Système endocrinien : hormones

Question 1

Définition système endocrinien

Answer 1

• le système endocrinien est un réseau complexe de glandes et d’organes qui produisent, stockent et sécrètent des hormones, des messagers chimiques qui régulent une multitude de fonctions corporelles
• ces hormones sont libérées directement dans la circulation sanguine et transportées vers divers tissus et organes, influençant des processus tels que la croissance, le métabolisme, la reproduction et l’humeur
• le système endocrinien est l’un des deux systèmes de communication de l’organisme qui contrôle et régule les processus physiologiques et maintient l’homéostasie (l’autre est le système nerveux)

Question 2

Signalisation endocrine

Answer 2

• une substance chimique produite par une cellule de signalisation est transportée vers des cellules éloignées via la circulation sanguine, où elle produit son effet

Question 3

Signalisation autocrine

Answer 3

• le produit chimique est libéré par les cellules par la cellule de signalisation et se lie ensuite à des récepteurs externes sur cette même cellule, où elle produit son effet

Question 4

Signalisation paracrine

Answer 4

• le produit chimique affecte les cellules adjacentes, ce qui évite d’avoir recours au système circulatoire

Question 5

Signalisation neuronale

Answer 5

• l’information propagée dans les potentiels d’action est transportée d’une cellule à l’autre par l’intermédiaire de messagers chimiques appelés neurotransmetteurs

Question 6

Signalisation ectocrine

Answer 6

• les messagers chimiques sont libérés à l’extérieur du corps dans l’environnement pour communiquer des informations à d’autres individus
• but = reproduction, marquer son territoire, montrer où se trouve la nourriture

Question 7

Évolution système endocrinien

Answer 7

• les systèmes endocriniens ont évolué indépendamment des groupes d’animaux, en même temps que leur système circulatoire, et varient donc
  considérablement d’un groupe à l’autre (au-delà de certains principes fondamentaux)

Question 8

3 grandes catégories d’hormones circulantes

Answer 8

• protéique
• amine biogène
• stéroïdienne
• 2 premiers sont hydrosolubles (dissout dans l’eau) et dernier est liposoluble (dissout dans les lipides)

Question 9

Hormones protéiques

Answer 9

• la plus grande catégorie d’hormone, composée de chaînes d’acides aminés

Question 10

Hormones amines biogènes

Answer 10

• également appelées « monoamines »», ces hormones sont des acides aminés modifiés

Question 11

Hormones stéroïdiennes

Answer 11

• synthétisées à partir du cholestérol, elles comprennent les hormones produites par les gonades et le cortex surrénal

Question 12

Hormones : synthèse

Answer 12

• pour que toutes ces hormones aient leurs effets, elles doivent être synthétisées, stockées (parfois), sécrétées, transportées et liées aux cellules/tissus cibles
• les hormones sont synthétisées et libérées par les glandes endocrines (primaires et secondaires)

Question 13

Glandes primaires

Answer 13

• leur rôle principal est de synthétiser des hormones
• hypophyse
• glande pinéale
• glande thyroïde
• glandes surrénales

Question 14

Glandes secondaires

Answer 14

• organes qui jouent d’autres rôles que la production
  d’hormones
• hypothalamus
• peau
• thymus
• coeur
• foie
• estomac
• pancréas
• intestin grêle
• tissu conjonctif adipeux
• rein
• os
• gonades (testicules ou ovaires)

Question 15

Synthèse hormones protéiques

Answer 15

• d’abord, L’ADN codant pour la hormone (i.e., la protéine) est transcrit en ARN dans le noyau
• puis, ce transcrit d’ARN primaire devient « mature » lors de sa conversion en ARN messager, ce qui implique l’ajout d’une coiffe 5’, d’une queue poly-A 3’, ainsi que l’excision et l’épissage des introns
• ensuite, l’ARNm est transporté hors du noyau et amené au réticulum endoplasmique, où il se lie à un ribosome pour la traduction de la protéine
• l’ARNm est traduit, produisant une protéine inactive appelée « préprohormone » (inactive) qui contient une séquence de signal qui est finalement
  clivée
• la prohormone (inactive) qui en résulte est libérée du réticulum endoplasmique
• la vésicule sécrétoire contenant la prohormone est ensuite transportée vers l’appareil de golgi
• la prohormone est stockée dans des vésicules sécrétoires et finalement activée par des enzymes protéolytiques, qui clivent un fragment de peptide de la prohormone
• selon la prohormone, cette étape peut produire des résultats différents
• par exemple, elle peut produire une copie d’une seule hormone, plusieurs copies d’une seule hormone ou des copies de différentes hormones

