Fiche de révision : Introduction à l'Endocrinologie et Régulation Hormonale

📋 Plan du Cours

1. Systèmes de communication cellulaire et exemples de glandes endocrines
2. Familles d’hormones : amines, polypeptides, glycoprotéines et molécules hydrophobes
3. Régulation du métabolisme calcique : hormones impliquées, mécanismes et rôle des phosphatonines
4. Récepteurs hormonaux membranaires et intracellulaires : mécanismes de transduction et régulation génomique
5. Fonctionnement du pancréas endocrine et rôle des récepteurs à l’insuline
6. Complexe hypothalamo-hypophysaire : organisation, types cellulaires et contrôle hormonal
7. L’intestin endocrine : types cellulaires, hormones sécrétées et régulation de la sécrétion digestive

📖 1. Systèmes de communication cellulaire et exemples de glandes endocrines

🔑 Notions clés & Définitions

• Stéroïdes : Famille d'hormones dérivées du cholestérol, comprenant des molécules hydrophobes et liposolubles telles que les œstrogènes, la progestérone, la testostérone, le cortisol et l'aldostérone.
• Cellules cibles : Cellules possédant des récepteurs spécifiques pour une hormone donnée, ce qui leur permet de répondre au message hormonal.
• Hypophysectomie : Intervention chirurgicale visant à retirer ou détruire l'hypophyse, entraînant une modification de la production hormonale.
• Système endocrine : Système de communication chimique caractérisé par la sécrétion d'hormones dans le sang sans liaison physique directe entre la cellule émettrice et la cellule réceptrice.
• Glandes endocrines : Différentes groupes systématiques.

📝 Points essentiels

• Le système endocrine se caractérise par l'absence de liaison physique entre cellule émettrice et cellule réceptrice contrairement au système nerveux.
• La communication hormonale se fait par exocytose dans le sang, diffusant un message public.
• La pluricellularité entraîne une spécialisation des cellules et un partage des tâches via la spécialisation endocrine.
• Exemples de glandes endocrines incluent les glandes sexuelles, la médullo-surrénale et le pancréas.
• Conclusion 3 systèmes de communications apparaissent au cours de l’évolution : - Système nerveux - Système neuroendocrinien puis endocrine - Système immunitaire* Il existe aussi une communication entre certaines cellules via jonctions communicantes* : permet à un groupe de cellules de réagir de façon simultanée et coordonnée. Permet passage de petites molécules : ions, AMPc, etc… c’est un système de communication efficace. Urophyse : rôle hormonal non démontré Glandes endocrines* Des vertébrés : comparaison Tissus ? Pancréas endocrine… Équilibre calcique 111 Un bilan simple… notion de demi-vie* (minutes (peptides) heures (stéroïdes) jours (T3/T4), lien avec les transporteurs) 112 Ou transporteur Communication cellulaire au sein du système nerveux Communication cellulaire au sein du système endocrine Comparaison par schéma ! 114 Transporteurs* pour les hydrophobes et les thyroïdiennes Limites de la notion hormone ? Ne pas oublier les neurotransmetteurs Au niveau des synapses 115 forme libre ou transporteur Le système immunitaire* : un système de communication ? Quelles sont ces cellules ? Communication par contact ! Mais existe-t-il aussi une communication à distance ? Les cytokines* -> chimiokines* -> interleukines* Voir TD Voir cours Mme Balland Voir articles 116activation ! Des interleukines… qui sont-elles ? Exemple IL1… IL 2 4 hélices α Structure protéique 117 Communication par molécules sécrétées Voir TDCytokines* ! 118 Pour info… interférons* TNF* tumor necrosis factor Des hormones ? 120
• Message public exocytose * * ➢ La pluricellularité entraîne une spécialisation* des cellules et un partage des taches (via spécialisation des cellules par différenciation) ➢ Ce fractionnement des fonctions nécessite une coordination entre cellules d'où l'émergence de systèmes de communication entre cellules L'organisme pluricellulaire est une communauté de cellules interdépendantes L’intérêt biologique de la communication* cellulaire : voir premier CM ➢ 3 systèmes de communications apparaissent au cours de l’évolution : ➢Système nerveux (CM1) ➢Système neuroendocrinien puis endocrine (exemple de fonctions contrôlées) ➢Système immunitaire (Cours immunologie) Il existe aussi une communication entre les cellules via jonctions communicantes* : permet à un groupe de cellules de réagir de façon simultanée et coordonnée.

