Exploration des corticosurrénales

Exploration biochimique des
corticosurrénales
Professeur Layachi Chabraoui
Cours de biochimie 2ème Année Médecine Rabat 2010-2011
1- Les hormones corticosurrénaliennes
Les corticosurrénales secrètent trois types d’hormones
stéroïdes
• Les glucocorticoïdes dont le chef de file est le Cortisol:
formés essentiellement au niveau de la zone fasciculée
(zone intermédiaire qui occupe 80% de la glande)
• Les minéralocorticoïdes dont le représentant est
l’Aldostérone secrétés par la zone glomérulée (la plus
externe: 15%)
• Les androgènes, surtout la déhydroépiandrostérone
(DHA) formés dans la zone réticulée (5%).
Biosynthèse des hormones stéroïdes
• Elle se fait au niveau de chaque zone à partir du
cholestérol.
• Les esters sulfates de stéroïdes sont formés surtout
dans la zone réticulée, il s’agit surtout de l’ester sulfate
de DHA qui est le principal stéroïde plasmatique
• Le cholestérol qui sert à la biosynthèse peut être
synthétisé sur place à partir de l’acétyl-CoA ou
apporté par les LDL
Structures du cholestérol et
du cortisol
Cholestérol
en C27
21
18
20
27
24
22
23
25
11
19
2
3
1
4
10
5
9
6
8
7
17
13
16
14
15
HOCH2 .
HO
26
12
Cortisol
en C21
OH
Zone Glomérulée
Zones Fasciculée et Réticulée
Cholestérol
Cholestérol
P450c17
P450scc
Prègnenolone
17-20
Desmolase
Prègnenolone
17-OH-Prègnenolone
Progestérone
17
17--OHOH-P
DHEA
3ß-HSD
Progestérone
∆4-A
P450c21
21-Hydroxylase
DOC
11-Désoxycortisol
DOC
P450c11
11 β OH
Corticostérone
Corticostérone
Cortisol
18-OH-Corticostérone P450c18
Aldostérone
P450scc = 20, 22 OHase + 20-22 Desmolase
Cellules
juxtaglomérulaires
Axe Hypothalamo-hypophysaire
Hypothalamus CRF
ACE
Angiotensine II
Angiotensine I
Rénine
Angiotensinogène
Système Rénine
nine Angiotensine
Régulation de la biosynthèse
Antéhypophyse ACTH
Corticosurrénales
Aldostérone
Cortisol
Feed-back
négatif
Transport plasmatique
• Le cortisol est transporté dans le sang par la CBG
(transcortine)
• Forme non liée = cortisol libre: forme active
Il diffuse et se lie au niveau des cellules cibles à des
récepteurs cytoplasmiques qui le conduisent vers
le noyau cellulaire où il exerce son action. Il subit
une filtration glomérulaire et se retrouve dans les
urines: cortisol libre urinaire
Catabolisme
Se fait par des réactions de réduction (hydrogénation) des
doubles liaison et des fonctions cétones.
Les molécules réduites sont glycuroconjuguées ou
sulfoconjuguées puis éliminées dans les urines où on
trouvera:
• Le cortisol (F) et ses dérivés di, tétra et héxahydrogénés
• La cortisone (E) et ses dérivés (DHE, THE, HHE)
• L’aldostérone (A) et son dérivé tétrahydrogéné (THA)
• Les androgènes corticosurrénaliens (DHA) et leurs
catabolites: Androstérone et Etiocholanolone
Exploration statique de la sécrétion
glucocorticoïde
Prélèvements
• Aucune thérapeutique (corticothérapie)
• Sang hépariné à 8 heures du matin le sujet étant à
jeun et au repos.