Question 16

Stockage hormones protéiques

Answer 16

• les hormones protéiques sont stockées dans ces vésicules de stockage
• possible car les protéines ne sont pas solubles dans les lipides et peuvent donc rester emprisonnées dans la vésicule
• nécessaire pour éviter que les hormones ne soient dégradées dans le cytoplasme

Question 17

Relâchement des hormones protéiques

Answer 17

• cette vésicule fusionne ensuite avec la membrane cellulaire et son contenu, y compris l’hormone activée, est libéré dans l’espace extracellulaire par exocytose

Question 18

Ex hormones protéiques : insuline

Answer 18

• hormone protéique qui diminue la concentration
  de glucose dans le sang en stimulant les cellules à absorber ce dit glucose
• une séquence de signal (le segment P) dirige la
  molécule de préproinsuline dans la lumière du RE, où les enzymes clivent le segment P pour produire la proinsuline
• la proinsuline se déplace à travers le RE, via des vésicules navettes, et dans l’appareil de Golgi
• la molécule de proinsuline est constituée de 3 régions, A, B et C
• dans l’appareil de Golgi, 3 liaisons disulfures replient la molécule de proinsuline et relient les régions A et B
• Golgi bourgeonne des vésicules qui contiennent proinsuline et enzymes
• les enzymes clivent le peptide C de la proinsuline pour former l’insuline mature
• les insulines et les peptides C sont stockés 1:1 dans des vésicules en attendant d’être libérés
• la dépolarisation de la membrane cellulaire
  déclenche la libération par exocytose

Question 19

Synthèse hormones stéroïdiennes

Answer 19

• toutes les hormones stéroïdiennes commencent par le cholestérol en tant que molécule précurseur, qui peut provenir de l’alimentation ou être
  synthétisé de novo
• les molécules de cholestérol sont transportées dans les mitochondries où elles commencent à être modifiées
• dans la mitochondrie, une enzyme appelée P450scc clive la chaîne latérale de carbone de la molécule de cholestérol, ce qui donne une molécule plus simple appelée prégnénolone
• la prégnénolone sert de précurseur à toutes les hormones stéroïdiennes
• la prégnénolone se diffuse hors des mitochondries vers les RE lisses, où des suites de différentes enzymes la modifient de différentes manières pour produire les différents types d’hormones stéroïdiennes

Question 20

Stockage hormones stéroïdiennes

Answer 20

• les hormones stéroïdiennes ne sont pas stockées
• ce n’est pas possible parce qu’elles sont liposolubles, ce qui signifie qu’elles peuvent simplement se diffuser librement à travers les membranes lipidiques et donc ne peuvent pas être stockées dans des vésicules de la même manière que les hormones protéiques
• elles sont donc synthétisées à la demande

Question 21

Relâchement des hormones stéroïdiennes

Answer 21

• cette liposolubilité affecte également la façon dont elles sont libérées de la cellule de signalisation
• ce n’est pas par exocytose comme pour les hormones protéiques, mais plutôt par simple diffusion à travers la membrane plasmique, dans l’espace extracellulaire, puis dans le sang

Question 22

Transport des hormones protéiques

Answer 22

• les produits chimiques hydrophiles tels que les peptides et les protéines se dissolvent facilement dans les solutions aqueuses et se déplacent donc facilement de la cellule de signalisation à la cellule cible
• cela peut se produire soit en diffusant dans le liquide extracellulaire si les deux cellules sont proches l’une de l’autre, soit en se dissolvant dans
  le plasma sanguin et en étant transportés jusqu’à la cellule cible par le système circulatoire
• cependant, ces hormones sont progressivement (quelques secondes à quelques heures) dégradées par des enzymes protéolytiques dans le sang et le liquide extracellulaire
• ainsi, les cellules de signalisation doivent parfois produire continuellement une hormone pour obtenir une réponse soutenue (ex : hormone adrénocortocotrope)