💡 À retenir

Le système endocrine est un système de communication chimique diffus sans contact direct entre cellules, illustré par des exemples concrets de glandes.

📖 2. Familles d’hormones : amines, polypeptides, glycoprotéines et molécules hydrophobes

🔑 Notions clés & Définitions

• Exemples : Les catécholamines* et la sérotonine* (voir neurotransmetteurs) ;
• Isoprènes : Famille de lipides isoprénoïdes dérivés d'un hydrocarbure ramifié à doubles liaisons, comprenant les terpènes et les dérivés des stérols.

📝 Points essentiels

• Les polypeptides incluent de petits peptides (ex : vasopressine), des protéines (ex : insuline, GH) et des glycoprotéines (ex : LH, FSH, TSH, HCG).
• Les molécules hydrophobes comprennent les stéroïdes (œstrogènes, progestérone, testostérone, cortisol, aldostérone), la vitamine D et les hormones thyroïdiennes T3 et T4.
• Les prostaglandines sont des dérivés de phospholipides issus de l'acide arachidonique, classées parmi les molécules hydrophobes.
• Nous trouvons ces hormones produites par des glandes chez les Mammifères (en plus de la thyroïde) : - par les gonades* : œstrogènes*, progestérone* ou testostérone* - par le cortex de la surrénale* : glucocorticoïdes* (cortisol) et minéralocorticoïdes* (l'aldostérone) Mais aussi la vitamine D* et ses dérivés La plupart des lipides sont dérivées de l’isoprène* comme le cholestérol* vitamine D3* Il existe aussi des dérivés de l’acide arachidonique (phospholipide) comme les prostaglandines* : ce sont des dérivés de phospholipides L’ecdysone*, un stéroïde proche du cholestérol Exemple de l’ecdysone* : métamorphose des Insectes* Rappel : Qu’est-ce que la métamorphose* (Ecdysozoaires*) ?
• 12 La tyrosine et le tryptophane sont à l’origine de familles d’hormones Les catécholamines* que l’on connait bien : noradrénaline* et adrénaline*, neurotransmetteurs et hormones du système végétatif et de la glande surrénale, et la dopamine*, neurotransmetteur, substance du plaisir immédiat.

💡 À retenir

Identifier et différencier les grandes familles d'hormones selon leur nature chimique et leur origine biosynthétique permet de comprendre leur diversité fonctionnelle.

📖 3. Régulation du métabolisme calcique : hormones impliquées, mécanismes et rôle des phosphatonines

🔑 Notions clés & Définitions

• Parathormone (PTH) : Hormone polypeptidique de 84 acides aminés sécrétée par les cellules principales des parathyroïdes, qui augmente la concentration en ions calcium dans le sang en agissant sur les os et les reins.
• Canaux TRPV5 : Canaux ioniques situés dans le tubule rénal, perméables au calcium, qui participent à la réabsorption transcellulaire majoritaire du calcium filtré dans le rein.
• Hormones thyroïdiennes : Hormones lipophiles synthétisées par la thyroïde, notamment la T3 et la T4, impliquées dans la régulation du métabolisme et la métamorphose des amphibiens.

