACTH, FNA

Corticostéroïdes

2. Glucocorticoïdes

– Cortisol

• +Cortisone

– Contrôle par ACTH (hypophyse)

• Pic en fin de nuit

• Hormone de stress

– Effets

• ↑ Néoglucogénèse

– ↑ glycémie

• ↑ aa et AGL

• Anti-inflammatoire

– et ↓ système immunitaire

Corticostéroïdes

3. Androgènes

• Précurseurs d’hormones mâles – Homme → testostérone

• et un peu femme → œstrogène

– Sécrétion

• En faibles quantités

• Contrôle par l’ACTH (hypophyse)

– Rôle • Déclenchement croissance à la puberté

– Anabolisant (↑masse musculaire)

• Au cours de la vie – Femme = libido, en relai des hormones ovariennes après la ménopause

Catécholamines • Médullasurrénale = tissu nerveux

– Cellules chromaffines

• Synthèse des catécholamines

– Tyrosine → dopamine → noradrénaline → adrénaline

– Stockage dans vésicules

• Contrôle : SN sympathique

– Stress, exercice physique intense →

• Adrénaline → ↑ FC, ↑ PA, dilatation bronchioles, ↑

glycémie…

Relations hypothalamus, médulla surrénale

et cortex surrénal dans la réponse au stress

Ilots pancréatiques • Pancréas = glande mixte

– Exocrine = cellules acineuses (99%)

sécrétant enzymes digestives

– Endocrine = ilots cellules (endocrinocytes)

sécrétant hormones (insuline, glucagon)

Ilots pancréatiques

• Endocrinocytes ß → insuline

– Sécrétion : post-prandiale

– Effets : Hypoglycémiante • Captation glucose par cellules

– Myocytes, adipocytes

• Mise en réserve glucose (glycogène) – Foie, muscle

• Synthèse protéines, triglycérides

– Régulation = glycémie • Rétroinhibition

• Endocrinocytes α → Glucagon • Cible = Foie

– ↑ dégradation glycogène → glucose

– Formation glucose à partir d’aa, glycérol

• Effets = hyperglycémie

– Libération glucose hépatique dans le sg

– ≠ Insuline , très puissant

• Régulation de la libération du glucagon

– Glycémie (↑ glycémie →↓ glucagon)

– Activation SNΣ → ↑ glucagon

Ilots pancréatiques

Régulation de la glycémie

Diabète • Glycémie > 1,26 g/L

– Excrétion glucose urinaire

• Type I = maladie héréditaire causée par auto-destruction des cellules ß (→↓↓ insuline) – Traitement = Autoinjection d’insuline

• Type II = Maladie fréquente, associée à surpoids – Favorisé par absence exercice physique, régime trop riche

(graisse, sucre)

– Causée par inefficacité de l’insuline sur la captation cellulaire du glucose

– Entraine pathologies sur autres organes (cœur, rein, œil, SN…) et ↓ résistance aux infections (pied)

– Traitement = médicaments hypoglycémiants (+ régime + exercice physique)

Gonades

• Glandes sexuelles

– Homme : testicules

– Femme : ovaires

• Production

– Gamètes

• Ovules

• Spermatozoïdes

– Hormones sexuelles

• Hormones stéroïdes

– idem surrénales mais en quantité + importante

Ovaires

• 2 ovaires, dans cavité pelvienne

• Gonades = glandes qui produisent les gamètes femelles (ovules) et les hormones ovariennes

– Œstrogène

– Progestérone

• Début fonction ovarienne = puberté

– Déclenchement par gonadostimulines FSH/LH (adénohypophyse) → cycle ovarien

Régulation hormonale • Axe hypothalamo-hypophysaire synchronise les phases

du cycle

• Entre naissance et puberté: fonction génitale au repos

• Puberté à ménopause : tous les mois, production de

FSH et LH

– FSH: maturation folliculaire (→ œstrogène)

– LH: ovulation + corps jaune (→ progestérone)

• Œstrogène et progestérone = hormones

stéroïdes (dérivées du cholestérol)

Testicules • Production gamètes mâles (spermatozoïdes)

synthétisés par tubes séminifères

• Production hormones sexuelles mâles – Précurseurs = androgènes

• Contrôle par LH (hypophyse)

– Principale = testostérone • Libérée par endocrinocytes interstitiels (entre tubes

séminifères)

• Acquisition caractères sexuels à la puberté: – Primaires : maturation organes génitaux pour la reproduction

(formation spermatozoïdes)

– Secondaires : croissance osseuse, pilosité, mue de la voix, ↑ masse musculaire (masculinisation)

Plan

1. Généralités

2. Les hormones

3. Mécanismes d’action hormonale

4. Eléments de régulation endocrinienne

5. Les glandes endocrines

6. Les tissus endocrines

Autres tissus endocrines

• Cellules qui produisent des hormones dans tissus

remplissant aussi une autre fonction

• Tissu adipeux → leptine

– Régulation bilan énergétique

• Paroi estomac → gastrine

– Libération HCl par paroi gastrique

• Paroi duodénum → sécrétine et CCK (cholécystokinine)

– ↑ Sécrétion

• sucs pancréatiques (pancréas)

• bile (foie + vésicule biliaire)

Autres tissus endocrines

• Reins → EPO (érythropoïétine)

– Stimulation synthèse GR (moelle osseuse)

• Placenta

– hCG (Gonadotrophine Chorionique humaine) : stimule ovaires

pour produite œstrogène et progestérone

– Œstrogènes et progestérone

• Cœur → FNA (facteur atrial natriurétique)

– Inhibition sécrétion aldostérone

– ↓ volume sg et ↓ PA

• Peau (+ reins + foie) → vitamine D

– ↑ absorption intestinale Ca2+

– ↑ accrétion (fixation Ca2+ dans os)

Bibliographie

• Biologie humaine, principes d’anatomie et

physiologie, E. Marieb; 8ème Ed, Pearson.

• Manuel d’anatomie et de physiologie

humaines, Tortora & Derrickson, deboeck

Ed,