Question 23

Transport des hormones stéroïdiennes

Answer 23

• les molécules hydrophobes telles que les hormones stéroïdiennes ne se dissolvent pas bien dans l’eau, elles doivent donc être transportées dans le sang par l’intermédiaire de protéines porteuses
• certaines hormones ont des protéines porteuses spécifiques, tandis que d’autres se lient à des protéines porteuses généralisées dans le sang,
  comme l’albumine
• les hormones se lient à leurs protéines porteuses en fonction de leur concentration
• lorsque la concentration de molécules d’hormonesentourant la protéine porteuse est élevée, celle-ci force les molécules d’hormones à se lier à la protéine porteuse
• lorsque la concentration est faible, l’hormone stéroïdienne se détache de la protéine porteuse etse diffuse vers la cellule cible

Question 24

La liaison des hormones aux récepteurs de la cellule cible

Answer 24

• les propriétés de solubilité des hormones ont également des effets majeurs sur la façon dont elles se lient et interagissent avec la cellule cible:
• les hormones protéiques hydrosoluble se lient à des récepteurs spécifiques à l’extérieur de la membrane cellulaire car elles ne peuvent pas traverser la membrane lipidique
• les hormones stéroïdiennes liposolubles se lient aux récepteurs à l’intérieur de la cellule parce qu’elles peuvent passer directement à travers la membrane lipidique

Question 25

La liaison des hormones aux récepteurs cibles : hormones protéiques

Answer 25

• l’hormone protéique se lie au récepteur et provoque un changement de conformation afin d’activer le récepteur
• lorsque le récepteur est activé, cela signifie que la protéine G peut s’y lier
• le GDP est alors repoussé de la protéine G. À sa place, le GTP se lie et active ainsi la protéine G
• la protéine G activée est libérée du récepteur et se déplace à l’intérieur de la membrane, entrainant la formation ou la mise en disponibilité du second messager
  
  • en effet, la protéine G activée est une molécule intracellulaire qui peut stimuler d’autres molécules dans la cellule
  • les deux molécules les plus courantes qu’elle stimule sont l’adénylcyclase et la phospholipase C

Question 26

La liaison des hormones aux récepteurs cibles : hormones protéiques : stimulation de l’adénylcyclase par la protéine G

Answer 26

• la protéine G activée se lie à l’adenylcyclase, qui est une enzyme dans la membrane plasmique
• l’adenylcyclase convertit les molécules d’ATP en molécules d’AMPc (AMP cyclase)
• l’AMPc devient second messager en activant la protéine kinase A, qui est une enzyme de phosphorylation qui ajoute du phosphate à d’autres molécules, activant ou inhibant ces molécules

Question 27

La liaison des hormones aux récepteurs cibles : hormones protéiques : stimulation de la phospholipase C par la protéine G

Answer 27

• la protéine G activée se lie à la phospholipase C, qui est une enzyme dans la membrane plasmique
• une fois activée, la phospholipase C sépare une molécule appelée PIP2 en deux seconds messagers : DAG et IP3
• DAG active le protéine kinase C, qui phosphoryle les molécules d’une manière similaire à la protéine kinase A
• Ca2+ agissent alors comme des troisièmes messagers qui peuvent: 1) activer la protéine kinase C directement (en se liant à ces molécules) ou indirectement (en se liant à une protéine appelée calmoduline)
• Ca2+ agissent alors comme des troisièmes messagers qui peuvent: 2) modifier la perméabilité aux ions de la membrane plasmique en se liant aux canaux ioniques plasmatiques et en modifiant leur capacité à transporter les ions à l’intérieur ou à l’extérieur de la cellule

Question 28

La liaison des hormones aux récepteurs cibles : hormones : hormones stéroïdiennes

Answer 28

• l’hormone liposoluble non-liée diffuse facilement à travers la membrane cellulaire et se lie à un récepteur intracellulaire, dans le cytosol ou noyau, afin de former un complexe hormone-récepteur
• le complexe hormone-récepteur se lie ensuite à une séquence spécifique d’ADN
• cette liaison stimule la synthèse d’ARNm (i.e., transcription)
• l’ARNm quitte le noyau et est traduit par un ribosome dans le cytosol, ce qui génère une nouvelle protéine

