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Physiologie endocrinienne 2ème partie

Physiologie de l’hypohyse, de la surrénale, de la thyroïde

I. L’hypothalamus et l’hypophyse

II. Les glandes surrénales

III - La thyroïde

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Physiologie de l’hypohyse, de la surrénale, de la thyroïde

Chaque fois que le professeur parle de pathologie, cela ne peut pas faire l’objet de questions aux concours.

I. L’hypothalamus et l’hypophyse

1. Rappel

En terme de glandes endocrines on retrouve tout en haut l’étage hypothalamo-hypophysaire et puis en bas de cet étage toutes les autres glandes endocrines.

L’hypothalamus stimule l’hypophyse qui stimule elle-même les organes en périphérie comme les surrénales et la thyroïde (le pancréas n’est pas sous son contrôle).

L’hypophyse ne fait que stimuler les organes périphériques hormonaux, si il n’y a pas de mécanisme d’inhibition de l’hypophyse, on sera en hyperstimulation.

Anatomiquement, si on prend un stylo et qu’on l’enfonce bien profondément dans notre nez, lorsque le stylo arrive entre les deux yeux, il se trouve là ou est l’hypophyse (expérience à ne pas reproduire chez soi). Blague à part, le nez est à la voie d’abord de l’hypophyse par les chirurgiens qui vont aller jusqu’à la selle turcique (HC). L’hypophyse est situé en arrière entre les deux yeux.

L’hypothalamus est situé au dessus, c’est une structure neuronale qui va émettre des fibres nerveuses vers l’hypophyse pour la contrôler.

L’hypothalamus et l’hypophyse sont dans le même étage, ils sont indissociables.

L’hypophyse est composé de 2 lobes : - L’anté-hypophyse - La post-hypophyse.

Au dessus de l’hypophyse, on trouve la tige hypophysaire dans laquelle vont passer des hormones hypothalamiques qui viennent contrôler l’anté-hypophyse. La post hypophyse est une sorte de sac qui sert à stocker les hormones mais qui n’a pas de fonction en soi.

Devant l’hypophyse, on retrouve le chiasma optique qui est la zone de croisement des nerfs optiques.

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!Si on a une tumeur qui se développe à partir de l’anté-hypophyse, elle va venir pousser sur les voies optiques ce qui entraîne des troubles visuels (HC).

2. Hypothalamus

Il est formé de neurones regroupés en noyaux sécrétant différentes neuro-hormones. Ce sont des neuro-hormones car elles partent de neurones et agissent à distance.

Il est connecté à l’hypophyse par la tige pituitaire dans laquelle on retrouve des vaisseaux (système porte) et les axones des neurones hypothalamiques.

Les rôle des neuro-hormones hypothalamiques déversées dans le système porte est la stimulation majoritairement ou l’inhibition (que pour la prolactine) de la sécrétion des hormones anté-hypophysaires.

Il n’a pas d’action directe sur la post-hypophyse mais utilisation comme lieu de stockage de 2 neuro-hormones.

3. L’anté-hypophyse

Les 2 lobes de l’hypophyses sont complètement différents : - Le lobe antérieur de l’hypophyse est constitué de cellules hypophysaires sécrétantes alors

que - Le lobe postérieur est une continuité des cellules hypothalamiques, ce sont les

terminaisons de certaines neurones hypothalamiques qui forment une sorte de sac qui contient des hormones qui vont pouvoir être libérées.

L’anté-hypophyse est sous le contrôle de l’hypothalamus.

Elle contient 5 types cellulaires spécialisées qui sécrètent des hormones différentes. Chaque hormone agit sur un ou plusieurs organes cibles.

L’anté-hypophyse est intégrée dans l’axe hypothalamo-hypophyse-organe cible (périphérique).

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!Les 5 lignées et leurs cibles principales

TABLEAU IMPORTANT ++++ La GH peut aussi être appelée le somatormone.

Sauf pour la lignée gonadotrope chaque lignée anté-hypophysaire fabrique qu’une seule hormone.

La dopamine bloque le fonctionnement de la prolactine, c’est la seule hormone hypothalamique qui va inhiber le fonctionnement de l’hypophyse. Toutes les autres hormones hypothalamiques stimule le fonctionnement de l’hypophyse. Des médicaments bloquent la dopamine ce qui entraine une augmentation de la prolactine qui aura une action de blocage de l’axe gonadotrope (les femmes auront des problèmes de règles).

