Physiologie des régulations BI 632 L3

Physiologie des régulations
BI 632 L3
Cours 2
Christophe Porcher
[email protected]
Institut de Neurobiologie de la Méditerranée - INSERM U901
http://www.inmed.univ-mrs.fr/
Médiateurs et cibles du SNV
Principaux récepteurs exprimés par les neurones postggl et les cellules
effectrices
•  Récepteurs adrénergiques : α et β
•  Récepteurs cholinergiques : muscariniques ou nicotiniques.
Médiateurs et cibles du SNV
Les RAChN sont localisés au
niveau des ganglions autonomes
(transduction du signal entre
neurone pré- et postggl).
Médiateurs et cibles du SNV
• 
Les RAChM interviennent dans
la transduction des signaux
émis par les cellules postggl
(actions des nerfs
parasympathique).
• 
Ces récepteurs sont aussi
impliqués dans l’innervation
sympathique des glandes
sudoripares.
Innervation cardiaque et tissu de conduction
La stimulation sympathique augmente la fréquence
des PA dans les cellules pacemaker
La stimulation parasympathique diminue la
fréquence des PA dans les cellules pacemaker
Action sympathique et parasympathique sur les
cardiomyocytes
Action sympathique
Action paraympathique
Action des nerfs parasympathiques sur les cellules
exocrines
Les nerfs sympathiques provoquent une contraction
des CML des vaisseaux sanguins par l’IP3
Les nerfs sympathiques relaxent les CML des
bronches par augmentation du flux K+
Résumé sur les récepteurs NA
•  Les réponses à la NA varient d’une structure à
l’autre (excitation, inhibition), selon la répartition
différentielle par 2 grandes classes de récepteurs, α
et β.
•  D’une manière générale les récepteurs α ont une
plus grande affinité pour la NA.
Les récepteurs α1
•  Rα1 (postsynaptique) dépolarise
les cellules et active le
métabolisme phosphoinositidique
via une protéine G.
•  Rα1 mobilise le calcium
extracellulaire et intracellulaire.
•  Agonistes : Adrénaline; Clonidine
•  Antagonistes (α1; α2) :
Phentolamine; Yohimbine
Activation des récepteurs α 1 sur différents tissus
et systèmes
Les récepteurs α2
•  Ils contrôlent surtout la synthèse et la libération de la NA.
•  Les agonistes NAergiques hyperpolarisent les cellules cibles et
diminuent la formation d’AMPc via une protéine Gi.
•  Ouverture des canaux K+ suivie d’un blocage des canaux Ca2+
ou directement inhibition des canaux Ca2+ VD.
Agonistes – antagonistes :
cf récepteurs α1
Les récepteurs α2
Les récepteurs ß
• 
Terminaisons NAergiques en pré- et
post-synaptiques.
• 
Présynaptique :  libération de NA.
• 
Il sont liés à une protéine Gs dont la
stimulation entraîne la formation
d’AMPc.
• 
• 
Agonistes : Isoprénaline (β1 = β2)
Antagonistes : Aténolol (β1 > β2);
Propanolol (β1 = β2)
Les récepteurs ß1
Les récepteurs ß2
Les récepteurs ß2
Résumé sur les récepteurs ACh
•  Il existe 2 familles de récepteurs Ach : muscarinique (Rs-M) and nicotinique
(Rs-N).
•  Rs-M RCPG ; Rs-N  récepteurs ionotropiques
•  Ils sont pré- et post-synaptiques
Distribution des récepteurs ACh
Les différents Rs-Muscariniques
Ligands Rs-M : Acétylcholine et muscarine (alcaloïde)
Les Rs-nicotiniques
Division intrapariétale du système
nerveux végétatif
Le système nerveux entérique
• 
SNE : système nerveux
extrinsèque
• 
SNI : système nerveux
intrinsèque ou entérique
Organisation de l'innervation du TD
Distribution des ganglions entériques dans le TD
Neuroanatomie du tube digestif
MARQUAGE DU SNE PAR LA
SYNAPTOPHYSINE
Fibres nerveuses)
Fibres interganglionnaires
Plexus
myentérique
Fonction du système sympathique
•  Réduit la motilité, par inhibition de la libération d'ACh des
neurones entériques excitateurs.