Question 29

Définition hormones

Answer 29

• un messager chimique organique produit par les glandes endocrines qui affecte la fonction des cellules cibles
• les hormones protéiques affectent les cellules cibles en modifiant la fonction des protéines existantes à l’intérieur de la cellule (par ex.,
  phosphorylation, liaison avec le Ca2+)
• les hormones stéroïdiennes affectent les cellules cibles en déclenchant la synthèse de nouvelles protéines entières dans la cellule

Question 30

Effets hormones à différents niveaux de l’organisation biologique

Answer 30

• molécule expression des gènes, activation d’enzymes
• cellule : croissance/prolifération, différentiation tissulaire/sexuelle
• physiologie : métabolisme, osmorégulation,
  digestion, dilatation des vaisseaux sanguins, contraction musculaire, maturation des gonades
• organisme : pigmentation/changement de
  coloration, comportement

Question 31

Facteurs qui influencent les réponse hormonales

Answer 31

• concentration d’hormones
• concentration de récepteurs
• affinité des récepteurs

Question 32

Facteurs qui influencent les réponse hormonales : concentration d’hormones

Answer 32

• d’une manière générale, plus la concentration d’hormones est élevée, plus la réponse de la cellule cible est importante
• mais cela ne se poursuit que jusqu’au point de saturation, lorsque tous les récepteurs disponibles sont liés (au-delà de la saturation, on revoit pas de changement dans l’effet)

Question 33

Facteurs qui influencent les réponse hormonales : concentration de récepteurs

Answer 33

• les cellules qui ont une concentration plus élevée de récepteurs ont un plus grand nombre de récepteurs liés à n’importe quelle concentration d’hormone donnée
• la force de la réponse est proportionnelle au nombre de récepteurs hormonaux liés, donc les cellules ayant une plus grande concentration de
  récepteurs produiront une réponse plus forte pour une concentration d’hormone donnée
• la concentration de récepteurs sur une cellule dans un organisme peut être modifiée par unerégulation positive ou négative

Question 34

Facteurs qui influencent les réponse hormonales : affinité des récepteurs

Answer 34

• les cellules ayant des récepteurs à haute affinité ont un pourcentage plus élevé de récepteurs liés (et donc une réponse plus forte) que les cellules ayant des récepteurs à faible affinité
• cependant, cela ne se produit qu’à de faibles concentrations d’hormones
• à des concentrations saturantes, la force de la réponse sera la même car la force de la réponse est proportionnelle au nombre de récepteurs liés, et non à leur affinité
• en d’autres termes, les cellules à forte affinité sont plus sensibles que les cellules à faible affinité
• cette affinité est quantifiée par le Kd, qui est la concentration d’hormone à laquelle les récepteurs d’une cellule sont saturés à 50%
• ainsi, une cellule à forte affinité aura une valeur Kd plus faible, car elle peut atteindre 50% de saturation à une concentration d’hormone plus faible

Question 35

Graphique concentration d’hormones

Answer 35

• diapo 72

Question 36

Graphique concentration de récepteurs

Answer 36

• diapo 73

Question 37

Graphique affinité des récepteurs

Answer 37

• diapo 77

Question 38

Ex différents effets des hormones : oxytocine

Answer 38

• une hormone peptidique produite dans l’hypothalamus et stockée dans l’hypophyse postérieure qui joue des rôles vitaux dans divers
  processus physiologiques
• l’ocytocine se lie aux récepteurs de l’ocytocine (OXTR) et ses divers rôles dans l’organisme sont le résultat de l’expression des récepteurs OXTR par différents types de cellules dans différents tissus
• lorsque l’ocytocine se lie aux récepteurs OXTR à la surface des cellules utérines, elle entraîne la libération éventuelle de calcium intracellulaire et la contraction de l’utérus, ce qui facilite l’accouchement
• lorsque l’ocytocine se lie aux récepteurs OXTR des cellules myoépithéliales entourant les alvéoles des seins, elle entraîne de la même façon une contraction musculaire de ces cellules, comprimant les alvéoles et forçant le lait à pénétrer dans les canaux lactifères du mamelon.
• lorsque l’ocytocine se lie aux récepteurs OXTR dans le cerveau, elle entraîne toute une série d’effets émotionnels et comportementaux possibles en fonction de la région du cerveau où elle se lie