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