Caractéristiques générales des hormones et système hypothalamo-hypophysaire

Introduction

L'organisme dispose de 2 systèmes de communication et de régulation : le système nerveux et le système endocrinien (SE), qui travaillent en synergie pour maintenir l'homéostasie. Le SE met en relation les organes entre eux, permet l'adaptation aux variations internes/externes, et agit par la sécrétion de messagers chimiques : les hormones. Il comprend des glandes endocrines individualisées (hypothalamus, hypophyse, épiphyse, thyroïde, parathyroïdes, thymus, surrénales, pancréas, gonades) ainsi que d'autres organes appartenant à d'autres systèmes (cœur, rein, tube digestif).

• Glande endocrine : dépourvue de canal excréteur, déverse ses hormones directement dans le sang. Glande exocrine : sécrétions déversées dans des conduits excréteurs. Glande mixte : à la fois exo- et endocrine (ex. pancréas).
• Principe de régulation : un stimulus déclenche la libération hormonale par la glande, produisant des effets qui ramènent l'équilibre, ce qui interrompt la sécrétion (rétrocontrôle négatif).
• Fonctions du SE : régulations d'urgence (homéostasie glycémique, tensionnelle, volémique, calcique ; lutte contre le stress via catécholamines/glucocorticoïdes) et régulations à long terme (croissance via l'hormone de croissance, reproduction via les hormones sexuelles).

I. Caractéristiques générales des hormones

• Une hormone est un messager chimique : molécule informative extracellulaire, synthétisée par une glande (ou un groupe de cellules) endocrine, transportée par le sang, agissant à distance sur des tissus cibles porteurs de récepteurs spécifiques, active à de très faibles concentrations.

Modes de sécrétion

• Endocrine : hormone libérée dans le sang, agissant à distance sur un tissu cible (via la circulation générale). Paracrine : sécrétion dans le milieu extracellulaire, agissant sur une cellule cible voisine (ex. cellules alpha/bêta du pancréas). Autocrine : la cellule sécrétrice agit sur elle-même (médiateur local, ex. facteurs de croissance).

Nature biochimique

• Hormones hydrosolubles (protéiques/peptidiques, ex. GH, ocytocine) : libérées par exocytose des granules de stockage. Hormones liposolubles (stéroïdes, dérivées d'un acide aminé avec groupement phénol-NH2, ex. hormones thyroïdiennes) : libérées par diffusion passive.

Transport et demi-vie

• Les hormones hydrosolubles circulent libres dans le sérum ; les hormones hydrophobes sont liées à des protéines de transport (albumine, pré-albumine) ; seule la fraction libre (0,5 à 10 % du total) est biologiquement active. La demi-vie varie fortement : catécholamines (quelques minutes à 1 heure), ADH (15 min), T4 (une semaine). Le foie et le rein sont les principaux sites de dégradation/élimination des hormones.

Mécanismes d'action

• Hormones liposolubles : agissent sur des récepteurs intracellulaires activant directement un gène (processus lent). Hormones hydrosolubles : agissent sur des récepteurs membranaires (processus rapide), selon 2 mécanismes — activation de systèmes de seconds messagers, ou modification de la conformation de canaux protéiques préexistants. 4 types de récepteurs membranaires : récepteurs-canaux ioniques, récepteurs à activité enzymatique propre, récepteurs couplés aux kinases JAK, récepteurs couplés aux protéines G (les plus fréquents).

• Effets possibles d'une hormone : modification de la perméabilité membranaire, activation/inhibition d'enzymes, synthèse protéique, sécrétion, stimulation de la division cellulaire. Actions croisées et antagonisme : des hormones de structure proche peuvent se lier aux récepteurs d'une autre (ex. effet minéralocorticoïde du cortisol en excès) ; 2 hormones sont dites antagonistes si leurs effets physiologiques sont opposés (ex. glucagon/GH hyperglycémiants vs insuline hypoglycémiante).

II. Le système hypothalamo-hypophysaire

1. L'hypothalamus

• Structure du système nerveux central formée de plusieurs noyaux, principal centre de régulation des fonctions physiologiques, assurant la liaison entre système nerveux et système endocrinien via l'hypophyse (système neuro-endocrinien).
• 2 types de neurones sécrétoires : les neurones des noyaux supra-optique et paraventriculaire, producteurs des hormones neurohypophysaires (transmises par voie nerveuse) ; les neurones de l'hypothalamus ventral, producteurs des hormones de libération (RH/RF, « libérines ») ou d'inhibition (IH/IF, « statines ») contrôlant la sécrétion de l'adénohypophyse.

2. L'hypophyse

• Glande pituitaire, de la taille d'un pois, logée dans la selle turcique de l'os sphénoïde, reliée à l'hypothalamus par la tige pituitaire (infundibulum). Formée de 2 lobes : antéhypophyse et post-hypophyse. Glande maîtresse (« chef d'orchestre ») du système endocrinien.
• Adénohypophyse (antéhypophyse, 75 % de l'hypophyse) : synthétise 6 hormones — 4 stimulant d'autres glandes (TSH, ACTH, FSH, LH) et 2 à effet direct (prolactine, GH). L'excès de GH entraîne un gigantisme chez l'enfant et une acromégalie chez l'adulte ; la GH agit directement ou via l'IGF-1 (somatomédine) produit principalement par le foie.

• Neurohypophyse (post-hypophyse) : ne sécrète pas d'hormone mais stocke 2 hormones d'origine hypothalamique (noyaux supra-optique/paraventriculaire) : l'ADH (réabsorption d'eau, stimulée par l'hyperosmolarité ou l'hypotension) et l'ocytocine.

3. Connexions hypothalamo-hypophysaires

• Hypothalamus-posthypophyse : liaison nerveuse (axones se terminant près des capillaires). Hypothalamus-antéhypophyse : liaison vasculaire via le système porte hypothalamo-hypophysaire — 2 réseaux capillaires en série permettant aux neurohormones hypothalamiques d'atteindre l'adénohypophyse sans dilution dans la circulation générale, avec une quantité très faible suffisant à produire un effet.

4. Les axes endocriniens

5. Exploration

• Les atteintes hypothalamo-hypophysaires peuvent toucher une ou plusieurs fonctions : l'exploration se fait fonction par fonction, en mesurant conjointement l'hormone hypophysaire et l'hormone de la glande cible. On distingue une atteinte primitive (glande périphérique, ex. thyroïdienne) d'une atteinte secondaire/centrale (hypothalamo-hypophysaire).

Conclusion

Le système endocrinien, organisé autour de l'axe hypothalamo-hypophysaire, assure par la sécrétion coordonnée d'hormones hydro- et liposolubles la régulation à court et long terme de l'homéostasie de l'organisme. L'hypothalamus, via ses neurohormones de libération et d'inhibition transmises par le système porte, contrôle l'ensemble des sécrétions de l'adénohypophyse, elle-même « chef d'orchestre » des glandes périphériques (thyroïde, surrénales, gonades). Ce chapitre pose les bases de la physiologie endocrinienne générale ; les chapitres suivants détaillent les glandes périphériques placées sous ce contrôle : thyroïde, parathyroïdes, corticosurrénale, gonades et pancréas endocrine.