•  Dans les zones sphinctériennes, la NA à un effet excitateur sur
les CML par les R α-NA.
•  Projections : surtout les plexus myentériques (PM) et les
cellules musculaires lisses (CML).
Fonction du système parasympathique
• 
Emprunte les nerfs vague et pelvien (régions distales du TD)
• 
L’articulation préggl-postggl a lieu pour le TD dans la paroi même de
l’organe.
• 
Libération d’ACh au niveau des neurones entériques (NE) et des JNM.
L’ACh agit sur 2 types de récepteurs :
•  RAChN sur les neurones entériques
•  RAChM sur les CML.
Modèle conceptuel du système nerveux entérique
La part du SNC dans
les systèmes de régulations
Rôle du SNC dans les régulations
Bulbe rachidien
Centres d’homéostasies
Hypothalamus
Les récepteurs sensoriels vont rapporter des informations
sur les changements de la grandeur de consigne
Classification par stimuli (emplacement – morphologie)
* les chimiorécepteurs répondent aux stimuli chimiques
* les mécanorécepteurs répondent aux déformations mécaniques
* les thermorécepteurs répondent aux variations de température
* les photorécepteurs répondent aux changements de luminosité
* les barorécepteurs répondent à la pression
* les osmorécepteurs répondent à l´osmoralité d´un fluide
* les propriorécepteurs fournissent le sens de la position
* les nocicepteurs répondent à la sensation de douleur
* les hydrorécepteurs répondant au changements d´humidité.
« Nos cinq sens imparfaits, donnés par la nature, De nos
biens, de nos maux sont la seule mesure »
Voltaire
Le système somato-sensoriel
Le système neuroendocrinien
Le système neuroendocrinien
Neurotransmetteurs, neurohormones
et hormones
Le système neuroendocrinien
•  Il est constitué par un réseau nerveux et par
l’ensemble des glandes endocrines.
•  Le produit de sécrétion glandes endocrines
(hormone), est déversé directement dans le sang.
•  L’hormone exerce une action à distance sur un
organe ou sur des cellules cibles.
Nature des hormones
Il existe trois grands types d’hormones :
- Hormones stéroïdes (cortisol, aldostérone, testostérone,
oestradiol et progestérone).
- Hormones dérives d’acides aminés (ex : adrénaline).
- Hormones de nature peptidique (insuline et glucagon).
Hormones protéiques
•  Les récepteurs des
hormones protéiques se
trouve dans la membrane
cellulaire.
•  Lorsque l’hormone se fixe
sur le récepteur, un système
de second messager est
activé, qui affecte différents
processus cellulaires.
Hormones protéiques
–  activation d’une adényl-cyclase dans la
membrane cellulaire;
–  formation d’AMPc qui déclenche la
synthèse d’une protéine enzymatique;
–  le Ca++ intervient de façon majeure car il
est libéré sous l’influence de l’AMPc dans
le cytosol;
–  Il favorise la synthèse de protéineskinases et freine la synthèse de l’AMPc
(rétrocontrôle).
Hormones stéroïdes
•  Les hormones stéroïdes
diffusent passivement dans
les cellules pour se fixer
sur des molécules
réceptrices (protéine de
transport).
•  Le complexe stéroïderécepteur se lie à l’ADN et
agit sur la production ou la
réduction de certains
gènes.
Régulation hormonale
•  Le fonctionnement de chaque glande endocrine est
soumis à une régulation interne.
•  Mais toutes les glandes du système endocrinien
dépendent aussi de mécanismes extrinsèques de
contrôle qui fonctionnent selon le principe du
rétrocontrôle ou du feed-back négatif.
Le système neuroendocrinien : l’axe
hypothalamo-hypophysaire
Le SN contrôle le fonctionnement
organique grâce aux arc-réflexes,
mais également par l’axe
hypothalamo-hypophysaire (HH)
Cet axe se compose de l'hypothalamus qui commande l'hypophyse, laquelle
commande les organes internes de manière indirecte.