📝 Points essentiels

• La calcémie correspond à la concentration en ions calcium dans le sang, régulée par plusieurs hormones.
• La parathormone (PTH), polypeptide de 84 acides aminés sécrété par les parathyroïdes, augmente la calcémie par un effet hypercalcémiante.
• La réabsorption tubulaire proximale du calcium est majoritaire et implique les canaux TRPV5 dans la voie transcellulaire.
• Les phosphatonines constituent un groupe hétérogène d'hormones récemment identifiées qui régulent le métabolisme phosphocalcique.
• La calcitonine et le calcitriol interviennent également dans la régulation calcique, avec des effets opposés à ceux de la PTH.
• Cours 2 -> diapo 73 - Élément calcium, ion métallique calcium, coefficient d’absorption digestive, ostéogénèse et ostéolyse - Gradients de concentrations, transporteurs, pompes et canaux, réservoirs intracellulaires - Calcium lié, calmoduline, structure secondaire et tertiaire, liaison de coordination, effet coopératif, allostérie - Second messager, forme cristallisé, phosphocarbonate de calcium, ostéocyte, protéines kinase, synapsine, ostéoclaste - Parathormone PTH, parathyroïde, calcémie, hypercalcémiante, hydrophile, récepteur membranaire - Vitamine D3, clacidiol, calcitriol, hypercalcémiante, lipophile, récepteur nucléaire - Calcitonine, polypeptide, hypercalcémiante, hydrophile, récepteurs membranaires - Organes effecteurs de la régulation de la calcémie, rein et réabsorption, canal TRP, os, tube digestif - Homéostasie, régulation, rétrocontrôles négatifs et positifs - Récepteurs membranaires, cytosoliques et nucléaires - Récepteurs membranaires de type enzymatique ou à protéines G, second messagers AMPc IP3 et DAG - Phospholipase C, adényl cyclase, DAG protéines kinases C - Adényl cyclase, AMPc, protéines kinases A - Tyrosine kinase intrisèques, récepteur, activation de protéines intracellulaire - Hormones lipophiles, récepteur intracellulaire, protéine chaperonne, HRE élément de réponse à l’hormone sur un gène - Hormones thyroïdiennes, transporteurs TBP, récepteur

💡 À retenir

La régulation fine du métabolisme calcique repose sur un réseau hormonal complexe incluant la parathormone, les phosphatonines et des mécanismes rénaux spécifiques tels que les canaux TRPV5.

📖 4. Récepteurs hormonaux membranaires et intracellulaires : mécanismes de transduction et régulation génomique

🔑 Notions clés & Définitions

• Activation : = phosphorylation intrinsèque Voir cours de biologie cellulaire/ cours précédents Second messager inositol triphosphate PIP2 diacyglycérol Adénosine Mono Phosphate cyclique * * * Kinase* = « mettre en mouvement » seconds messagers ?
• Récepteurs cytosoliques et nucléaires : Récepteurs intracellulaires pour hormones lipophiles, qui modulent la transcription génomique après liaison.
• Récepteurs membranaires : Récepteurs situés sur la membrane cellulaire, activant des seconds messagers pour transduire le signal hormonal.

📝 Points essentiels

• Les récepteurs membranaires activent des seconds messagers comme l'AMPc, IP3 et DAG pour transduire le signal hormonal.
• Les récepteurs liés aux protéines G et les récepteurs enzymatiques sont des exemples de récepteurs membranaires métabotropiques.
• Les récepteurs tyrosine kinase, comme celui de l'insuline, possèdent une activité enzymatique intrinsèque activée par autophosphorylation.
• Les hormones lipophiles utilisent des récepteurs intracellulaires pour moduler la transcription génomique.

💡 À retenir

Les voies de transduction hormonale diffèrent selon la localisation des récepteurs, entre mécanismes membranaires rapides et régulation génomique lente.