La boucle de rétro-contrôle permet d’éviter que l’hypophyse stimule en permanence les organes périphériques et que l’on ait un équilibre. Lorsqu’un organe produit trop d’hormone, cette hormone en excès va venir se fixer sur des récepteurs au niveau de l’axe hypothalamo-hypophysaire pour freiner leur action.

Lignée anté-hypophysaire

Hormone anté-hypophysaire

Hormone hypothalamique

Organe/ Fonction cible

Somatotrope GH GH RH Croissance(Le foie produit l’IGF-1)

Corticotrope ACTH CRH Surrénales (cortisol)

Gonadotrope LH et FSH LH-RH (Gn RH) Ovaires / testicules

Thryéotrope TSH TRH Thyroïdes (t4 / t3)

Lactotrope Prolactine Dopamine Allaitement

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En pathologie on aura des tumeurs qui vont trop fabriquer d’hormone qui sont hors de tout rétro-contrôle négatif (HC).

Exemple de l’axe thyréotrope La TRH hypothalamique stimule la production de TSH hypophysaire qui stimule le fonctionnement de la thyroïde et la production de la T4 et de la T3. Ces dernières sont capables par leur rétro-contrôle négatif de freiner la production de TRH et de TSH. Un des mécanisme de frein est la somatostatine (que l’on reverra tout à l’heure pour l’hormone de croissance)

On a un stimulant principal qui est la TRH hypothalamique et un freinant accessoire qui est la somatostatine qui bloque le fonctionnement de l’hypophyse.

Le principal mécanisme de contrôle est la boucle de rétro-contrôle Un autre mécanisme de contrôle est l’ajout de sucre sur les hormones hypophysaires.

La TSH est une glycoprotéine

Les chaines oligosaccharidiques représentent 15% de la masse de l’hormone, elles modulent sa fonction et sa clairance.

Dans le cellule thyréotrope, les sucres : - Facilitent l’hétérodimérisation et le repliement des sous- unités de la TSH. - Stabilisent la molécule de TSH - Préviennent la dégradation de la molécule

Par exemple si on a une TSH très riche en sucre (acide sialique), on aura une diminution de son activité mais par contre elle sera moins dégradée (cela permet de stocker de la TSH en attendant d’en avoir besoin).

Dans la circulation, les sucres modulent l’activité biologique et la clairance de la TSH.

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!Exemple de l’axe gonadotrope La GnRH hypothalamique stimule la production de la LH et la FSH hypophysaire qui stimule le fonctionnement des gonades et la production d’hormones sexuelles (oestradiol, testostérone, progestérone). Ces hormones ont un rôle fondamental dans la fonction de reproduction. Ces dernières sont capables par leur rétro-contrôle négatif de freiner la production de l’axe hypothalamo-hypophysaire.

Exemple de l’axe corticotrope La CRH hypothalamique stimule la production d’ACTH hypophysaire qui stimule le fonctionnement des glandes surrénales et la production de glucocorticoïdes comme le cortisol. Ce dernier est capable par un rétro-contrôle négatif de freiner la production de l’axe hypothalamo-hypophysaire. Les surrénales sont les organes du stress.

Exemple de l’axe somatotrope La GHRH hypothalamique stimule la production de GH hypophysaire qui stimule le fonctionnement des os, des tissus mous directement et enfin par le biais du foie qui sécrétera l’IGF-1 . Il y a également un phénomène de rétro-contrôle négatif. La somatostatine peut aussi bloquer la production de la GH.

Exemple de l’axe lactotrope La dopamine hypothalamique BLOQUE la production de prolactine hypophysaire. La prolactine stimule le fonctionnement de la glande mammaire pour la préparer à l’allaitement. Pour avoir sécrétion de prolactine, il faut qu’il y ait blocage de la dopamine. Le principal stimulant de la sécrétion de prolactine est la succion du mamelon. La prolactine est capable par un rétro-contrôle négatif de freiner la production de dopamine. C’est une boucle de rétro-contrôle bien plus fine. Chaque fois que la sécrétion de prolactine augmente, elle stimule la sécrétion de dopamine qui va ainsi inhiber la sécrétion de la prolactine.