• Urines de 24 heures sur antiseptique
Ionogramme sanguin: Na+, K+ et Glycémie
« Test à l’eau de Robinson »
Pour l’histoire (élimination de 80% de l’eau absorbée en
4 heures et densité < 1004 au moins pour 1
échantillon)
Exploration statique de la sécrétion
glucocorticoïde
Dosage du cortisol plasmatique
RIA ou EIA
DO ≡ Activité
enzymatique
Enzymo-Immunodosage par
compétition entre F et F* visà-vis d’un Ac anti F (ou de la
transcortine)
Mesure de l’activité enzymatique
liée au complexe AgAc
F en nmol/l
Exploration statique de la sécrétion
glucocorticoïde
Dosage du cortisol plasmatique
F en nmol/l
Cycle nycthéméral ou
circadien avec un maximum
à 8 heures du matin et un
F=
Cortisolémie
minimum à minuit
Heures
F à 8h: 300 à 550 nmol/l
Exploration statique de la sécrétion
glucocorticoïde
Dosage d’autres stéroïdes sanguins
• Corticostérone: par radiocompétition après
séparation chromatographique
Intérêt: ↑ en cas de déficit en 17 α hydroxylase
• 11 désoxycortisol:
désoxycortisol: cortéxolone ou composé S
Intérêt: déficit en 11 β hydroxylase et test à la
métopirone ↑
• 17 OH Progestérone: déficit en 21 hydroxylase ↑
Exploration statique de la sécrétion
glucocorticoïde
Èvaluation de l’activité corticotrope
• Dosage radioimmunologique de l’ACTH
plasmatique
• Cycle nycthéméral : 8 heures chez le sujet
au repos (maximum)
• Précautions: tube dans la glace.
Prélèvement à traiter rapidement sinon
congeler le plasma.
Exploration statique de la sécrétion
glucocorticoïde
Dosage des stéroïdes urinaires
17 OH corticostéroïdes: par la réaction de Porter
et Silber qui consiste à:
Extraire les stéroïdes des urines par le chloroforme après
hydrolyse enzymatique des conjugués
Faire réagir l’extrait avec une solution sulfoéthanolique de
phénylhydrazine → coloration jaune
Les stéroïdes qui réagissent sont:
– Cortisol (F) + DHF + THF
– Cortisone (E) + DHE + THE
– Cortexolone (S) + THS
Homme: 11 à 22 µmol/24h
Femme: 9 à 18 µmol/24h
Exploration statique de la sécrétion
glucocorticoïde
Dosage des stéroïdes urinaires
Cortisol libre urinaire = FLU:
Une faible partie du cortisol plasmatique (< 5%) est
libre (fraction active). Elle subit une excrétion
urinaire → le FLU qui reflète le cortisol libre
plasmatique actif. Cette fraction augmente de
façon fidèle au cours des hypercorticismes
La meilleure méthode de dosage du FLU est l’HPLC
après extraction à partir des urines sans hydrolyse.
VU: 85 à 250 nmol/24h
Exploration statique de la sécrétion
glucocorticoïde
Dosage des stéroïdes urinaires
THS: métabolite de la cortexolone (même intérêt)
V U: < 280 nmol/24h
Prégnènetriol: catabolite de la 17 OH Progestérone
Exploration dynamique de la sécrétion
glucocorticoïde
Epreuve de freinage à la dexaméthazone
• La dexaméthazone (Dectancyl) a une action
analogue à celle du cortisol sur l’hypothalamus. Elle
freine la sécrétion d’ACTH par l’antéhypophyse → ↓
de la cortisolémie et des 17 OH CS urinaires
• Plusieurs modalités: 3 mg/j x 5 ou 1 mg à minuit ou
2 mg/j x 2 puis 8 mg/j x 2 (Epreuve de Liddle).
Exploration dynamique de la sécrétion
glucocorticoïde
Epreuve de stimulation au synacthène
• Le synacthène = ACTH de synthèse (1-24). Il stimule les
corticosurrénales.
• 2 modalités:
– Injection de 250 µg de synacthène simple: taux de F (30 min)
multiplié par 1,5
– Injection de 1 mg de forme retard: F (24 h) multiplié par 2 et
les 17 OH CS par 3 à 4.
Exploration dynamique de la sécrétion
glucocorticoïde
Test à la métopirone
• Test de stimulation par l’ACTH endogène. La métopirone =
inhibiteur de la 11 β hydroxylase qui entraîne une ↓ de la
cortisolémie → ↑ de l’ACTH et une stimulation des
corticosurrénales
• On donne 4,5 g de métopirone en 6 prises (toute les 4
heures) et on prélève sang et urines (j0, j1 et j2): ↑ des 17
CS et des 17 OHCS.
