physiologie des régulations (iii). physiologie des régulations i- généralités sur la notion de...
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Physiologie des régulations (III)
Physiologie des régulationsI- Généralités sur la notion de régulation en physiologieIntroduction: Notion de Milieu intérieur- Homéostasie et RégulationLes compartiments hydriques de l’organismeMilieu intérieur Lymphe Composition ionique des différents compartiments hydriquesNotions de boucles de régulationII- La régulation de la glycémie-Contrôle de la prise alimentaireComportement Régulé: Comportement alimentaireRégulation à long terme de la prise alimentaireRégulation hormonale et hypothalamique du comportement alimentaire et du tissu adipeuxVue moderne de la régulation à long terme de la prise alimentaireFaim et satiétéRôle de l’hypothalamusVue moderne de la régulation à cours terme de la prise alimentaire : Les signaux de satiété directement liés à la prise alimentaireIII- La régulation de l’équilibre minéralExistence d’une relation entre glande surrénale et équilibre minéralLa régulation de l’équilibre acido-basiqueNotion de tamponLes perturbations de l’équilibre acido-basique IV- La régulation de la pression artérielle et de la volémieV- Régulation rénaleVI- Intégration neuro-humorale: axe hypothalamo-hypophysaireVII- Régulation respiratoireVIII- Régulation cardiaqueIX- Régulation digestiveX- Régulation hormonale- Principes généraux de physiologie endocrine - notion de communication endocrine- les hormones - principes d'action des hormones- mode d'action des hormones : récepteurs membranaires et récepteurs nucléaires- Principales régulations endocrines. Relations avec le système nerveux- Physiologie de la régulation de la faim - Physiologie de la régulation de la soif - Physiologie de la reproduction - Les hormones thyroïdiennes et la régulation du métabolisme et de la croissance - La régulation endocrine de la calcémie et de la croissance osseuse- Les hormones pancréatiques et la régulation de la glycémieXI- La thermorégulation
La régulation de l’équilibre minéral
Existence d’une relation entre glande surrénale et
équilibre minéral
La maladie d’Addison, causée par une destruction progressive de la partie corticale
des glandes surrénales, entraîne (entre autres manifestations) :
- une élimination excessive de Na+ dans l’urine et donc une hyponatrémie
- une diminution de l’élimination de K+ dans l’urine et donc une hyperkaliémie
Le syndrome de Conn, causé par une tumeur bénigne de la glande surrénale,
entraîne au contraire une hypernatrémie et une hypokaliémie. La rétention de Na+
entraîne secondairement une rétention d’eau et une hypertension artérielle.
tumeur
Découverte de l’aldostérone
Les observations médicales précédentes sont confirmées par l’expérimentation
animale. Chez le chien surrénalectomisé, l’excrétion de Na+ et celle de K+
.
L’injection IV d’extraits de corticosurrénale chez cet animal l’excrétion sodique après
un temps de latence de 40 mn.
20 40 60 80 100 min
20
- 40
% réabsorption de Na+
excrétion de Na+ (µEq/mn)
97
98
99
100
40
60
80
- 20extraits injectés
par voie IV
H3C
CH2OH
HOCHO
OC O
La substance active des extraits est l’aldostérone, une hormone
stéroïde.
Origine cellulaire et biosynthèse de
l’aldostérone
REIN
glande surrénale
uretère
cortex
médulla
zone glomérulée
zone fasciculée
zone réticulée
médullosurrénale
gaine fibreuse
Origine cellulaire et biosynthèse de
l’aldostérone
La zone glomérulée est formée d’amas cellulaires arrondis (glomérules). La zone
fasciculée est formée de cellules alignées en faisceaux parallèles.
Origine cellulaire et biosynthèse de
l’aldostérone
desmolase
3- DH
21- hydroxylase
11- hydroxylase
aldostérone synthase
En bleu : enzymes du REL
En rose : enzymes mitochondriales
Origine cellulaire et biosynthèse de
l’aldostérone
Les anticorps anti-aldostérone synthase
marquent sélectivement les cellules de
la zone glomérulée. L’aldostérone est
donc synthétisée dans cette zone.
Localisation des cellules cibles de
l’aldostérone
Comme toutes les hormones stéroïdes,
l’aldostérone pénètre dans ses cellules cibles et
se concentre dans le noyau : elle agit au niveau
des gènes.
liaison de [3H] aldostérone
TCP anse de Henle
TCD canal collecteu
r
Liaison de [3H aldostérone] le long du néphron
chez le rat. L’hormone se lie à la partie
terminale du néphron (cellules du TCD et du
canal collecteur).
Mécanismes d’action de l’aldostérone sur ses
cellules cibles
aldostérone
cellule tubulaire sang
urineL’aldostérone entre dans la cellule cible et se lie à un récepteur cytoplasmique
Mécanismes d’action de l’aldostérone sur ses
cellules cibles
aldostérone
cellule tubulaire sang
urineL’aldostérone entre dans la cellule cible et se lie à un récepteur cytoplasmique
Le complexe hormone-récepteur stimule la transcription de gènes spécifiques dans le noyau
Mécanismes d’action de l’aldostérone sur ses
cellules cibles
aldostérone
cellule tubulaire sang
urine
ARNm
pompe Na/K
canal sodique
canal K+
ATP
ATP
L’aldostérone entre dans la cellule cible et se lie à un récepteur cytoplasmique
Le complexe hormone-récepteur stimule la transcription de gènes spécifiques dans le noyau
Des canaux sodiques et des pompes Na/K sont synthétisées dans le cytoplasme
Mécanismes d’action de l’aldostérone sur ses
cellules cibles
sang
cellule tubulaire
aldostérone
urine
ARNm
pompe Na/K
canal sodique
canal K+
K+
K+ K+
Na+
Na+
Na+
Na+
ATP
ATP
L’aldostérone entre dans la cellule cible et se lie à un récepteur cytoplasmique
Le complexe hormone-récepteur stimule la transcription de gènes spécifiques dans le noyau
Des canaux sodiques et des pompes Na/K sont synthétisées dans le cytoplasme
Le résultat final est une de la réabsorption de Na+ et de la sécrétion de K+
Autres cibles de l’aldostérone
Les glandes sudoripares sont une des
cibles extra-rénales de l’aldostérone.
