Introduction au Système Endocrinien

Caractéristiques Générales du Système Endocrinien

Régulation de l'organisme : Les fonctions organiques sont régulées par deux systèmes majeurs : * Le système nerveux. * Le système endocrinien.
Homéostasie : Ces deux systèmes contrôlent conjointement l'homéostasie, définie comme l'équilibre interne de l'activité des tissus du métabolisme.
Comparaison des modes d'action : * Système nerveux : Il assure un contrôle très rapide mais de nature brutale sur l'activité des organes. * Système endocrinien : Il permet des réponses prolongées et plus souples. Il présente toutefois une période de latence nécessaire à la sécrétion des hormones, à leur transport via la circulation sanguine et à leur action finale au niveau cellulaire.
Glandes endocrines : * Ce sont de petites glandes disséminées dans l'ensemble du corps. * Elles sécrètent des hormones directement dans les vaisseaux sanguins et lymphatiques. * Glandes principales : Hypophyse, glande thyroïde, glandes parathyroïdes, glandes surrénales et glande épiphyse.
Glandes mixtes (endocrines et exocrines) : Les ovaires, les testicules et le pancréas possèdent cette double fonction.
Hypothalamus : Situé à la base du cerveau, il sécrète des hormones dans le sang appelées neurohormones.
Tumeurs endocrines : Certaines tumeurs, notamment au niveau du poumon ou du pancréas, sont capables de sécréter des hormones.

Nature Chimique des Hormones

Les hormones sont classées en deux groupes biochimiques principaux : * Groupe 1 : Hormones peptidiques : Elles sont formées par un ou quelques dizaines d'acides aminés. * Groupe 2 : Hormones stéroïdes : Elles sont synthétisées à partir du cholestérol. Elles sont sécrétées par les gonades (testicules, ovaires) ou par les glandes surrénales.

Mécanismes d'Action Cellulaire

Les hormones modifient l'un des $5$ paramètres suivants au niveau des cellules cibles : 1. La perméabilité membranaire (aux ions ou aux nutriments). 2. La synthèse de protéines. 3. L'activation ou l'inhibition des enzymes. 4. La sécrétion de substances ou de molécules spécifiques. 5. La prolifération cellulaire.

Action des Hormones Peptidiques

Structure : Séquence d'acides aminés reconnaissant un récepteur spécifique.
Prévalence : Elles représentent $90 \, \%$ des hormones.
Propriétés : Elles sont solubles dans le sang et se fixent sur des récepteurs membranaires.
Types de récepteurs : * Récepteurs couplés à des protéines $G$ . * Récepteurs canaux (permettant le passage des ions). * Récepteurs à activité tyrosine kinase (s'auto-activent en présence de l'hormone).
Remarque : Il existe différents sous-types de récepteurs pour une même hormone.
Seconds messagers : L'activation des récepteurs génère des seconds messagers qui activent des protéines et des enzymes : * $AMPc$ (adénosine monophosphate cyclique). * Calcium / $IP_3$ (inositoltriphosphate). * Phosphorylation de protéines.

Action des Hormones Stéroïdes

Propriétés : Elles sont hydrophobes.
Transport : Elles nécessitent des protéines de transport pour circuler dans le sang.
Mécanisme : Elles pénètrent à l'intérieur des cellules et du noyau pour se fixer à un récepteur, puis directement à l' $ADN$ .
Résultat : Activation de l'expression de certains gènes et déclenchement de la synthèse protéique.

Spécificités et Régulation de l'Action Hormonale

Concentration : Les hormones circulent dans le sang à des taux très faibles, de l'ordre du $\mu\text{molaire}$ ou du $\text{molaire}$ .
Reconnaissance : Les récepteurs identifient les hormones grâce à leur structure en $3$ dimensions.
Modulation de la réponse : La réponse cellulaire est fortement dépendante de : * La concentration de l'hormone. * Le nombre de récepteurs exprimés. * L'affinité de liaison de l'hormone sur son récepteur.
Rétrocontrôle : Il existe des régulations dynamiques positives ou négatives entre les tissus via les hormones.
Demi-vie hormonale : Temps nécessaire à l'organisme pour dégrader $50 \, \%$ d'une hormone circulante. * Hormones peptidiques : Quelques minutes à $10 \, \text{min}$ . (Durée de survie de l'insuline : $10 \, \text{min}$ ). * Hormones stéroïdes : Jusqu'à plusieurs heures ou plusieurs jours.
Lieux de dégradation : Cellules cibles, reins et foie.
Modes de régulation de la sécrétion : * Régulation humorale : Implique des ions ou des nutriments (ex: glucose pour l'insuline). * Stimulation nerveuse : Le système nerveux sympathique peut déclencher des sécrétions (ex: Adrénaline). * Stimulation hormonale : Une glande contrôle la sécrétion d'une autre glande via des hormones.

