Homéostasie etSystème nerveux Autonome

• I. Homéostasie du milieu intérieur

• II. Systèmes nerveux autonome• II. Systèmes nerveux autonome

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I. Homéostasie du milieu intérieur

• 1. Concept d’homéostasie • 2. Quelques constantes physiologiques• 3. Mécanismes physiologiques impliqués dans

l’homéostasiel’homéostasie• 4. Quelques exemples de régulation du milieu

intérieur (faim, soif, tension artérielle).• 5. Hypothalamus : centre nerveux de

l’homéostasie• 6. Quelques dysfonctionnements de

l’homéostasie

1. Concept d’homéostasie(fin 19ème siècle)

– Claude Bernard 1865 dans son livre « Introduction à l’étude de la médecine expérimentale », suggère que:

– « La fixité du milieu intérieur est la condition d'une vie libre et indépendante. »libre et indépendante. »

– Cannon Walter Bradford (1871-1945),physiologiste américain, propose l’expressiond’homéostasie; du grec « homoios » (égal,semblable à), et « stasis » (état, position).

2. Quelques constantes physiologiques

• Température: 37°C• pH : 7.3• Glycémie: 1g/l• Pression sanguine artérielle• Pression sanguine artérielle

• Pression diastolique 8 cm Hg • Pression systolique 12 cm Hg

• Osmolalité (pression osmotique): – NaCl extracellulaire = 145 mM

• Volémie: 5-6 litres de sang

Système nerveux Central

1. Système nerveux autonome

3. Mécanismes physiologiques de l’homéostasie

Système sensorielet hormonal

Milieu intérieur

2. Système endocrine

3. comportement

4.1. Exemple de la faim

• 1. baisse du taux de glucose sanguin• 2. Activation direct de neurones hypothalamiques.• 3. Activation du système nerveux autonome

sympathique et glycogénolyse hépatique.sympathique et glycogénolyse hépatique.• 3. Libération endocrine de glucagon par les

cellules alpha du pancréas et glycogénolyse hépatique.

• 3. Recherche comportementale de nourriture.

4.2. Exemple de la soif

•1. Augmentation de l’osmolalité (pressionosmotique plasmatique).•2. Activation d’osmo-récepteurs centraux (OVLT)puis de neurones hypothalamiques•3. Activation du système nerveux autonome etaction cardio-vasculaire (augmentation de la PAsanguine)sanguine)•3. Libération neuro-endocrine de vasopressine parl’hypothalamus au niveau de la neuro-hypophyse(réabsorption rénale d’eau au niveau du tubecollecteur)•3. Recherche comportementale d’eau et ingestiond’eau (comportement dipsique).

OVLTOVLT:: organe vasculaireorgane vasculairede la lame terminalede la lame terminale

Synthèse et libération de l’ADHSynthèse et libération de l’ADHOVLTOVLT:: organe vasculaireorgane vasculairede la lame terminalede la lame terminale

(ADH synthétisée NPV)

hypothalamushypothalamus

(libération de l’ADH)

hypophysehypophyse

•1. Chute de la PA diastolique•2. Production de rénine par le rein, production d’angiotensine (foie, rein, poumons):

– activation de hypothalamus ( via SFO)– Activation des surrénales

•3. Activation du système nerveux autonome et action cardio-vasculaire (augmentation de la PA sanguine)

4.3. Exemple de chute de la pression artérielle

cardio-vasculaire (augmentation de la PA sanguine)•3. Production et libération neuro-endocrine de vasopressine par l’hypothalamus au niveau de la neuro-hypophyse (réabsorption rénale d’eau au niveau du tube collecteur)•3. Production d’aldostérone par les surrénales réabsorption rénale du sodium•3. Recherche comportementale d’eau et ingestion d’eau (comportement dipsique).

4.3. Chute de la pression artérielle

Angiotensinogène (foie)Angiotensinogène (foie)

Angiotensine I (rein)Angiotensine I (rein)

RénineRénine

Enzyme de Enzyme de (NSO, NPV) ADH

RemarqueRemarque: l’action sur les cibles terminales n’est pas illustrée: l’action sur les cibles terminales n’est pas illustrée

Production

Angiotensine II (poumons)Angiotensine II (poumons)

Aldostérone (surrénales)Aldostérone (surrénales)