L’aldostérone permet de produire une
sueur pauvre en Na+ en stimulant la
réabsorption de cet ion par les canaux
reliant les glandes à l’extérieur. Autres
cibles : glandes salivaires, intestin.
glande sébacée
glande sudoripar
efollicule pileux
Immuno-détection du récepteur de l’aldostérone dans les canaux excréteurs des glandes sudoripares (Kenouch et al. 1994, JCEM)
canal excréteur
Contrôle de la sécrétion d’aldostérone par la
kaliémie
3 4 5 6K+ plasmatique (mEq/l)
aldostérone plasmatique (ng/l plasma)
0
200
400
600
hyperkaliémie corticosurrénale
aldostérone
TCD du néphron K+ urinaire
correction
+
+
Contrôle de la sécrétion d’aldostérone par le système rénine-
angiotensine
T C P
artériole afférente
artériole efférente
CJG
L’injection IV d’extraits de cortex
rénal produit une hypertension
(1898).
La substance responsable de cet
effet est la rénine, une protéine
libérée dans le sang par les
cellules juxtaglomérulaires
localisées dans la paroi de
l’artériole afférente des
glomérules.
granules de rénine
artériole afférente
Contrôle de la sécrétion d’aldostérone par le système rénine-
angiotensine
La rénine est stockée dans des
granules et libérée dans le
sang par exocytose, sous
l’influence de divers stimuli
(voir plus loin).
Contrôle de la sécrétion d’aldostérone par le système rénine-
angiotensine
angiotensinogène
angiotensineIangiotensineII
rénine
enzyme de conversion
NH2AspArgValTyrIleHisProPheHisLeuLeuValTyrSer
rénineenzyme de conversion
Contrôle de la sécrétion d’aldostérone par le système rénine-
angiotensine
L’hypertension observée résulte de la forte vasoconstriction provoquée par
l’angiotensine (visible ici au niveau du mésentère).
Contrôle de la sécrétion d’aldostérone par le système rénine-
angiotensinecellule de la zone
gloméruléeL’angiotensine stimule la synthèse
d’aldostérone par les cellules de la
zone glomérulée de la cortico-
surrénale en se liant à un récepteur
membranaire. Cette liaison active
une voie de transduction qui aboutit
à une du taux de Ca2+ et de PKC.
Contrôle de la sécrétion d’aldostérone par le système rénine-
angiotensine
angiotensine
vasoconstrict.
artérioles hypothalamus
ADH soif
maintien osmolarité
surrénales
aldostérone
réabsorption Na+
volémie
pression artérielle
centres bulbaires
orthosympath.
fréquence cardiaque
angiotensinogène
Les facteurs contrôlant la sécrétion de rénine : la pression
artérielle
angiotensine
vasoconstrict.
artérioles hypothalamus
ADH soif
maintien osmolarité
surrénales
aldostérone
réabsorption Na+
volémie
pression artérielle
centres bulbaires
orthosympath.
fréquence cardiaque
angiotensinogène
cellules JGrénine
pression artérielle
Les facteurs contrôlant la sécrétion de rénine : la natrémie
TCDTCP
macula
densa
La macula densa représente une zone
spécialisée de la paroi du néphron à
l’entrée du tube contourné distal.
Les facteurs contrôlant la sécrétion de rénine : la natrémie
macula
densa
cellules JG
lumière tubulair
e
macula
densa
glomérule
Les facteurs contrôlant la sécrétion de rénine : la natrémie
artériole afférente
macula
densa
cellules JG
réninePG
PG = prostaglandines
Na+
Les facteurs contrôlant la sécrétion de rénine : résumé
glomérule
artériole efférente artériole afférente
macula densa
fibres nerveuses
orthos.
CJG
La sécrétion de rénine est stimulée par 3 facteurs principaux :
- la diminution de la pression sanguine dans l’artériole afférente
- la diminution de la concentration en Na+ dans le liquide tubulaire au niveau de la macula
densa
- l’augmentation du tonus orthosympathique
Une hormone antagoniste de l’aldostérone : l’ANP
L’injection IV d’extraits d’oreillettes
entraîne une brusque augmentation
de l’excrétion de Na+ (courbe rouge).
Les extraits de ventricules n’ont pas
cet effet (courbe noire).
La substance active des extraits et un
peptide : l’ANP (atrial natriuretic
peptide).
débit urinaire de Na+ (µEq/mn)
temps (mn)
injections
Une hormone antagoniste de l’aldostérone : l’ANP
Les cellules auriculaires qui produisent l’ANF sont à la fois des myocytes et des
cellules endocrines.
Une hormone antagoniste de l’aldostérone : l’ANP
G
M
Localisation des récepteurs de l’ANP dans le rein. On les trouve au niveau des
glomérules (G) et de la médulla (M).
Une hormone antagoniste de l’aldostérone : l’ANP
GFR = glomerular filtration
rate