Système endocrinien

En concertation avec le système nerveux, le système endocrinien contribue au maintien de l’homéostasie.

Le système endocrinien correspond aux molécules libérées dans le sang et qui agissent sur des organes cibles, provoquant une réponse adaptée : ces hormones participent à des boucles de régulation à l’échelle de l’organisme.

Les organes qui libèrent ces hormones sont appelés glandes endocrines.

Les hormones agissent en quantité très faible, grâce à un mécanisme d’amplification de la réponse au niveau de la cellule-cible.

Elles ont une courte durée de vie dans le sang : elles sont rapidement détruites ; la quantité d’hormone libérée par les cellules endocrines est régulée très finement par des stimuli.

1. Repères anatomiques :

1) Axe hypothalamo-hypophysaire :

– au sommet du système endocrinien, se trouve une glande endocrine majeure : l’hypothalamus ;

– localisé dans le cerveau, il est composé de cellules nerveuses à activité endocrine ; les hormones ainsi produites sont appelées neurohormones.

2) Hypophyse antérieure (adénohypophyse ou antéhypophyse) :

C’est la seconde glande endocrine majeure de cet axe ; elle est connectée à l’hypothalamus par un réseau capillaire particulier : le système porte hypothalamo-hypophysaire :

– les capillaires de l’hypothalamus convergent pour former une veine ;

– celle-ci, au lieu d’assurer le retour du sang au cœur, se divise en un second réseau capillaire au niveau de l’antéhypophyse ;

– cette disposition constitue un “système-porte”, et permet aux hormones hypothalamiques d’atteindre l’ensemble de l’antéhypophyse ;

– les cellules adénohypophysaires produisent alors leurs propres hormones, qui sont collectées par ce second réseau de capillaires, puis sont distribuées dans l’organisme par la circulation sanguine générale.

3) Hypophyse postérieure (ou posthypophyse) :

C’est un prolongement de l’hypothalamus ; c’est le lieu de stockage des deux hormones produites par les neurones sécrétoires hypothalamiques, à action directe :

– l’hormone anti-diurétique ADH (appelée aussi vasopressine) : elle agit sur le rein en contrôlant la diurèse,

– l’ocytocine : qui intervient au moment de l’accouchement et de l’allaitement.

2. Processus physiologique :

– Ces hormones agiront à plus longue distance, sur un ensemble d’organes périphériques.

– Ces organes périphériques peuvent, soit libérer d’autres hormones, soit répondre directement de manière adaptée.

– L’hypothalamus commande ainsi les principales fonctions de l’organisme, par un mécanisme “en cascade”.

3. Hormones :

1) Hypothalamus :

L’hypothalamus est le centre de contrôle des comportements d’alimentation, de thermorégulation et de reproduction.

2) Glandes endocrines extérieures à l’axe hypothalamo-hypophysaire :

– Le pancréas est un organe mixte : endocrine et exocrine.

Les cellules endocrines sont regroupées dans les îlots de Langerhans ; elles libèrent différentes hormones en fonction des conditions :

. l’insuline : hormone hypoglycémiante, agit notamment sur le foie, le tissu adipeux et le muscle lorsque la glycémie est élevée : elle permet au glucose d’entrer dans les cellules et d’être utilisé : la concentration de glucose sanguin diminue donc ;

. le glucagon : hormone hyperglycémiante, agit sur le muscle et le tissu adipeux lorsque la glycémie est basse ;

. la somatostatine : hormone produite par les cellules du système neuroendocrinien du cerveau et de l’appareil digestif ; elle empêche le corps de libérer l’hormone de croissance, la thyréostimuline et les hormones gastrointestinales ; elle a aussi pour effet de réduire l’activité de l’appareil digestif.

Insuline et glucagon sont deux hormones antagonistes agissant en alternance :

= l’insuline domine en période postprandiale,

= tandis que le glucagon agit en fin de nuit notamment, en prévenant l’hypoglycémie,

Grâce à leur action complémentaire, la glycémie conserve une valeur stable, autour de 0,9 g/l de sang (soit 5 mmol/l).

La fourchette “normale” est 0,7 à 1,1 g/l, puisque des variations subsistent au cours du cycle journalier.

Des écarts par rapport à cette fourchette de valeur sont dangereux pour l’organisme : le cerveau est le premier à souffrir en cas d’hypoglycémie sévère, et l’hyperglycémie entraîne notamment des complications cardio-vasculaires.

– La glande médullosurrénale joue le rôle d’un neurone postganglionnaire du système nerveux autonome ; elle sécrète principalement l’adrénaline (impliquée dans la réponse au stress).

– La glande corticosurrénale produit des hormones stéroïdes : cortisol, aldostérone.

– Dans certains organes, tel que le tube digestif, se trouvent des cellules endocrines isolées ; elles produisent des hormones qui interviennent directement dans la régulation de la digestion.

4. Principales hormones : Cf tableau ci-dessous

5. Modes de sécrétion et d’action :

– Le stimulus déclenchant la libération d’hormones peut être de différents types :

. pour les hormones hypothalamiques : la sécrétion obéit à un rythme régulier, avec une sécrétion pulsatile et rythmique ;

. les cellules endocrines pancréatiques sont directement sensibles à la glycémie ;

. dans le cas d’une cascade de libération d’hormones : un rétrocontrôle s’exerce généralement. Par exemple, les hormones thyroïdiennes T3 et T4 inhibent la sécrétion de TSH.

– Les hormones agissent sur les cellules cibles :

. en se liant à un récepteur spécifique : l’affinité hormone-récepteur est élevée, ce qui explique l’efficacité de l’hormone à faible dose ; les cellules ne possédant pas le récepteur adéquat sont insensibles à la présence de l’hormone ;

. en modifiant l’activité d’enzymes déjà présentes dans les cellules, ou en provoquant la synthèse de nouvelles protéines : donc en agissant directement sur l’ADN cellulaire.

– Le mode d’action dépend essentiellement de la nature chimique de l’hormone :

. les hormones hydrosolubles circulent librement dans le sang, ne traversent pas la membrane plasmique, et se fixent donc sur un récepteur membranaire,

. à l’opposé, les hormones liposolubles traversent la membrane plasmique, et se lient à un récepteur intracellulaire. Le complexe hormone-récepteur agit ensuite en se liant à l’ADN dans le noyau, et module l’activité transcriptionnelle de l’ADN (donc le profil des protéines synthétisées).

6. Retentissement sur l’organisme :

De nombreuses pathologies sont dues à un dysfonctionnement hormonal : elles peuvent être liées à chacune des étapes de l’action des hormones :

– défaut ou excès de sécrétion de l’hormone,

– absence ou surexpression du récepteur de l’hormone,

– dysfonctionnement dans la transmission du signal (entre le récepteur membranaire et les enzymes effectrices),

– interaction avec d’autres signaux.