Exploration de la sécrétion androgénique
Dosage des 17 cetostéroïdes urinaires (17 CS)
• Les 17 CS proviennent des androgènes corticosurrénaliens et
gonadiques et des corticostéroïdes:
• la DHA, l’Androstérone (A), l’Etiocholanolone (Et)
• les 11 OH et 11 céto A et Et
Androgènes
Corticostéroïdes
• Hydrolyse acide, extraction et dosage (coloration violette avec le
métadinitrobenzène en milieu alcalin: réaction de Zimmermann)
VN: Homme: 40 à 60 µmol/j Femme: 24 à 40 µmol/j
Séparation des 17 CS par CPG
• → analyse qualitative: % de chaque catabolite
Exploration de la sécrétion androgénique
Dosage des androgènes corticosurrénaliens dans le
sang par RIA ou EIA
• DHA
Origine mixte
• Delta 4 Androstènedione
• SDHA:
Valeurs usuelles:
Origine corticosurrénales
4 à 8 µmol/l chez l’homme
3 à 6 µmol/l chez la femme
Exploration de la sécrétion minéralocorticoïde
Demandée généralement chez des sujets hypertendus qui
doivent être sous régime normosodé et sans traitement
antihypertenseur
Etude des effets métaboliques de l’aldostérone
Ionogrammes sanguin et urinaire: Na+, K+ et Cl• Dans l’insuffisance surrénale il y a une hyperkaliémie
avec hyponatrémie: Rapport Na+ / K+ toujours bas, c’est le
cas dans le syndrome de perte de sel grave chez les
enfants atteints d’hyperplasie congénitale des surrénales
• Dans les hyperaldostéronismes on note une hypokaliémie
Exploration de la sécrétion minéralocorticoïde
1- Dosage de l’aldostérone plasmatique
Radioimmunologie
Valeurs usuelles
Sujet couché: 30 à 300 pmol/l
Sujet debout: 100 à 850 pmol/l
2- Dosage de la THA urinaire
Double dilution isotopique ou CPG
Valeurs usuelles: 80 à 160 nmol/24h
3- Activité Rénine Plasmatique (ARP)
Méthode radioimmunologique utilisant l’angiotensinogène*
Exploration de la sécrétion minéralocorticoïde
4- Exploration dynamique
• Stimulation par l’orthostatisme, déplétion sodé
ou synacthène
• Freinage par un régime hypersodé ou en
créant une hypervolémie (perfusion d’un grand
volume de sérum physiologique)
Pathologies corticosurrénaliennes
1- Insuffisance surrénale acquise
Maladie d’Addison
• Etiologies: rétraction corticale: atrophie progressive des
glandes due à la présence d’autoanticorps antisurrénaliens,
Infections (tuberculose..), traumatisme…
• Clinique: asthénie, hypotension, opsiurie, hypoglycémie et
hyperkaliémie (dus à la carence en glucocorticoïdes et
minéralocorticoïdes). La mélanodermie due au défreinage
hypothalamohypophysaire → ↑ ACTH
Addison
Hyperpigmentation
http://www.gfmer.ch/selected_images_v2/detail_list.php?cat1=1&cat3=1&stype=d
Pathologies corticosurrénaliennes
1- Insuffisance surrénale acquise
Maladie d’Addison
• Diagnostic biologique
– Test à l’eau: opsiurie corrigée par l’administration de
cortisone
– Hypoglycémie à jeun (+ ↑ de l’urée + hémoconcentration ±
acidose)
– Hyponatrémie avec hyperkaliémie en cas de poussée aigue
– Hypernatriurèse
– Hormones: ↓ de la cortisolémie et des 17 OH CS avec ↑ de
l’ACTH
– Pas de réponse à la stimulation par le synacthène
Pathologies corticosurrénaliennes
2- Syndrome de Cushing
• Etiologies:
– Adénome ou microadénome des CS: tumeurs bénignes
– Carcinome des CS: tumeur maligne (corticosurrénalome)
– Microadénomes hypophysaires secrétant l’ACTH =
Maladie de Cushing → Hyperplasie bilatérale des CS
– Hypercorticisme para néoplasique: tumeur maligne
thymique, bronchique … secrétant un polypeptide ACTH
mimétique.