Enzyme de Enzyme de conversionconversion

1. Le rein sécrète la rénine en cas de chute de PA

1

Production d’angiotensine II

2. La médullosurrénale produit de l’aldostérone anti-natriurétique.

Corps calleux

Ny paraventriculaire

Ny Préoptique LNyHypothalamique postérieur

Glande pinéale

NyHypothalamique DM

Adhérence interthalamique

Ny Préoptique M

5.1. Noyaux hypothalamiques: vue sagittale

Ny Hypothalamique A

Ny suprachiasmatique

Nerf optique

Chiasma optique

InfundibulumAdénohypophyseNeurohypophyse

Eminence médiane

Corps mamillaire

Ny Hypothalamique VM

Glande pinéale

Ny supraoptique

Ny: noyau, VM: ventro-médian; DM: dorso-médian; M: médian; L: latéral; A: antérieur

Ny arqué

Hypophyse

5.2. Hypothalamus: centre nerveux intégrateur de l’homéostasie

• Intègre signaux sensoriels viscéraux• via directement noyau du tractus solitaire (bulbe rachidien) et

indirectement noyau parabrachial (Pont de varole)

• Possède des neurones sensibles à :• Température (noyau hypothalamique antérieur : POA)• Température (noyau hypothalamique antérieur : POA)• Glucose sanguin (noyaux arqué et ventro-médian)• NaCl via l’OVLT qui active le NPV

• Possède des neurones sensibles à des hormones :

• Angiotensine II via l’organe subfornical• Leptine, Insuline (noyau arqué): satiété• Ghreline (noyau arqué): appétit

5.3. Hypothalamus: Contrôle du système nerveux autonome

• Via centre nerveux parasympathique bulbaire (noyau moteur dorsal du vague).

• Neurones spinaux pré-ganglionnaires du parasympathique sacrale

• Neurones spinaux pré-ganglionnaires du parasympathique sacrale

• Noyaux bulbaires du sympathiques

• Neurones spinaux pré-ganglionnaires du sympathique

hypothalamushypothalamus

5.4.Hypothalamus: centre neuro -endocrine

NeuroNeuro--hypophysehypophyseAdenoAdeno--hypophysehypophyse

5.4.Hypothalamus: centre neuro -endocrine

• L’axe neurohypohysaire (ADH et Ocytocine) : NPV et NSO- Régulation hydrominérale (ADH)- Accouchement et altruisme (Ocytocine)

• l’axe gonadotrope (GnRH /FSH, LH): N. Arqué -régule les caractères sexuels primaires et secondaires,- régule le comportement sexuel.

• l’axe somatotrope (GHRH / GH): N. Arqué - stimuler la croissance de toutes les cellules de l’organisme.

• l’axe thyréotrope (TRH / TSH): NPV- régule la température corporelle.

• l’axe corticotrope (CRH / ACTH): NPV- activé par le stress de l’organisme.

• GnRH: Gonadotropin Releasing hormone (N. arqué)

– FSH: Follicle Stimulating Hormone

– LH: Luteinizing

• GHRH: Growth-hormone-releasing hormon e(N. arqué)– GH: Growth hormone– GH: Growth hormone

• TRH: Tyrotropin releasing Hormone (NPV): gèneactivé par les neurones du N. arqué (stimulé par la leptine)– TSH: Tyroid stimulating Hormone

• CRH: Corticotropin releasing hormone (PVN)– ACTH: Adreno-Corticotropin releasing hormone

5.5 Hypothalamus et Comportement

• Relie les réponses du système nerveuxautonome et endocrine au comportement

• Ingestion de nourriture en relation avec le métabolismeénergétique (noyau arqué et cortex frontal)

• Prise de boisson en relation avec le déséquilibre hydro-minérale du milieu intérieur (OVLT et gyrus cingulaire).

• Recherche d’environnement chaud ou froid dans larégulation de la température corporelle (noyaux pré-optiqueet insula)

6: Quelques dysfonctionnements de l’homéostasie

-Hypertension artériel

-Diabète insipide

-Diabète sucré de type1 et 2

-Fièvre

II. Systèmes nerveux autonome

• 1. Système nerveux somatique• 2. Système nerveux Sympathique • 3. Système nerveux parasympathique• 4. Organisation générale simplifiée du système

sympathique et parasympathiquesympathique et parasympathique• 5. Physiologie du système sympathique et

parasympathique• 6. Fonctions du SNA• 7. Pharmacologie du SNA• 8. Comparaison SNS et SNA

systèmes nerveux somatique simplifié

C8-T6

T6-T10

T10-T12

L1-L4

*

*nerf grand et petit splanchnique

, rein, rein

systèmes nerveux parasympathique

systèmes nerveux parasympathique

Organisation générale simplifiée du SNA

Sir Henry Hallett Dale

Otto Loewi-Prix Nobel de médecine et physiologie en 1936

-Mécanismes de la transmission synaptique chimique.

