Chapitre 4 Les voies de communications inter-cellulaires Le système endocrinien Partie 1

PLAN 3 Après un repas de féculents Au cours d’un jeûne de courte durée Veine sus-hépatique 0,9 g.L -1 Veine porte 2,5 g.L -1 13,8 mmol.L -1 0,8 g.L -1 4 mmol.L -1 Dosage de la glycémie Le foie joue un rôle la régulation de la glycémie. - il fournit du glucose en cas de besoin (jeûne). - il le stocke en cas d’excès.

glucose glycogène PLAN 4

La glycémie varie en fonction des circonstances: Hypoglycémie: concentration sanguine en glucose < 0,7 g.L -1 Hyperglycémie: concentration sanguine en glucose > 1,3 g.L -1 Consommation de sucre au cours d’un effort physique. Production de sucre au cours d’un stress. Il s’agit de variations physiologiques. Glycémie régulièrement > 1,5 – 2 g.L -1 Il s’agit d’une pathologie PLAN 5

Organe effecteur: Organe dont le métabolisme influence certains paramètres biologiques (« produisent un effet »). Le foie joue un rôle prépondérant dans la régulation de la glycémie. Son ablation provoque une hypoglycémie: il a un rôle hyperglycémiant. PLAN 6

Organe effecteur: Organe dont le métabolisme influence certains paramètres biologiques (« produisent un effet »). Foie - glycogénogenèse / glycogénolyse - glycolyse / néoglucogenèse - fermentation lactique Muscle - glycogenèse / glycogénolyse - glycolyse - cycle Krebs / fermentation lactique Tissu adipeux - Lipogenèse / lipolyse Le rein n’est pas à proprement parlé un organe effecteur. Il n’agit pas spécifiquement sur la glycémie. PLAN 7

* Ablation du pancréas > troubles digestifs -----> symptômes diabète: faim, soif, amaigrissement, hyperglycémie -----> mort en quelques semaines Le pancréas est un organe double, il intervient: - dans la digestion (sucs pancréatiques). - dans le contrôle de la glycémie. PLAN 8

* Ligature du canal pancréatique > troubles digestifs -----> pas de symptômes de diabète. Les deux fonctions du pancréas sont indépendantes. * Observation microscopique des tissus. Acini Amas 2 types de cellules. La ligature provoque l’atrophie des acini. Ilots de Langerhans Les deux fonctions du pancréas sont assurées par des cellules différentes. PLAN 9

* Ablation + autogreffe > troubles digestifs -----> pas de symptômes de diabète. L’action du pancréas s’effectue par voie sanguine. Greffe: revascularisation d’un organe (greffon) dans un organisme (receveur). Autogreffe: cas où le greffon est un des organes du donneur. Ablation Broyage du pancréas Injection d’extraits pancréatiques > troubles digestifs -----> pas de symptômes de diabète. L’action du pancréas s’effectue grâce à une molécule chimique. Hormone: molécule chimique véhiculée par le sang qui contrôle l’activité d’organes effecteurs. PLAN 10

Effet de l’injection d’insuline: - Sur la glycémie - Sur le bilan hépatique. Bilan hépatique: Différence entre la quantité de glucose sortant du foie et celle y entrant (à durées égales). Effet hypoglycémiant Sortant – entrant < 0 Stockage du glucose PLAN 11

Elle est synthétisée sous forme d’un précurseur (proinsuline) formé d’une seule chaîne. Les cellules  contiennent des granules denses PEPTIDE C C’est un dipeptide synthétisé par les cellules  des îlots de Langerhans. PLAN 12

Effet d’une perfusion de glucagon: - Sur la glycémie - Sur le glycogène hépatique. Effet hyperglycémiant Libération de glucose par glycogénolyse. PLAN 13

Les cellules  contiennent des granules clairs (peu denses). C’est un peptide synthétisé par les cellules  des îlots de Langerhans. PLAN 14

Acini Le pancréas possède deux types de cellules: - les cellules exocrines. - les cellules endocrines. Ilot de Langerhans PLAN 15

Les AC anti-  portent des fluorochromes rouge. Les AC anti-  portent des fluorochromes vert. Localisation des cellules  et  par immunofluorescence. Les cellules à insuline sont les plus nombreuses (70%) PLAN 16

Cellule endocrine Cellule endocrine: cellule qui sécrète une hormone (sécrétion dans le système sanguin ou interstitiel). Hormone Cellule effectrice (cible) Cellule cible: cellule reconnue par une hormone (dont l’activité biologique est contrôlée par cette dernière). La cellule cible possède un récepteur spécifique à l’hormone. Lorsqu’elle s’y fixe, elle induit le changement d’activité de la cellule. Une hormone activatrice augmente l’activité de la cellule cible. Une hormone inhibitrice diminue l’activité de la cellule cible. Une cellule inactive trop longtemps s’atrophie. PLAN 17

Cellule endocrine Une hormone peut posséder plusieurs cellules cibles … et induire des effets contraires (inhibition et activation) Une cellule peut être la cible de plusieurs hormones. Deux hormones qui induisent des effets contraires sont des hormones antagonistes. Une cellule endocrine ne sécrète qu’une seule hormone. Une glande endocrine peut sécréter plusieurs hormones si elle possède plusieurs types de cellules (pancréas, surrénale,…) Deux cellules qui induisent des effets contraires sont des cellules antagonistes. Hormone Cellule endocrine 2 Hormone 2 Cellule effectrice (cible) Cellule cible B Une cellule cible peut être une cellule endocrine. Cellule cible B Hormone 3 Une cellule endocrine peut être sa propre cible. Rétrocontrôle +/- PLAN 18