L'Hypophyse (Glande Pituitaire)

Anatomie

Localisation : Base du cerveau, sous l'hypothalamus.
Divisions : Neurohypophyse et adénohypophyse.
Système porte-hypothalamo-hypophysaire : Le sang forme un premier réseau de capillaires à la base de l'hypothalamus, rejoignant un second réseau au niveau de l'adénohypophyse. Cela permet aux hormones hypothalamiques d'agir directement sur les cellules de l'antéhypophyse.
Vascularisation de la neurohypophyse : Autonome et normale (artères et veines).

La Neurohypophyse

Constituée de terminaisons de neurones situés dans l'hypothalamus (noyaux paraventriculaires et supraoptiques).
Libère deux neurohormones : 1. Ocytocine : Peptide de $9$ acides aminés. Provoque la contraction du muscle utérin lors de l'accouchement et l'éjection du lait lors de l'allaitement. Effets limités chez l'homme. 2. Vasopressine (AVP ou ADH) : Peptide de $9$ acides aminés. Sécrétée lors de déshydratation, d'hypovolémie (diminution de la pression artérielle) ou d'exposition à la chaleur. * Action rénale : Réabsorption de sodium ( $Na$ ) et d'eau à partir du filtrat urinaire vers le sang (effet antidiurétique). * Action vasculaire : Vasoconstriction des artères et artérioles entraînant une hypertension. * Remarque : L'alcool inhibe sa sécrétion, provoquant une déshydratation.

L'Adénohypophyse

Constituée de $5$ types de cellules endocrines activées par les neurohormones hypothalamiques. L'ensemble forme un axe neuro-endocrinien.
Cellules somatotropes : Produisent la somatotrophine ( $GH$ , hormone de croissance). * $191$ acides aminés, demi-vie de $30 \, \text{min}$ . * Effet anabolisant, stimule la croissance osseuse et musculaire, ainsi que le métabolisme énergétique. * Induit la sécrétion d' $IGF \, 1$ (adulte) ou $IGF \, 2$ (fœtus) par le foie. * Sécrétée lors d'hypoglycémie ou d'exercice physique. Un dérèglement peut causer le nanisme.
Cellules thyréotropes : Produisent la thyréotrophine ( $TSH$ ) sous l'influence de la $TRH$ hypothalamique. Stimule la thyroïde.
Cellules corticotropes : Produisent la protéine $POMC$ . Son clivage génère : * $\alpha\text{MSH}$ : Stimule la pigmentation cutanée et réduit la prise alimentaire. * $\beta\text{-endorphine}$ ( $b\text{-EP}$ ) : Réduit la douleur.
Cellules gonadotropes : Produisent la $LH$ et la $FSH$ .
Cellules lactotropes : Produisent la prolactine, stimulant la synthèse lactée.

La Glande Thyroïde et les Parathyroïdes

Glande Thyroïde

Anatomie : Située à la partie antérieure du cou sur la trachée. Deux lobes reliés par l'isthme thyroïdien. Poids d'environ $30 \, g$ .
Follicules thyroïdiens : Structures circulaires délimitées par des cellules folliculaires, contenant au centre la colloïde (liquide). * Hormones $T_3$ et $T_4$ : Contiennent $3$ à $4$ atomes d'iode. Sécrétées sous l'action de la $TSH$ . Stimulent le métabolisme et la croissance. Dans les cellules, $T_4$ est convertie en $T_3$ pour activer les récepteurs nucléaires.
Cellules parafolliculaires : Produisent la calcitonine. * Hormone hypocalcémiante (baisse le taux de calcium sanguin). * Favorise la fixation du calcium sur l'os, réduit l'absorption intestinale et augmente la recapture rénale. * Essentielle pour la croissance du squelette chez l'enfant.

