Les glandes endocrines Tissu adipeux

Introduction Un organisme doit tout au long de sa vie maintenir constant de nombreux paramètres: Notion d’équilibre du milieu intérieur (homéostasie) Température Etat d’hydratation pH Sels Glucose Le système endocrinien (et nerveux) permet à l’organisme de s’adapter à toutes les variations qui lui sont imposées de l’extérieur ou de l’intérieur

Le système endocrinien Constitué de petites glandes disséminées dans tout l’organisme: les glandes endocrines Ces glandes endocrines sont constituées de cellules endocrines qui sécrètent des messagers chimiques: les hormones Ces hormones régulent toutes les grandes fonctions biologiques : la croissance, le développement et le fonctionnement de nombreux tissus. En outre, elles coordonnent les processus métaboliques à l'intérieur de l'organisme. Les glandes endocrines libèrent directement leurs sécrétions dans la circulation sanguine au niveau des capillaires sanguins

Plusieurs types de régulations endocrines Les régulations d’urgences (vitales) qui maintiennent le milieu intérieur L’eau Les sels (NaCl, KCl) puis calcium et phosphore Le glucose Régulations à moyen ou long terme Thermogenèse Croissance Reproduction (nidation, lactation) « Fonctions hormonales complexes » La pression artérielle La digestion, comportement alimentaire

Avant les hormones… les humeurs Médecine Hippocratique: Equilibre: sec-humide, chaud-froid, doux-amer… Déséquilibre = maladies L’organisme est parcouru d’humeurs (liquides) Le sang La pituite (lymphe) La bile jaune La bile noire (atrabile ou mélancholie) Les humeurs régulent l’état physiologique et psychique de l’individu: « bonne » ou « mauvaise » humeur… Caractère « sanguin », « lymphatique », « mélancolique » - 2000 ans avant JC

Les hormones (hormao: stimuler, exciter…) Sécrétées en faibles quantités par des tissus spécialisés Déversées directement dans le courant sanguin Agissent sur des cellules spécifiques en produisant des effets spécifiques Agissent conjointement avec le système nerveux Ernest Henry Starling (1866-1927) Inventeur du concept des hormones body’s “chemical messengers” produced by the endocrine glands…(Bayliss WM & Starling EH 1902 The mechanism of pancreatic secretion. Journal of Physiology 28 325–353 )

Des humeurs aux hormones… - 2000 ans avant JC +2000 ans après JC Sec-humide hormone antidiurétique… Chaud-froid Thyroxine, adrénaline… Doux Insuline, glucagon… Salé aldostérone...

Endocrine vs Exocrine Les glandes exocrines délivrent leur sécrétion non hormonale par l'intermédiaire d'un canal excréteur, dans le milieu extérieur de l'organisme, c'est-à-dire au niveau la peau, du tube digestif ou de l'arbre respiratoire (glandes sudoripares, mammaires). Certaines glandes du système endocrinien sont dites endo-exocrines ou mixtes, car elles présentent à la fois une fonction endocrine et une fonction exocrine: Le pancréas endocrine : synthèse de l’insuline et du glucagon exocrine : libération de sucs gastriques Les gonades endocrine: assurent la reproduction sexuée grâce à la production d’hormones (en général, des stéroïdes) exocrine : production des gamètes

Modes d’action des hormones sur des cellules cibles situées à distance de la cellule endocrine : action ENDOCRINE hormone Capillaire sanguin Cellule endocrine Cellule cible Cellule endocrine hormone Cellule cible Par simple diffusion locale, sur des cellules cibles situées dans le même organe: action PARACRINE Par exemple un neurone entérique va libérer un peptide, la cholecystokinine, à proximité de la membrane plasmique d’un entérocyte.

Modes d’action des hormones sur des cellules cibles de même type cellulaire : action AUTOCRINE hormone Cellule endocrine Sur la cellule productrice qui est par conséquent la cellule cible : contrôle INTRACRINE hormone Cellule endocrine

Différents types d’hormones + Dérivés des acides gras: prostaglandines, cannabinoïdes…

Hormones polypeptidiques De 3 à 200 acides aminés. Etape de synthèse « classique » Préprohormone Prohormone Hormone

Hormones polypeptidiques Petites protéines empaquetées par l’appareil de Golgi dans des vésicules sécrétoires  leur permet de franchir la bicouche lipidique de la membrane plasmique (peptides hydrosolubles et bicouche de lipides hydrophobes). Une fois sécrétées dans le sang, les hormones peptidiques y circulent librement. Elles agissent sur les cellules cibles par l’intermédiaire de récepteurs transmembranaires

Catégories d’Hormones Quelques hormones peptidiques Hormones  « Glandes » Endocrines ACTH ou hormone corticotrope Adénohypophyse Catégories d’Hormones Hormones  « Glandes » Endocrines FSH ou Folliculostimuline " Hormones Peptidiques  Ocytocine Hypothalamus LH ou hormone lutéinisante " Vasopressine " TSH ou hormone thyréotrope " CRH ou Corticolibérine " GH ou hormone de croissance " GnRH ou Gonadostimuline " MSH ou hormone mélanotrope " GHRH ou Somatocrinine " Prolactine "  GHIH ou Somastatine " Insuline Pancréas (Ilots de Langerhans) " TRH ou Thyrotrophine Glucagon  "

Catégories d’Hormones  « Glandes » Endocrines Hormones Peptidiques Parathormone Parathyroïdes Calcitonine  Thyroïde CCK ou Cholescystokinine Duodénum Entégastrone " Sécrétine " Gastrine Estomac NAF ou facteur natriurétique atrial Cœur EPO ou Erytropoïétine Foie et Reins Angiotensine (Angiotensinogène) Foie Facteurs de croissances Multiples types cellulaires Leptine, adiponectine Tissu adipeux

