Physiologie des régulations (III)

Physiologie des régulations

I Généralités sur la notion de régulation en physiologie

Introduction: Notion de Milieu intérieur- Homéostasie et Régulation Les compartiments hydriques de l’organisme Milieu intérieur Lymphe Composition ionique des différents compartiments hydriques Notions de boucles de régulation

II La régulation de la glycémie-Contrôle de la prise alimentaire

Comportement Régulé: Comportement alimentaire Régulation à long terme de la prise alimentaire Régulation hormonale et hypothalamique du comportement alimentaire et du tissu adipeux Vue moderne de la régulation à long terme de la prise alimentaire Faim et satiété Rôle de l’hypothalamus Vue moderne de la régulation à cours terme de la prise alimentaire :

Les signaux de satiété directement liés à la prise alimentaire

III La régulation de l’équilibre minéral

Existence d’une relation entre glande surrénale et équilibre minéral La régulation de l’équilibre acido-basique Notion de tampon Les perturbations de l’équilibre acido-basique

IV La régulation de la pression artérielle et de la volémie V VI Régulation rénale Intégration neuro-humorale: axe hypothalamo-hypophysaire VII VIII Régulation respiratoire Régulation cardiaque IX X 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 glycémie

XI Régulation digestive 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.

80 60 40 20

excrétion de Na + (µEq/mn)

HO H

3

C HO O C CH

2

OH C

100 99 98 97

% réabsorption de Na +

- 40 - 20

par voie IV

20

extraits injectés

40 60 80 100 min

La substance active des extraits est l’aldostérone, une hormone stéroïde.

O

Origine cellulaire et biosynthèse de l’aldostérone

cortex médulla

glande surrénale REIN uretère

Origine cellulaire et biosynthèse de l’aldostérone

gaine fibreuse zone glomérulée zone fasciculée zone réticulée médullosurrénale

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 En bleu : enzymes du REL En rose : enzymes mitochondriales 21  hydroxylase 11  hydroxylase aldostérone synthase 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

liaison de [ 3 H] aldostérone Liaison de [ 3 H 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).

TCP anse de Henle TCD canal collecteur Comme toutes les hormones stéroïdes, l’aldostérone pénètre dans ses cellules cibles et se concentre dans le noyau : elle agit au niveau des gènes.

urine

Mécanismes d’action de l’aldostérone sur ses cellules cibles

cellule tubulaire sang L’aldostérone entre dans la cellule cible et se lie à un récepteur cytoplasmique aldostérone

urine

Mécanismes d’action de l’aldostérone sur ses cellules cibles

cellule tubulaire sang L’aldostérone entre dans la cellule cible et se lie à un récepteur cytoplasmique aldostérone Le complexe hormone-récepteur stimule la transcription de gènes spécifiques dans le noyau

urine

Mécanismes d’action de l’aldostérone sur ses cellules cibles

cellule tubulaire canal sodique canal K + ARNm pompe Na/K ATP ATP sang L’aldostérone entre dans la cellule cible et se lie à un récepteur cytoplasmique aldostérone 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

urine

Mécanismes d’action de l’aldostérone sur ses cellules cibles

cellule tubulaire canal sodique canal K + Na + K + Na + ARNm pompe Na/K ATP ATP K + Na + sang L’aldostérone entre dans la cellule cible et se lie à un récepteur cytoplasmique aldostérone Le complexe hormone-récepteur stimule la transcription de gènes spécifiques dans le noyau K + Des canaux sodiques et des pompes Na/K sont synthétisées dans le cytoplasme Le résultat final est une réabsorption de Na + sécrétion de K +  de la et de la Na +

Autres cibles de l’aldostérone

canal excréteur glande sudoripare follicule pileux glande sébacée Immuno-détection du récepteur de l’aldostérone dans les canaux excréteurs des glandes sudoripares (Kenouch et al.

1994, JCEM) 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.

Contrôle de la sécrétion d’aldostérone par la kaliémie

aldostérone plasmatique (ng/l plasma) 600 400 200 0 3 K + 4 5 6 plasmatique (mEq/l) hyperkaliémie

+

corticosurrénale correction  K + urinaire  aldostérone

+

TCD du néphron

Contrôle de la sécrétion d’aldostérone par le système rénine-angiotensine

artériole afférente

CJG

artériole efférente T C P 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.

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).

artériole afférente granules de rénine

Contrôle de la sécrétion d’aldostérone par le système rénine-angiotensine angiotensinogène

rénine enzyme de

angiotensineI angiotensine II NH 2



Asp



Arg



Val



Tyr



Ile



His



Pro



Phe



His



Leu



Leu



Val



Tyr



Ser

     rénine

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-angiotensine

cellule de la zone glomérulée L’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 Ca 2+ et de PKC.

Contrôle de la sécrétion d’aldostérone par le système rénine-angiotensine angiotensinogène angiotensine artérioles centres bulbaires orthosympath.

hypothalamus surrénales



aldostérone vasoconstrict.



fréquence

 

pression ADH soif



réabsorption Na +



volémie maintien osmolarité

Les facteurs contrôlant la sécrétion de rénine : la pression artérielle



pression angiotensinogène cellules JG rénine angiotensine artérioles centres bulbaires orthosympath.

hypothalamus surrénales



aldostérone vasoconstrict.



fréquence

 

pression ADH soif



réabsorption Na +



volémie maintien osmolarité

Les facteurs contrôlant la sécrétion de rénine : la natrémie

TCP macula densa TCD 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 macula densa lumière tubulaire glomérule cellules JG

Les facteurs contrôlant la sécrétion de rénine : la natrémie

macula densa PG cellules JG artériole afférente rénine 

Na +

PG = prostaglandines

Les facteurs contrôlant la sécrétion de rénine : résumé glomérule

fibres nerveuses orthos.

macula densa CJG artériole efférente artériole afférente 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



débit urinaire de Na + (µEq/mn) injections

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).

temps (mn)

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 M G

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