Glandes Parathyroïdes

Anatomie : Généralement $4$ petites glandes (parfois jusqu'à $6$ ou $8$ ) situées sur la thyroïde ou le thorax.
Hormone parathyroïdienne (PTH ou parathormone) : Vitale, elle est hypercalcémiante (effet inverse de la calcitonine). * Libère le calcium à partir des os (déminéralisation par les ostéoclastes). * Augmente l'absorption intestinale et stimule la recapture du calcium urinaire.
Pathologies : Déformation/fragilisation osseuse, calculs, perturbations musculaires et nerveuses.

Les Glandes Surrénales

Anatomie

Pyramides situées au-dessus des reins, pesant $4$ à $6 \, g$ .
Composées de deux parties : 1. Corticosurrénale (périphérie, $80 \, \%$ de la glande). 2. Médullosurrénale (centre, contrôlée par le système sympathique).

La Corticosurrénale (Hormones stéroïdes)

Zone glomérulée : Sécrète des minéralocorticoïdes, principalement l'aldostérone. * Régule l'équilibre hydroélectrolytique. * Stimulée par une baisse de la natrémie (sodium) ou une hausse de la kaliémie (potassium). * Entraîne la réabsorption d'eau et de sodium et l'excrétion du potassium au niveau rénal.
Zone fasciculée : Sécrète des glucocorticoïdes, principalement le cortisol. * Hormone hyperglycémiante. * Régule le système immunitaire, l'inflammation et le métabolisme énergétique.
Zone réticulée : Produit du cortisol et des androgènes ( $DHEA$ ), impliqués dans la puberté, le vieillissement cutané et les caractères sexuels secondaires.

La Médullosurrénale

Composée de cellules chromaffines.
Libère $80 \, \%$ d'adrénaline et $20 \, \%$ de noradrénaline (synthétisées à partir de la tyrosine).
Réponse au stress : augmentation de l'activité cardiaque, de la fréquence respiratoire et de la pression artérielle (vasoconstriction).

Le Pancréas Endocrine

Anatomie : Glande mixte ( $70$ à $80 \, g$ ). La partie endocrine représente $1 \, \%$ du volume mais $10 \, \%$ de la vascularisation.
Îlots de Langerhans : * Cellules Bêta (70 \, \% \)$** : Sécrètent l'insuline (hypoglycémiante).\n * **Cellules Alpha (20 \, \% )$ : Sécrètent le glucagon (hyperglycémiante via la glycogénolyse hépatique). * **Cellules Delta ou F (10 \, \% \)$** : Produisent la gastrine, le PP (polypeptide pancréatique) et la somatostatine.\n* **Diabètes sucrés** :\n * **Type 1 (insulinodépendant)** : Auto-immun, destruction des cellules Bêta, apparaît vers 10 $-$ 12 \, \text{ans}.\n * **Type 2 (non insulinodépendant)** : Apparaît vers 50 $-$ 60 \, \text{ans} $, lié à l'$ IMC élevé, à la sédentarité et au régime alimentaire.\n\n# L'Épiphyse, le Thymus et Hormones Atypiques\n\n### L'Épiphyse (Glande pinéale)\n* Produit la **mélatonine** à partir du tryptophane.\n* Régulée par la lumière perçue par les yeux. Taux maximal la nuit, minimal à midi.\n* Effets : Régulation du sommeil, de la température, antioxydant, anti-inflammatoire et antihypertenseur.\n\n### Le Thymus\n* Organe lymphoïde situé entre les poumons. Évolue de 15 \, g $(naissance) à$ 35 \, g $(puberté), puis régresse vers$ 6 \, g $($ 70 \, \text{ans}).\n* Cortex (maturation des lymphocytes T$$ avec cellules nourricières) et Médulla (élimination des cellules auto-réactives).
Hormones : Thymopoïétine et Thymosine.

Hormones Atypiques

Monoxyde d'azote (NO) : Gaz synthétisé à partir de l'arginine. Agit par diffusion (vasodilatation, immunité, transmission nerveuse).
Dérivés lipidiques : Issus de l'acide arachidonique (leucotriènes, prostaglandines, prostacyclines et thromboxanes).