Hormones stéroïdiennes…

Hormones stéroïdiennes… Synthétisés dans le cytosol de la cellule endocrine à partir du cholestérol Lipophiles  traversent sans difficulté la bicouche lipidique Hydrophobes  doivent se complexer avec des protéines plasmatiques afin d’être transportées par le flux sanguin Seule l’hormone stéroïde libre a une action endocrine. La protéine « de transport » ne libère l’hormone stéroïde qu’au niveau des capillaires sanguins qui irriguent les organes cibles. Le stéroïde libre traverse la paroi du capillaire, franchit la membrane plasmique et interagit avec des récepteurs intracellulaires afin de modifier l’expression génique de la cellule cible.

Catégories d’Hormones Quelques hormones stéroïdiennes  « Glandes » Endocrines Catégories d’Hormones Hormones Hormones Stéroïdes Minéralocorticoïdes (aldostérone) Cortico-surrénales Glucocorticoïdes "  Androgènes (androsténedione) "  Progestérone Ovaires Oestrogènes " Testostérone Testicules

Les monoamines… Petites molécules qui dérivent presque toutes de la tyrosine et du tryptophane. Sous groupe 1: ce sont entres autres l’adrénaline, la noradrénaline, la dopamine et la mélatonine Mécanisme d’action comparable à celui des hormones peptidiques : circulent librement dans le sang et agissent sur les cellules cibles par l’intermédiaire de récepteurs spécifiques transmembranaires. Sous groupe 2: hormones thyroïdiennes: la triiodothyronine (T3) et la thyroxine (T4 ou tétraiodothyronine) qui contiennent des atomes d’iode Mécanisme d’action comparable à celui des hormones stéroïdes : sont liées à des protéines plasmatiques pendant leur transport sanguin et agissent sur des récepteurs intracellulaires pour modifier l’expression des gènes cibles

Catégories d’Hormones Quelques hormones monoaminées  « Glandes » Endocrines Catégories d’Hormones Hormones Hormones Monoaminées T3 ou triiodothyronine Thyroïde T4 ou thyroxine " Dopamine Hypothalamus Adrénaline  Médullo-surrénales Noradrénaline " Mélatonine Epiphyse

Les monoamines: exemple des hormones thyrodiennes… T3: Triiodotyronine T4: Tétraiodotyronine (thyroxine)

Les catécholamines = adrénaline = noradrénaline

Autres monoamines qui dérivent du tryptophane…

Comment est régulée la sécrétion des hormones ? Ca 2+ PTH SNS NA, A ACTH Cortisol CRH

Mode d’action des hormones C’est la présence du récepteur hormonal qui confère à la cellule cible sa sensibilité vis à vis de l’hormone. Les récepteurs sont spécifiques pour une hormone donnée mais une hormone peut avoir plusieurs types de récepteurs. stéroïdes peptidiques

Réponse biologique maximale (RBM) Mode d’action des hormones L’effet biologique d’une hormone dépend de sa concentration: Réponse biologique de la cellule cible Réponse biologique maximale (RBM) RBM/2 ED50 = SENSIBILITE [Hormone]

Récepteurs transmembranaires hormones peptidiques + certaines monoaminées Hydrophiles : circulent libres dans le sang mais ne passent pas la bicouche lipidique serotonine Neurotransmetteurs

Récepteurs transmembranaires  À 7 domaines transmembranaires ou GPCR : existent plusieurs « seconds messagers », intermédiaires entre la liaison de l’hormone au récepteur et les effets biologiques Effets bio

Récepteurs transmembranaires hormones peptidiques + certaines monoaminées Hydrophiles : circulent libres dans le sang mais ne passent pas la bicouche lipidique serotonine Neurotransmetteurs

Récepteurs transmembranaires  à activité tyrosine kinase ??? Voie de signalisation Le ligand induit la dimérisation des récepteurs  auto-phosphorylation de tyrosines du domaine cytosolique. Les tyrosines phosphorylées seront des sites de liaison d’une variété de molécules permettant le recrutement d’autres molécules de la voie de signalisation

Exemple du récepteur à l’insuline

Récepteurs intracellulaires Une fois dans la cellule, les stéroïdes se lient à des récepteurs cytosoliques et c’est le complexe hormone/récepteur qui migre ensuite dans le noyau. Hormones hydrophobes (ie lipophiles) : circulent liées à des protéines dans le sang et dans le cytosol mais passent librement la membrane cellulaire Pas de réc présent en permanence sur l’ADN

Récepteurs intracellulaires Les hormones thyroïdiennes (hormones monoaminées) atteignent librement le noyau et reconnaissent des récepteurs nucléaires présents en permanence sur la séquence d’ADN cible. Hormones hydrophobes (ie lipophiles) : circulent liées à des protéines dans le sang et dans le cytosol mais passent librement la membrane cellulaire  stimulent ou inhibent la synthèse de protéines spécifiques dans les cellules cibles. Effet observé au bout de quelques heures mais durable.

Notion d’axe… et boucle de régulation

Exemples de rétrocontrôle axe corticotrope (hypothalamo-hypophyso-surrenalien): axe thyréotrope (hormones thyroïdiennes)

C’est fini pour l’intro…nous allons voir : Le pancréas endocrine: insuline et glucagon La prochaine fois : Contrôle neurohormonal de la prise alimentaire Les glandes surrénales et le système rénine/angiotensine