📖 5. Fonctionnement du pancréas endocrine et rôle des récepteurs à l’insuline

🔑 Notions clés & Définitions

• Pancréas endocrine : Partie du pancréas composée de cellules spécialisées, notamment les cellules β, qui sécrètent des hormones régulant la glycémie, telles que l'insuline, dans la circulation sanguine.
• Récepteur à l’insuline : Récepteur membranaire hétérotétramérique possédant une activité tyrosine kinase intrinsèque, qui s'active par autophosphorylation de résidus tyrosine intracellulaires suite à la liaison de l'insuline, initiant une cascade intracellulaire favorisant l'absorption du glucose.
• Récepteurs liés aux protéines : Récepteurs membranaires qui transmettent le signal en activant des protéines G ou des enzymes, conduisant souvent à la production de seconds messagers comme l'AMP cyclique ou l'inositol triphosphate.

📝 Points essentiels

• Le pancréas endocrine sécrète des hormones régulant la glycémie, notamment l'insuline par les cellules β.
• L'activation du récepteur à l'insuline déclenche une cascade intracellulaire favorisant l'absorption du glucose par les cellules cibles.
• Le dysfonctionnement du pancréas endocrine ou du récepteur à l'insuline est central dans la physiopathologie du diabète.
• Cours 3 -> diapo conclusion - Le complexe hypothalamo-hypophysaire, neurohypophyse et hypophyse endocrine - Neurones magnocellulaires, noyaux paraventriculaires* et supra-optiques* , post hypophyse, vasopressine et ocytocine, neurohormones - Neurones parvicellulaires : libérines et statines , neurones à kisspeptines, antéhypophyse : stimulines et inhibines - Cellules somatotropes, somatostatine et somatocrinine, GH ou somatotropine, IGF-1, effets anabolisants - Cellules gonadotropes, gonadolibérine GNRH, gonadotrophines FSH et LH, effets sur les testicules et les ovaires, - Neurones à Kisspeptines, rétrocontrôles positif et négatif, activine et inhibine - Cellules thyréotropes, TRH thyréolibérine, TSH hormone thyréotrope, récepteur adénylcyclase, AMPc, T3 et T4, rétrocontrôle négatif - Goitre, maladie de Basedow, hyperthyroïdie, récepteur TSH, auto-immune, maladie de Hashimoto, hypothyroïdie, thyroperoxydase - Pancréas endocrine, glycémie, insuline, glucagon, hyper et hypo glycémiant, somatostatine - Régulation de la sécrétion d’insuline, stimulus glycémie, cellule béta du pancréas, transduction, canaux K+, canaux Ca2+ - Mode d’action de l’insuline, récepteur membranaire hétérotétramérique à activité tyrosine kinase, glycogénogénèse - Tissus adipeux endocrine, lipolyse et lipogenèse, adipokine et cytokine, leptine, gène OB, récepteur OB-R, action sur l’hyopthalamus -

💡 À retenir

Le pancréas endocrine sécrète des hormones régulant la glycémie, notamment l'insuline par les cellules β.

📖 6. Complexe hypothalamo-hypophysaire : organisation, types cellulaires et contrôle hormonal

🔑 Notions clés & Définitions

• Complexe hypothalamo-hypophysaire : Ensemble fonctionnel constitué de l'hypothalamus et de l'hypophyse, agissant comme un centre intégrateur et régulateur majeur du système endocrinien par la production et la libération d'hormones.
• Contrôle endocrine : Mécanisme par lequel l'hypothalamus régule l'activité de l'hypophyse antérieure via des neurohormones libérées dans le système porte hypothalamo-hypophysaire, influençant ainsi la sécrétion d'hormones trophiques.
• Neurones Magnocellulaires : Neurones de grande taille situés dans l'hypothalamus dont les prolongements terminent dans la neurohypophyse, où ils sécrètent directement les neurohormones vasopressine et ocytocine dans la circulation sanguine.
• Quelles sont : Glandes contrôlées ?