ANATOMIE FONCTIONNELLE DE L‘AXE
HYPOTHALAMO-HYPOPHYSAIRE (HH)
L'hypothalamus se compose de 7 noyaux distincts.
L'hypophyse se rattache à l’hypothalamus par l'éminence
médiane et la tige pituitaire.
L'hypophyse comprend 2 parties : antérieure et postérieure;
l'adénohypophyse et la neurohypophyse.
LA NEUROHYPOPHYSE
La neurohypophyse est d'origine
neuroéctodermique et se
compose de cellules gliales et
des axones de neurones
sécréteurs hypothalamiques.
LA NEUROHYPOPHYSE
ADÉNOHYPOPHYSE
•  L'adénohypophyse (ou lobe antérieur ou
antéhypophyse), d'origine ectodermique est
constituées de cellules endocrines.
•  De structure glandulaire, le lobe antérieur sécrète
plusieurs hormones responsables de la régulation de
la majeure partie du système endocrinien. Il se
prolonge vers la tige pituitaire.
ADÉNOHYPOPHYSE
6. Noyau ventro-médial
7. Noyau dorso-médial
8. Noyau infandibulaire
9. Vaisseaux
10. Vaisseaux porte
ADÉNOHYPOPHYSE
•  Six hormones sont sécrétes par le lobe antérieur de
l’hypophyse.
•  De ces six hormones, seule l’hormone de croissance a un
effet direct sur les tissus. Les autres sont des hormones
trophiques qui agissent sur d’autres glandes endocrine.
•  Le lobe antérieur est donc une glande centrale du système
endocrinien.
ADÉNOHYPOPHYSE
COMMUNICATIONS INTERCELLULAIRES DU
SYSTEME HYPOTHALAMO-HYPOPHYSAIRE
Il existe différents types de messagers :
les neurohormones et les hormones.
Les neurohormones : libérées dans la circulation par les
neurones sécréteurs de l'hypothalamus qui se
subdivisent en 2 catégories en fonction de leurs
cibles et de leurs origines au sein même de
l’hypothalamus :
1. 
2. 
.
les neurohormones hypophysiotropes
Les neurohormones hypothalamiques
1. Les neurohormones hypophysiotropes
Elles sont produites par les neurones sécréteurs du
noyau arqué hypothalamique.
Elles agissent sur les cellules endocrines de
l'hypophyse.
Elles peuvent être stimulatrices (en général) ou
inhibitrices (plus rare).
On appelle aussi cette partie neurosécrétrice de
l’hypothalamus, le système parvocellulaire car les
neurones ont un petit corps cellulaire (parvi = petit).
Les neurohormones hypophysiotropes
Les neurohormones hypophysiotropes
2. Les neurohormones hypothalamiques :
ocytocine et vasopressine
Il est formé par les neurones de grandes tailles (magnocellulaire)
des noyaux paraventriculaire et supraoptique de l’hypothalamus.
2. Les neurohormones hypothalamiques
COMMUNICATIONS INTERCELLULAIRES DU
SYSTEME NEUROENDOCRINIEN
•  B. Les hormones : c’est l’autre grande famille de
messagers moléculaires du SNE, à la différence des
neurohormones, les hormones sont produites et
libérées par les cellules endocrines des glandes
endocrines et non pas par des neurones sécréteurs.
•  On distingue encore 2 catégories d’hormones en
fonction de la nature de leurs cibles et de leurs sites
de production.
LES HORMONES HYPOPHYSAIRES
•  Elles sont produites et libérées par les cellules
endocrines de l’adénohypophyse (partie avant de
l’hypophyse) sous le contrôle des neurohormones
hypophysiotropes.
•  Les hormones hypophysaires ont pour cibles les
autres glandes endocrines.
Les hormones hypophysaires
LES
HORMONES PÉRIPHÉRIQUES
•  Les hormones périphériques sont produites et
libérées par les glandes endocrines sous l'effet
des hormones hypophysaires.
•  Les hormones périphériques agissent sur les organes
internes et donc modulent les grandes fonctions
physiologiques.