Para-thyroïde pancréas Thyroïde surénales testicules ovaires placenta Hypothalamus Hypophyse PLAN 19

Les hormones sont classées en fonction de leur nature chimique. Protéines Hormones pancréatiques Insuline, glucagon Hormones hypothalamiques Hormones hypophysaires Dérivé d’acides aminés Hormone thyroïdienne Thyroxine Hormones surrénalienne Adrénaline Stéroïdes Hormones sexuelles Testostérone, progestérone, œstradiol Hormones surrénalienne Cortisol Cette classification est importante car c’est la nature de l’hormone qui commande son mode d’action sur la cellule cible. PLAN 20

Il existe plusieurs niveaux de régulation de la glycémie. Régulation de fond Permet de maintenir la glycémie autour de 0,9 g.L -1 Régulation « adaptative » Instauration d’une hyperglycémie physiologique afin de mobiliser les sources d’énergie de l’organisme pour une activité intense. Insuline Glucagon Adrénaline Régulation « métabolique » Favorise la libération du glucose pour favoriser la croissance cellulaire. ACTH / cortisol GH PLAN 21

Dosage de la libération d’hormone par les cellules  et  isolées en fonction de la concentration en glucose du milieu nutritif. Le glucose stimule la sécrétion d’insuline. Le glucose inhibe la sécrétion de glucagon. Dosage de la libération d’hormone par le pancréas d’un chien perfusé par une solution de glucose aux concentrations variables. Les cellules isolées réagissent de façon analogue à l’organe perfusé. … ce n’est pas toujours le cas ! PLAN 22

hyperglycémie La présence de glucose stimule les cellules  qui sécrètent l’insuline. Insuline L’insuline induit la pénétration du glucose dans les tissus cibles. La glycémie diminue. La présence de glucose inhibe la sécrétion de glucagon par les cellules . PLAN 23

hypoglycémie La faible concentration de glucose ne permet plus l’inhibition de la sécrétion de glucagon Insuline Le glucagon induit la libération du glucose dans les tissus cibles. La glycémie augmente. Elle ne permet plus la stimulation de la sécrétion d’insuline. glucagon PLAN 22

L’hormone se fixe sur le récepteur. Membrane plasmique LEC LIC R H Changement de conformation du récepteur. G GDP Une protéine G se fixe sur le récepteur. Changement de conformation de la protéine G qui fixe du GTP. Changement de conformation de la protéine G qui se fixe sur l’adényl cyclase. AC Changement de conformation de l’AC qui est activée. ATP AMPc + PPi GTP PLAN 25

ATPAMPc Adényl cyclase AMP Phospho diestérase PLAN 26

L’AMPc intervient comme un activateur enzymatique: il induit le changement de conformation d’une enzyme, la kinase AMPc dépendante, et de la rendre active. La kinase AMPc dépendante est un tétramère composé: - 2 sous unités régulatrices, R qui fixent AMPc - 2 sous unités catalytiques, C qui phosphorylent une protéine substrat. R R C C R R C C Lorsque l’AMPc se fixe sur les sous- unités régulatrices, les sous-unités catalytiques sont libérées, changent de conformation et deviennent actives. Cascade de phosphorylations. protéine Protéine - P ATP ADP PLAN 27

PKK-P PK-P Phosphorylase-P (Glycogène) n (Glycogène) n-1 + glucose Phosphorylase (inactive) PK PKK glycogène synthétase-P glycogène synthétase (active) PK-P - activation PKK. - activation PK. - activation Phosphorylase > + glycogénolyse. - inactivation Synthétase > - glycogénogenèse. pour des raisons de clarté, l’ ATP n’est pas représenté C ATP ADP PLAN 28

Membrane plasmique LEC LIC R H G GDP L’AMPc se dégrade (diestérase ou spontanée) La protéine G hydrolyse le GTP et se libère de l’adényl cyclase. L’hormone se détache du récepteur. Celui-ci ne réactive plus les protéines G. AC L’hormone n’est plus sécrétée par la glande endocrine. ATP AMPc + PPi GTP AMP L’adényl cyclase se désactive par changement spontané de conformation. Il existe également des récepteurs inhibiteurs qui activent une voie antagoniste. PLAN 29

L’insuline agit directement sur l’activité des transporteurs de glucose. en absence d’insuline Noyau membrane plasmique en présence d’insuline Transporteurs du glucose (anticorps fluorescents) En absence d’insuline, les transporteurs sont localisés dans des vésicules internes. En présence d’insuline, les transporteurs migrent vers la membrane plasmique. PLAN 30

L’adrénaline prépare l’organisme à faire face à une situation de stress. hypoglycémie glucagon Elle mobilise les réserves de glucose pour alimenter préférentiellement les muscles. adrénaline Renforcement de l'action du glucagon. Action sur les tissus effecteurs Libération (hyperglycémiant) Absorption (hypoglycémiant) PLAN 31

La sécrétion d’une hormone est régulée par différents mécanismes (qui ne s’excluent pas). Constante biologique [Glucose] pancréas insulineglucagon Une hormone Hypothalamus Releasing H Hypophyse ovaires FSH LH Tissus cibles œstradiol progestérone Signal nerveux Médullo-surrénale adrénaline Rétrocontrôle PLAN 32