📝 Points essentiels

• Le complexe hypothalamo-hypophysaire comprend l'hypothalamus et l'hypophyse, formant un centre clé du système endocrinien.
• La neurohypophyse est constituée des terminaisons neuronales des neurones magnocellulaires qui sécrètent vasopressine et ocytocine.
• L'adénohypophyse est une glande endocrine composée de plusieurs types cellulaires responsables de la sécrétion d'hormones trophiques.
• Les neurones parvicellulaires contrôlent l'adénohypophyse en libérant des neurohormones dans le système porte hypothalamo-hypophysaire.
• L'ablation de l'hypothalamus ou de l'hypophyse entraîne des déficits endocriniens majeurs affectant la croissance, la reproduction et l'homéostasie.
• Autres hormones exemples Produites ici Mises en circulation ici - - 98 β endorphine contrôle nerveux direct possible aussi Cours 3 -> diapo conclusion - Le complexe hypothalamo-hypophysaire, neurohypophyse et hypophyse endocrine - Neurones magnocellulaires, noyaux paraventriculaires* et supra-optiques* , post hypophyse, vasopressine et ocytocine, neurohormones - Neurones parvicellulaires : libérines et statines , neurones à kisspeptines, antéhypophyse : stimulines et inhibines - Cellules somatotropes, somatostatine et somatocrinine, GH ou somatotropine, IGF-1, effets anabolisants - Cellules gonadotropes, gonadolibérine GNRH, gonadotrophines FSH et LH, effets sur les testicules et les ovaires, - Neurones à Kisspeptines, rétrocontrôles positif et négatif, activine et inhibine - Cellules thyréotropes, TRH thyréolibérine, TSH hormone thyréotrope, récepteur adénylcyclase, AMPc, T3 et T4, rétrocontrôle négatif - Goitre, maladie de Basedow, hyperthyroïdie, récepteur TSH, auto-immune, maladie de Hashimoto, hypothyroïdie, thyroperoxydase - Pancréas endocrine, glycémie, insuline, glucagon, hyper et hypo glycémiant, somatostatine - Régulation de la sécrétion d’insuline, stimulus glycémie, cellule béta du pancréas, transduction, canaux K+, canaux Ca2+ - Mode d’action de l’insuline, récepteur membranaire hétérotétramérique à activité tyrosine kinase, glycogénogénèse - Tissus adipeux endocrine, lipolyse et lipogenèse, adipokine et cytokine, leptine, gène OB, récepteur OB-R, action sur l’hyopthalamus -

💡 À retenir

Le complexe hypothalamo-hypophysaire comprend l'hypothalamus et l'hypophyse, formant un centre clé du système endocrinien.

📖 7. L’intestin endocrine : types cellulaires, hormones sécrétées et régulation de la sécrétion digestive

🔑 Notions clés & Définitions

• Types cellulaires : Catégories de cellules présentes dans l'intestin endocrine, comprenant notamment des cellules spécialisées dans la sécrétion de polypeptides régulateurs, telles que les cellules I et S.
• Cellules APUD : Cellules intestinales ovalaires localisées dans la muqueuse gastro-intestinale, caractérisées par leur capacité à capter des précurseurs d'amines et à les décarboxyler, ce qui leur permet de sécréter des hormones ou polypeptides régulateurs.
• Régulation de la sécrétion : Processus par lequel la sécrétion hormonale intestinale est modulée en réponse à des stimuli locaux tels que le pH du duodénum ou la présence de nutriments, incluant des mécanismes de rétrocontrôle.
• Molécules sécrétées : Exemple IL1… IL 2 4 hélices α Structure protéique 117 Communication par molécules sécrétées Voir TDCytokines* !