4. La post-hypophyse

Ne sécrète pas d’hormone +++ C’est juste un lieu de stockage de 2 neuro-hormones hypothalamiques :

- L’AVP (arginine vasopressine) ou ADH (hormone antidiurétique) qui a une action sur le rein en augmentant la réabsorption de l’eau pure (donc diminue la diurèse).

En pathologie certaines personnes ont des anomalies de la post-hypophyse donc pas d’ADH, ils vont donc uriner toute la journée. Ces personnes ont ce que l’on appelle un diabète insipide et urinent jusqu’à 5 à 6 L par jour.

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!- L’ocytocine : participe au déclenchement de l’accouchement (favorise l’éjection du lait

hors des canaux mammaires.

CONCLUSION

Le système hypothalamo-hypophysaire permet le fonctionnement normal d’organes (sauf le pancréas) et de fonctions telles que la croissance et l’allaitement.

Le principal régulateur de ce système est la boucle de rétro-contrôle négatif

Le fonctionnement précis de 2 organes « contrôlés » par le système hypothalamo-hypopysaire sera abordé dans « Physiologie thyroïdienne » et « Physiologie surrénalienne ».

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!II. La glande surrénale

Ce sont 2 petites glandes situées au dessus des reins (une glande surrénale est suffisante pour le fonctionnement normal de l’organisme mais en pratique on en a tous 2).

1. Anatomie

Il y a 2 zones différentes dans la surrénale : - Un zone extérieure = la corticosurrénale qui fabrique des stéroïdes surrénaliens - Une zone interne = la médullosurrénale qui fabrique des catécholamines (ce sont tous les

dérivés de l’adrénaline) fabriquées à partir de la tyrosine.

2. Histologie de la corticosurrénale

La cortico-surrénale est elle-même divisée en 3 zones : - Une zone qui fabrique des minéralocorticoides : l’aldostrérone - Une zone qui fabrique des glucocorticoides : le cortisol (c’est la zone la plus importante) - Une zone qui fabrique des androgènes surrénaliens : le DHEA

Les 2 premières zones (et hormones) sont indispensables la troisième est accessoire.

3. Le cortisol

Le cortisol est une hormone indispensable à la vie. Si demain pour X raisons on vous enlève les 2 surrénales, si on ne vous donne pas de traitement vous mourrez très rapidement. On le sait depuis Addison en 1850 qui observait des décès d’animaux après une surrénalectomie. (L’insuffisance surrénalienne s’appelle aussi la maladie de Addison).

Le cortisol à d’énormes rôles dans l’organisme : - Le maintien des grandes fonctions : il permet de maintenir le sucre, de maintenir

l’équilibre hydro-électrique (l’eau et le sel), de maintenir la pression artérielle - C’est la principale hormone de réponse au stress : effet synergique avec d’autres

hormones

Très utilisés en thérapeutique sous forme synthétique.

Dans le langage courant, on rapporte tout et n’importe quoi sous le terme de stress or en médecine, le stress est simplement une situation inhabituelle pour l’organisme. Le principal stress auquel est exposé notre organisme est lorsque le sucre baisse au niveau du cerveau,

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!entrainant un risque de souffrance cérébrale. Pour éviter cela on a plein de mécanisme de régulation contre la baisse du sucre comme le cortisol (HC).

La cortico-surrénale est divisée en 3 zones : - Une zone qui fabrique des minéralocorticoides : l’aldostrérone - Une zone qui fabrique des glucocorticoides : le cortisol (c’est la zone la plus importante) - Une zone qui fabrique des androgènes surrénaliens : le DHEA

Sur les 2 premières zones de la cortico-surrénale (celles qui fabriquent l’aldostérone et le cortisol), l’ACTH ne stimule que la production de cortisol. La zone qui fabrique le cortisol est sous contrôle direct de l’ACTH.

Rythme circadien de sécrétion du cortisol On dit qu’il est secrété selon un rythme nycthéméral : cela veut dire que l’on a une sécrétion d’ACTH et de cortisol rythmiques sur 24h.

Pendant la nuit, on a une augmentation progressive de la sécrétion de cortisol dès 4h / 5h du matin et on arrive à un pic au moment du lever. Le cortisol participe donc au phénomène de réveil. Ensuite, tout au long de la journée, la quantité de cortisol va diminuer progressivement pour atteindre un point le plus bas le soir entre 11h et minuit pour nous permettre de dormir.