Prix Nobel

Sir Bernard KatzUlf von EulerJulius Axelrod

-Prix Nobel de médecine et physiologie en 1970 -Mécanismes de stockage, libération et inactivation des neuromédiateurs.

Physiologie du système sympathique et

parasympathique

Anatomie: résumé• Le système nerveux autonome est constitué du système

sympathique (ou orthosympathique) et du systèmeparasympathique.

• Les neurones préganglionnaires du systèmesympathique sortent des régions cervicales, thoraciqueet lombaire de la moelle épinière.

• Ceux du parasympathique sortent de l’encéphale et de• Ceux du parasympathique sortent de l’encéphale et dela région sacrale de la moelle épinière.

• Les ganglions du système sympathique sont localisésprès de la moelle épinière.

• Ceux du parasympathique sont situés près des organesqu’ils innervent.

• La plupart des organes internes sont innervés par lesdeux systèmes.

Le système nerveux sympathique répond au stress de l’organisme

• Réponse étendue et généralisée de plusieurs organes à la fois

• →1 neurone pré-ganglionnaire pour 200 neurones post-ganglionnaires

• Prépare à l’activité et au mouvement– Impliqué dans les réactions de fuite et de combat– Impliqué dans les réactions de fuite et de combat

– vaso-constricteur– cardio-accélérateur– intestino-inhibiteur– broncho-dilatateur– pupillo-dilatateur– Hyperglycémiant– Pilo-érecteur– Excrétion sudoripares

Le système nerveux parasympathique met l’organisme au calme

• Est impliqué dans le métabolisme et fonctionne «au repos» ; il économise l’énergie

• Sa réponse est spécifique et localisée• Chaque organe pouvant fonctionner de manière indépendante par

rapport à l’autre.• 1 neurone pré-ganglionnaire pour 20 neurones post-ganglionnaires.• 1 neurone pré-ganglionnaire pour 20 neurones post-ganglionnaires.

• cardio-freinateur• Hypotenseur• intestino-stimulant• favorise l’absorption et les sécrétions digestives• pupillo-constricteur• assure l’évacuation de la vessie et du rectum

(contraction des muscles).

PHARMACOLOGIE: récepteurs cholinergiques

• •Récepteur cholinergique muscarinique (M1, M2, M3) :– Agoniste muscarinique (parasympathomimétique):

• MUSCARINE (poison du champignon vénéneux Amanita muscaria)– Antagoniste muscarinique (parasympatholytique):

• ATROPINE (alcaloïde extraite de la belladone, effet mydriatique)

• Récepteur cholinergique nicotinique :• Récepteur cholinergique nicotinique :– Agoniste nicotinique : NICOTINE– Antagoniste nicotinique (ganglioplégique car il bloque à la fois

l’activité sympathique et parasympathique ):• α-BUNGAROTOXINE (venin de serpent Bungarus multicinctus

d’Asie tropicale).• CURARE (extrait de lianes d’Amazonie, poison de flèches pour la

chasse, myo-relaxant en chirurgie).

Récepteurs noradrénergiques : α1, α2, β1, β2

• Agonistes α:– ADRENALINE (libéré par la médullo-surrénale)– METHOXAMINE (α1)– CLONIDINE (α2)

• Agonistes β:– ADRENALINE– ISOPROTERENOL (anti-asthme)

• Antagonistes α (α-bloquant, anti-hypertension artérielle): • Antagonistes α (α-bloquant, anti-hypertension artérielle): – PRAZOSINE : α1-bloquant, vasodilatateur.– YOHIMBINE ; α2-bloquant, vasodilatateur contre l’impuissance masculine.

• Antagonistes β:– PROPRANOLOL (β1, β2): a été remplacé par des molécules cardio-

sélectives dans le traitement de l’hypertension artérielle . Est considéré comme dopant (le Nord Coréen Kim Jong Su a été contrôlé positif lors des Jeux Olympiques d'été de 2008 dans la compétition de tir au pistolet, et ses 2 médailles lui ont été retirées. L'effet recherché est le ralentissement du rythme cardiaque pour favoriser la précision du tir et la concentration.

– ATENOLOL (β1): remplace le propranolol dans le traitement de l’hypertension, angine de poitrine et infarctus du myocarde).

Comparaison des systèmes nerveuxsomatique et autonome

SN Somatique

SN

RN

médullosurrénale

SN Parasympathique

SN Sympathique

R.M. : récepteur muscarinique, protéine G.

RN. : récepteur nicotinique, canal ionique

R α, β

R α, β

Comparaison des systèmes nerveuxsomatique et autonome

Innervationdes organes