Physiologie des glandes endocrines

CLASSIFICATION DES HORMONES

On peut envisager deux classifications: une classification chimique et une classification fonctionnelle.

 CLASSIFICATION CHIMIQUE(cf biochimie)

CLASSIFICATION FONCTIONNELLE
Les hormones peuvent être classées en fonction de leur rôle physiologique exp :
 Hormones de la croissance : GH, Hormones thyroïdiennes,etc…
 Hormones hyperglycémiantes : Glucagon, catécholamines, etc…
 Hormones de la reproduction : Oestrogènes, testostérone,etc…
 Hormones de l’équilibre hydro électrolytique : Aldostérone, ADH,etc…
 Hormones thermorégulatrices : Hormones thyroïdiennes, catécholamines,etc…
Les hormones peuvent être classées selon leur site d’action :
 Hormones à action ubiquitaire : glucocorticoïdes, hormones thyroïdiennes, hormone de croissance, insuline.
 Hormones à ‘action restreinte ou réservée à certains tissus ou organes; les hormones antéhypophysaires pour les glandes endocrines cibles, l’hormone antidiurétique et les minéralocorticoïdes pour le rein.
Le caractère ubiquitaire ou localisé de l’action d’une hormone dépend en fait de la présence de récepteurs. Par exemple, tous les tissus disposent de récepteurs pour les hormones thyroïdiennes. Quelques tissus spécialisés contiennent des récepteurs à la prolactine ou aux androgènes. C’est la différenciation cellulaire qui confère à l’hormone sa spécialisation fonctionnelle.

METABOLISME GENERAL D’UNE HORMONE

BIOSYNTHÈSE ET SÉCRÉTION (CF. BIOCHIMIE)

TRANSPORT HORMONAL
Une fois libérées, les hormones sont déversées dans l’espace péri cellulaire d’où elles gagnent généralement la circulation pour atteindre les cellules cibles. La plupart des hormones de petit poids moléculaire circulent sous formes liées à l’albumine ou à des protéines spécifiques tels que le cortisol à la transcortine ou cortisol binding globulin ou CBG, la thyroxine à la Thyroxin Binding Globulin ou TBG, la testostérone à la Sex Binding globulin ou SBP.
Les protéines de transport :
1. facilitent le transport des hormones liposolubles qu’elles rendent temporairement hydrosolubles
2. retardent la perte de petites molécules hormonales par le mécanisme de filtration rénale.
3. ce qui diminue la perte d’hormones accessible, déjà présente dans la circulation sanguine.
4. fournissent une réserve d’hormones

RÉCEPTEURS HORMONAUX

NOTION DE RÉCEPTEUR HORMONAL
Le récepteur est une structure de nature protéique ou glycoprotéique qui se lie à l’hormone. Le rapprochement physique hormone & récepteur déclenche une cascade d’événements à l’origine de la réponse biologique. Par ailleurs, cette réponse ne dépend pas uniquement du messager hormonal mais également du récepteur de la cellule cible. Exemple : récepteurs  et  des catécholamines.

SIÈGE DES RÉCEPTEURS

Récepteurs intracellulaires
Ils concernent les hormones lipidiques comme les stéroïdes ainsi que les hormones thyroïdiennes. Ces hormones lipophiles passent à travers la membrane par un mécanisme passif. Une fois à l’intérieur de la cellule, les hormones continuent leur trajet puisqu’elles franchissent la membrane nucléaire et interagissent via des récepteurs protéiques avec le génome (hormones stéroïdes et thyroïdiennes) ces hormones stimulent ou inhibent la synthèse de protéines spécifiques (enzymes, transporteurs …..) dans les cellules cibles. Cet impact nécessite quelques heures pour se développer mais l’effet est durable.

Les récepteurs transmembranaires
Les récepteurs transmembranaires ou de surface sont des protéines localisées au niveau de la membrane plasmique de la cellule cible. Ce sont les récepteurs des hormones hydrophiles à savoir les glycoprotéines, les protéines et les peptides, les monoamines et les prostaglandines.
Les hormones, en se fixant sur un site spécifique du récepteur induisent la formation de seconds messagers (AMPc, Ca++; IP3, GMPc ……) qui à leur tour génèrent une série d’événements à l’origine de la réponse biologique. Il est important de signaler qu’à partir d’une molécule signal ou premier messager on forme de milliers voir des millions de molécules de substrat : c’est le phénomène d’amplification qui explique en grande partie que de faibles concentrations hormonales suffisent pour obtenir une réponse biologique.