Ce rythme est indispensable au bon fonctionnement des organes.

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!En pathologie, certaines personne ont des tumeurs qui peuvent fabriquer trop de cortisol et de manière désordonnée. On a un dérèglement des quantités et du rythme nycthéméral qui va entrainer des complications des organes : diabète, tension arérielle, problèmes psychologiques et psychatriques (HC).

Actions du cortisol

Métaboliques - Effet hyperglycémiant (réponse au stress) - Augmentation des lipides plasmatiques - Modification de la répartition de la graisse (accumulation au niveau du tronc qui donne

des risques cardio-vasculaires) - Hydrolyse des protéines - Augmentation de l’appétit et la prise alimentaire

Ces effets métaboliques sont plutôt néfastes c’est pour cela qu’en pathologie lorsque l’on secrète trop de cortisol, on observe des phénomènes négatifs.

Vasculaires - Augmentation de la pression artérielle - Rétention de sel et eau - Élimination du potassium

Autres - Effet anti-inflammatoire et immunosuppresseur - Effet sur les os (croissance et ostéoformation) - Effet sur l’estomac (augmente l’acidité gastrique)

4. L’aldostérone

L’aldostérone est une hormone indispensable à la vie. L’aldostérone n’est pas régulée par l’hypophyse. Elle a un rôle majeur dans la régulation hydro-électrique et ainsi dans la régulation de la pression artérielle.

Elle a une action unique sur le rein : - Retient l’eau et le sel (ce qui augmente le volume plasmatique = augmentation de la

pression artérielle) - Élimine le potassium (comme cortisol mais plus puissant)

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L’aldostérone est régulée par la pression artérielle grâce au système rénine-angiotensine. L’aldostérone n’est pas régulée par l’hypophyse +++

En pathologie, si vous avez une personne avec une baisse de pression artérielle, la rénine va augmenter ce qui va entrainer une stimulation de l’aldostrérone. Cette dernière va entrainer une réabsoprtion de sel et d’eau au niveau du rein ce qui permet à la tension de remonter A l’inverse, si vous avez une personne avec une hausse de pression artérielle, la rénine va baisser, elle ne pourra donc plus stimuler l’aldostrérone. Cette dernière va entrainer une augmentation de la diurèse et de la natriurèse au niveau du rein ce qui permet à la tension de baisser car le volume plasmatique diminue.

5. Les catécholamines

Ce sont les dérivés de l’adrénaline fabriqués par la médullo-surrénale.

L’adrénaline est spécifique à la surrénale. Par contre, en pratique la noradrénaline peut être produite un peu partout dans l’organisme, le long des ganglions du système sympathique qui part du cou et qui se termine à la vessie. La majorité de production des catécholamines vient de la voie par le système sympathique.

Ces catécholamines sont synthétisées à partir de la tyrosine.

Leur sécrétion est basse en situation de base mais très augmentée lors d’un stress car leur action va être d’augmenter le sucre et on se rappelle que le principal stress de l’organisme est la baisse sucre dans le cerveau. Les catécholamines ont un rôle majeur dans la défense contre le stress avec le cortisol.

Le catécholamines vont agir via des récepteurs alpha et bêta adrénergiques :

- Cardiovasculaires : augmentation de la fréquence cardiaque et du débit cardiaque, de la pression artérielle (cela est inhibé par les bêta bloquant)

- Métaboliques : augmentation de la glycémie - Respiratoires, utérines, digestives : relaxation des muscles lisses par action sur les

récepteurs bêta (stimulée par les médicaments bêta 2 adrénergiques : bronchodilatation, diminution des contractions utérines) PAS IMPORTANT

- Nerveux : stimulation de la vigilance

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!CONCLUSION

III. La glande thyroïde

Elle est située devant la trachée, elle est formée de 2 lobes, entre ces derniers on retrouve une zone centrale, l’isthme et enfin au dessus de l’isthme une petite avancée que l’on appelle la pyramide de Laloulette.

On peut très bien vivre avec un seul lobe thyroïdien. Elles est entièrement sous contrôle de l’axe-hypothalamo-hypophysaire.