📝 Points essentiels

• L'intestin endocrine contient plusieurs types cellulaires APUD sécrétant une trentaine de polypeptides régulateurs.
• Les cellules I sécrètent la cholécystokinine (CCK) qui stimule la digestion des lipides et des protéines.
• Les cellules S sécrètent la sécrétine, régulée par le pH du duodénum, qui stimule la sécrétion de bicarbonates pancréatiques.
• Le GIP cible le pancréas endocrine pour stimuler la sécrétion d'insuline.
• Ces hormones agissent localement ou par voie sanguine pour coordonner la digestion et l'absorption.
• Adiponectine, glucogénèse, AMPk, mécanismes anti-athérosclérotiques, hypoglycémiante, améliore la sensibilité à l’insuline - Les molécules sécrétées par le tube digestif, endocrine et paracrine, gastrine et sécrétine, réflexe vago-vagual, motiline - Contrôle des sécrétions exocrines du pancréas, sécrétine et cellules S, CCK cholécystokinine et cellules I, réflexe parasympathique - Les systèmes de communication, les groupes d’hormones, les demi-vie, cancers, comparaison nerveux/endocrine - Le système immunitaire, communication par contact cellulaire, cytokines, chimiokines et interleukines, interférons, TNF Les mots et les notions doivent être compris et maitrisés Questions et travaux sur le cours 3 Diapos 79/115 121 - Quelles sont les cellules endocrines de l’adénohypohyse ? - Notion de libérines et statines, de stimulines et d’inhibines - Expliquez la sécrétion et l’action de la GH ; liens avec IGF-1 - Expliquez le contrôle des fonctions gonadiques par l’axe hypothalamo-hypophysaire - Quelle est l’influence de FSH sur les testicules et les ovaires ? Réaliser un schéma - Quelle est l’influence de LH sur les testicules et les ovaires ? - Qu’est-ce qu’une sécrétion pulsatile ? Qu’est-ce qu’un rythme ultradien ? - Comment est contrôlée la production de la thyroïde ? Qu’est-ce qu’un goitre ? - Expliquez la maladie de Basedow - Expliquez la maladie de Hashimoto. Faire une
• 120 Adiponectine, glucogénèse, AMPk, mécanismes anti-athérosclérotiques, hypoglycémiante, améliore la sensibilité à l’insuline - Les molécules sécrétées par le tube digestif, endocrine et paracrine, gastrine et sécrétine, réflexe vago-vagual, motiline - Contrôle des sécrétions exocrines du pancréas, sécrétine et cellules S, CCK cholécystokinine et cellules I, réflexe parasympathique - Les systèmes de communication, les groupes d’hormones, les demi-vie, cancers, comparaison nerveux/endocrine - Le système immunitaire, communication par contact cellulaire, cytokines, chimiokines et interleukines, interférons, TNF Les mots et les notions doivent être compris et maitrisés Questions et travaux sur le cours 3 Diapos 79/115 121 - Quelles sont les cellules endocrines de l’adénohypohyse ?

💡 À retenir

L'intestin endocrine contient plusieurs types cellulaires APUD sécrétant une trentaine de polypeptides régulateurs.

📊 Tableaux de Synthèse

Familles d'hormones

⚠️ Pièges & Confusions Fréquentes

1. Confusion entre hormones lipophiles et hydrophiles.
2. Mélanger origine des hormones avec leur famille.
3. Confondre récepteurs membranaires et intracellulaires.
4. Oublier la régulation par rétrocontrôle.
5. Confondre mécanismes de transduction et régulation génomique.
6. Mélanger les types cellulaires de l'intestin endocrine.
7. Confondre les hormones sécrétées par différentes glandes.

✅ Checklist Examen

1. Identifier les familles d'hormones selon leur nature chimique.
2. Expliquer le mécanisme d'action des récepteurs membranaires.
3. Détailler la régulation du métabolisme calcique.
4. Comparer récepteurs intracellulaires et membranaires.
5. Décrire le fonctionnement du pancréas endocrine.
6. Lister les types cellulaires de l'intestin endocrine.
7. Expliquer la régulation hormonale du système hypothalamo-hypophysaire.
8. Différencier communication nerveuse et endocrine.
9. Comprendre le rôle des phosphatonines.
10. Identifier les hormones impliquées dans la régulation du calcium.