 CARACTERISTIQUES DE LA LIAISON HORMONE & RECEPTEUR

La liaison hormone & récepteur se caractérisée par :

• la spécificité : un récepteur est spécifique d’une hormone ou d’un groupe d’hormones. Les récepteurs hormonaux reconnaissent une hormone de façon hautement spécifique. Ceci résulte de structures complémentaires de l’hormone et du récepteur.
Ainsi, plus le site est spécifique plus les concentrations hormonales requises pour avoir un effet biologique sont faibles.
• la saturabilité : définit le taux d’occupation des récepteurs. le nombre de récepteurs étant limité, la quantité saturante est la quantité d’hormone qui aboutit à une occupation de 100% des récepteurs. Un effet physiologique a lieu dans la plupart des cas à des taux d’occupation inférieurs à 1OO%. les récepteurs inoccupés sont appelés récepteurs de réserve.
• l’affinité : c’est une propriété qui décrit la force de liaison entre le ligand et la protéine réceptrice (récepteur). Elle détermine la probabilité qu’a un ligand lié de quitter la surface du récepteur et de retourner à l’état libre. Cette propriété assure l’occupation du récepteur en présence de concentration hormonale faible.
• la réversibilité est une propriété qui met fin aux effets physiologiques de l’hormone. Elle indique que la réaction de liaison n’est pas à sens unique et qu’à tout moment il existe une probabilité non négligeable de séparation spontanée du complexe hormone récepteur.
La saturabilité et la réversibilité représentent une protection contre un envahissement massif de la cellule par l’hormone.

NOTION D’AGONISTE ET D’ANTAGONISTE

L’agoniste : c’est une substance chimique qui se lie au récepteur et lui fait transmettre l’effet hormonal aussi bien que l’hormone naturelle.
L’antagoniste : c’est une substance qui occupe avec une grande affinité le site de liaison mais ne stimule pas les étapes ultérieures. Ainsi, non seulement il est inactif mais il antagonise l’action de l’hormone naturelle en occupant le récepteur.

CONTRÔLE DE L’INTERACTION HORMONE & RÉCEPTEUR

L’exposition des cellules cibles à des concentrations hormonales importantes ou faibles est capable de modifier le nombre de récepteurs fonctionnels voir même le nombre total de récepteurs. Ainsi, pour optimaliser la réponse biologique; la baisse de la concentration hormonale, entraîne une augmentation du nombre de récepteurs : « up regulation » ou régulation à la hausse alors que l’augmentation de la concentration hormonale diminue le nombre de récepteurs : « down regulation » ou régulation à la baisse. Cette régulation à la baisse ou à la hausse du nombre de récepteurs peut être homologue dépendant de l’hormone elle-même ou hétérologue dépendant d’une autre hormone.

Régulation homologue

• Régulation homologue à la baisse (Down Regulation)
La régulation homologue négative passe par des différentes étapes allant de la désensibilisation à l’internalisation.

– Désensibilisation : c’est un phénomène réversible si l’agoniste est rapidement retiré du lieu. Le nombre total de récepteurs ne diminue pas.

– Séquestration : Au-delà de la désensibilisation, sous l’effet des agonistes, les récepteurs se trouvent piégés dans des vésicules. Ce phénomène ne comporte pas la dégradation des récepteurs dont le nombre total ne varie pas. Il est ainsi possible de réafficher les récepteurs à la surface de la cellule cible dès le retrait de l’agoniste.

– Internalisation : Le contact prolongé (plusieurs heures) avec l’agoniste diminue le nombre total de récepteurs qui se trouvent englobés dans des vésicules d’endocytose et qui subissent une dégradation enzymatique.

• Régulation homologue à la hausse (up Regulation)
Elle est plus rare et se manifeste par une augmentation rapide et transitoire du nombre de récepteurs suite à l’application de l’hormone elle-même.

Régulations hétérologues

– Régulation hétérologue à la hausse

* Permissivité
L’effet d’une hormone sur une cellule cible nécessite une exposition antérieure ou simultanée à d’autres hormones afin d’augmenter la réponse de la cellule cible.

* Potentialisation
La réponse biologique obtenue quand les hormones x et y sont administrées simultanément est supérieure à la somme des réponses séparées. Cet effet passe généralement par une augmentation du nombre de récepteurs de l’hormone x suite à l’application de l’hormone y : y entraîne une hypersensibilité tissulaire à x.
– Régulation hétérologue à la baisse

* Désensibilisation
L’administration simultanée de deux hormones x et y donne une réponse biologique inférieure à celle obtenue lors de l’application de x seule. On dit que y désensibilise le tissu cible à x (y diminue le nombre de récepteurs de x au niveau du tissu cible).

REGULATION ENDOCRINIENNE

STIMULI DE LA SECRETION HORMONALE

a. Nerveux
Le système nerveux innerve les glandes endocrines et contrôle ainsi le niveau de sécrétion hormonale Exemple : le système nerveux sympathique stimule la sécrétion de glucagon.
b. Hormonal
Une hormone peut contrôler sa propre sécrétion ou la sécrétion d’une autre hormone .Exemple : Le glucagon stimule la sécrétion d’insuline.
c. Humoral
Le taux sanguin d’un paramètre biologique peut moduler la sécrétion hormonale.. Exemple : l’augmentation de la calcémie inhibe la sécrétion de parathormone.