1. Types cellulaires

Cellules folliculaires Majoritaires ce sont les cellules qui fabriques les hormones thyroïdiennes.

Il y a sécrétion de thyroglobuline qui est une grosse molécule précurseur des homones thyroidiennes t3 et t4, elle est stockée dans une énorme vésicule centrale contenant la colloïde.

Cellules C (parafolliculaires) En faible quantité (2%)

(Thyro)calcitonine : hormone participant faiblement à la régulation du calcium ( en vrai on ne sait pas trop à quoi elle sert …)

On ne s’intéresse maintenant qu’aux cellules folliculaires.

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2. Hormones thyroïdiennes

Pour les synthétiser on a besoin de tyrosine et d’iode alimentaire

La T3 à molécule d’iode alors que la T4 en a 4.

Si on a une carence ou une surcharge en iode, cela entraîne des perturbations de leur synthèse.

La synthèse des hormones thyroïdiennes se fait par formation de thyroglobuline à partir de la tyrosine qui est une grosse molécule précurseur, stockée dans une énorme vésicule centrale contenant la colloïde. Après l’action d’enzyme et l’ajout d’iode, en forme nos hormones thyroïdiennes.

La T3 est la tri-iodothyronine La T4 est la tétra-iodothyronine ou thyroxine

Elle peuvent circuler dans l’organisme soit sous leur forme libre qui est la forme active, soit sous forme liée à une protéine porteuse qui est la forme de stockage.

Ce sont des hormones indispensables pour de nombreuses fonctions : - Fonction cardiaque - Dépense énergétique et température corporelle (en manque la température corporelle

baisse et vice versa) - Système nerveux (en manque on est somnolent et vice versa)

Elle existent sous forme synthétiques comme traitement de l’hypothyroïdie. Au sein de la thyroïde, on retrouve des follicules. Ce sont plusieurs cellules thyroïdiennes polarisées regroupées autour d’une lumière que l’on appelle la colloïde. Le follicule thyroïdien est une unité fonctionnelle circulaire formées par plusieurs cellules thyroïdiennes polarisées collées entre elles qui ménagent au centre une lumière que l’on appelle la colloïde.

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Lorsque que l’on va fabriquer des hormones thyroïdiennes, de l’iode va rentrer dans les cellules thyroïdiennes au niveau du pole basal et passe au niveau apical pour rejoindre lumière (le colloïde). Dans le colloïde on retrouve également la thyroglobuline qui va fixer des atomes d’iodes ce qui conduit à fabriquer de la T4 qui repasse dans la cellule thyroïdienne pour sa maturation et enfin elle sera libérée dans la circulation générale. Une petite proportion de la T4 va être transformée en T3 (hormone super-active).

Si on manque d’iode, la thyroglobuline se stockera dans le colloïde sans être transformée en hormones thyroïdienne. Si on est en excès d’iode, on fabriquera trop hormones thyroïdiennes.

Pour éviter excès l’hormones thyroïdiennes, on a avoir un effet de contrôle et de régulation que l’on appelle l’effet de Wolff-Chaikoff : Si on est en excès d’iode, il entre dans le colloïde pour se fixer sur la thyroglobuline, mais grâce à l’effet de Wolff-Chaikoff, la re-rentrée dans la cellule se bloque. Il va ainsi avoir une accumulation de thyroglobuline iodée dans le colloïde et cela va alors donner une information au transporteur d’iode au pôle basal d’arrêter son import dans la cellule.

3. Rôle des hormones thyroïdiennes

Métaboliques - Augmentation du métabolisme de base +++ - Accélération des différents métabolismes (protidique)

Actions sur le tissu adipeux - Différenciation du tissus adipeux - Régulation du métabolisme des lipides (foie)

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Actions cardiovasculaires - Augmentation de la fréquence et du débit cardiaque - Augmentation de la pression artérielle

Action sur le système nerveux - Augmentation de la vigilance - Accélération de la motricité digestive (transit)

Actions sur la croissance set le développement - Maturation osseuse - Développement du système nerveux

Elles augmentent le métabolisme de base +++

4. Les relations TRH T4 T3

Au plus la T4 ou T3 augmente, au plus la TSH diminue. Au plus la T4 ou la T3 diminue, au plus la TSH augmente.

CONCLUSION

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