HYPOPHYSE
SYNTHÈSE
Stimule
Inhibe
HYPOTHALAMUS
GRH
GH
GIH
PRH
Prolactine
Croissance
Métabolisme
PIH
FSH
Glandes
mammaires
GnRH
LH
TRH
TSH
Gonades
CRH
ACTH
Thyroïde
ADH
Reins
Vx
OT
Gldes
Mammaires
utérus
Cortisol
Surrénales
Adénohypophyse
Neurohypophyse
L’HYPOTHALAMUS EST ESSENTIEL POUR LE MAINTIEN
DE L’HOMÉOSTASIE
SCHÉMA RÉCAPITULATIF DES COMMUNICATIONS
INTERCELLULAIRES NEUROENDOCRINES
ILLUSTRATION DES SÉCRÉTIONS NEUROENDOCRINES
DANS L'AXE HH
MISE EN JEU DE L’AXE DE RÉGULATION
Ce point concerne uniquement les neurones sécréteurs
des neurohormones hypophysiotropes dans
l'hypothalamus et l'adénohypophyse (donc sont
exclus les neurones sécréteurs à ocytocine et
vasopressine).
MISE EN JEU DE L’AXE DE RÉGULATION
•  La mise en jeu est issue des organes effecteurs qui
sont innervés par le système neurovégétatif.
•  Celui-ci reçoit les informations relatives à l'état
fonctionnel des organes.
•  Ces informations sont exploitées par la formation
réticulée qui active l'axe HH afin que celui-ci
module le fonctionnement organique par
l'intermédiaire des hormones des glandes
endocrines.
SCHÉMA DE LA MISE EN JEU DU SNE
CONTRÔLE DE L’ACTION DE
L’AXE HH
•  le SNE fonctionne sur le principe d’une cascade
d’activation qui s’amplifie à chaque étape.
•  Ce mode de fonctionnement aboutit à un effet sur les
organes qui est d’autant plus puissant qu’il présente
une très grande inertie.
•  Le « freinage » de l’axe HH est réalisé par les
hormones périphérique qui exercent un rétrocontrôle
négatif (inhibiteur) sur l'hypothalamus et parfois sur
l'hypophyse.
Contrôle de l’action de l’axe HH
•  Le rétrocontrôle est déclenché lorsque la
concentration en hormones périphériques
dans le sang dépasse une valeur critique
(spécifique à chaque type d'hormones).
•  Arrivé à cette concentration critique, les
hormones périphériques sont détectées par
les neurones hypothalamiques.
Contrôle de l’action de l’axe HH
Les récepteurs des neurones sécréteurs hypothalamiques
provoquent l’inhibition des neurones et ainsi le
rétrocontrôle peut s'exercer :
l’inhibition de l'activité des neurones sécréteurs induit une
inhibition en cascade du système neuroendocrinien, ce qui
résulte en une réduction de la concentration hormonale
dans le sang.
L’HYPOTHALAMUS CONTIENT DES INTÉROCEPTEURS
BOUCLES DE RÉTROACTION
ENDOCRINIENNES
•  Une glande endocrine libère
une hormone qui agit sur
des cellules cibles pour
produire un effet biologique
•  Cet effet est détecté par la
glande endocrine qui inhibe
la libération d’hormone.
BOUCLES DE RÉTROACTION
ENDOCRINIENNES
•  La région hypothalamique
contrôle la glande endocrine
grâce à des signaux nerveux
ou hormonaux.
•  Les cellules cibles indiquent
au SNC d’inhiber cette
commande
BOUCLES DE RÉTROACTION
ENDOCRINIENNES
•  Système de rétroaction
complexe faisant
intervenir
l’hypothalamus,
l’adénohypophyse et la
glande endocrine.
CONCLUSIONS
•  Le fonctionnement de l'organisme est sous la surveillance à la
fois du système neurovégétatif et du système neuroendocrinien.
•  Ce double contrôle est nécessaire car le système neurovégétatif
a des effets rapides mais pas très prolongés alors que le
système neuroendocrinien se met en jeu plus lentement mais a
des effets plus soutenus.
•  Ainsi le système neuroendocrinien prend le relais du système
neurovégétatif dans l'adaptation des fonctions physiologiques
aux besoins de l'organisme.