Pathologies corticosurrénaliennes
2- Syndrome de Cushing
•Clinique: (Cf. cours endocrinologie)
Morphologie évocatrice
– obésité de la face et du tronc
– nuque en bosse de bison
– érythrose du visage
– Amyotrophie des membres inférieurs et
supérieurs
– Ostéoporose
– HTA
– Virilisation
Pathologies corticosurrénaliennes
2- Syndrome de Cushing: Diagnostic biologique
• Diagnostic positif:
– Conséquences métaboliques de l’hypercorticisme: Polyglobulie,
polynucléose, éosinopénie, hypercholestérolémie, Intolérance
au glucose (hyperglycémie), hypokaliémie
– Anomalies de la sécrétion du cortisol: ↑ cortisolémie avec
disparition du rythme circadien, ↑ des 17 OH CS, ↑↑ du FLU
Pathologies corticosurrénaliennes
2- Syndrome de Cushing: Diagnostic biologique
• Diagnostic étiologique:
– Exploration statique:
• Maladie de Cushing: ↑ modérée et concordante des 17 OH
CS et des 17 CS
• Adénome CS: ↑ des 17 OH CS, les 17 CS sont normaux
• Carcinome: ↑↑ de tous les stéroïdes CS (F + androgènes)
• L’ACTH: ↓ dans l’adénome et le carcinome, ↑ dans
l’hyperplasie bilatérale et ↑↑ dans syndromes
paranéoplasique
Pathologies corticosurrénaliennes
3- Les hyperaldostéronismes
• Hyperaldostéronismes primaires:
– Syndrome de CONN: plus de 80% des cas
• Adénome CS sécrétant l’aldostérone
• Clinique: HTA, Asthénie, pseudoparalysie, Syndrome
polyuropolydypsique
• Diagnostic biologique:
–Troubles métaboliques: ↓ de la Kaliémie (< 3 mmol/l)
avec conservation de l’élimination rénale →
hyperkaliurie (Na/K < 1), alcalose métabolique
–↑ aldo et THA et ↓ ARP. Pas de réponse à la DOCA
Pathologies corticosurrénaliennes
3- Les hyperaldostéronismes
• Hyperaldostéronismes primaires:
–Hyperaldostéronisme non tumoral: rare
Hyperplasie bilatérale des corticosurrénales
↑ aldo et THA et ↓ ARP. Réponse à la DOCA
positive (ou dexaméthasone)
Pathologies corticosurrénaliennes
3- Les hyperaldostéronismes
• Hyperaldostéronismes secondaires (HAS):
–HAS avec HTA:
• Tumeur rénale secrétant la Rénine
• Clinique: HTA+++ avec risque de rétinopathie et
d’Insuffisance rénale
• Diagnostic biologique:
–Troubles métaboliques: Hypokaliémie avec hypervolémie
–↑ aldostérone de la THA et de l’ARP
–HAS sans HTA: syndromes oedémateux (syndrome
néphrotique, cirrhose), insuffisance cardiaque, tubulopathies
Pathologies corticosurrénaliennes
4- Hypercorticismes androgéniques
Hyperandrogénies d’origine corticosurrénalienne
→Virilisation de la femme ou de l’enfant
• Etiologies:
–Tumeurs des CS secrétant des androgènes
–Hyperplasies Congénitales des Corticosurrénales
(HCC): déficits enzymatiques de la synthèse du
cortisol (surtout 21 OHase, puis 11 β OHase). La ↓
de la cortisolémie ⇒ ↑ ACTH qui stimule les CS et
⇒ l’Hyperplasie et l’hyperandrogénie
Pathologies corticosurrénaliennes
4- Hypercorticismes androgéniques
• Clinique:
–Signes de virilisation:
• Femme: acnée, hirsutisme
• Fillette: DSD= Désordre du Développement Sexuel
(malformation des organes génitaux externes) et
pseudopuberté précoce hétérosexuelle
• Garçon: pseudopuberté précoce isosexuelle
–HTA: déficit en 11 β hydroxylase
–Déshydratation: forme d’HCC avec perte de sel
Pathologies corticosurrénaliennes
4- Hypercorticismes androgéniques
• Diagnostic biologique:
–Tumeurs: sécrétion des androgènes → ↑↑ 17 CS
(DHA) et des œstrogènes. Test dexa négatif
–Hyperplasies Congénitales des Surrénales (HCS):
• Déficit en 21 OHase: ↑↑ 17 OHP et PT, ↑ 17 CS alors
que les 17 OHCS sont normaux. Freinage à la dexa +
• Déficit en 11 β OHase: ↑↑ S et THS, ↑ 17 OHP
• Autres déficits rares: 3 β ol DH, 17 α OHase et
Desmolase
Déficit en 21-hydroxylase
Désordre autosomique récessif
Bras court du chromosome 6
a/b
a/b
c/d
c/d
Mutation sévère
Mutation peu sévère
a/d
a/c
b/d
b/c
a / d: Forme classique
a/d
a/c
b/c
b/d
c / d et a / c: Formes non classique