La fonction corticosurrénalienne

V. GayrardPhysiologieEcole Nationale Vétérinaire de Toulouse23, chemin des Capelles31076 Toulouse

ECOLENATIONALEVETERINAIRE

T O U L O U S E

Introduction

Corticosurrénales indispensables à la vie

Trois catégories d’hormones stéroïdiennes: minéralocorticoïdes, glucocorticoïdes, androgènes (sulfates de DHEA)

Glucocorticoïdes: cortisol, corticostérone

Maintien homéostasie

Plan de l ’exposé

I. La cortisolémie 1. Variations interspécifiques 2. Rythmes de sécrétion du cortisol 3. Facteurs de variations

II. Contrôle de la sécrétion du cortisol 1. Stimulation de la sécrétion par ACTH 2. Contrôle des sécrétions d ’ACTH: les facteurs

hypothalamiques Le rétrocontrôle négatif du cortisol III. Rôles physiologiques du cortisol 1. Régulation des métabolismes 2. Cortisol et stress 3. Déclenchement de la parturition

Les glandes surrénales

Pôle supérieur des 2 reins

Deux glandes endocrines: la médullosurrénale et la corticosurrénale

Les glandes surrénales: glandes hybrides

Médullosurrénale (medulla):A, NA

Corticosurrénale (cortex, 80% glande)

Le cortex surrénalien

aldostérone

cortisol

Zone glomérulaire

Zone fasciculaire

Zone réticulaire

Androgènes

La cortisolémie: variations interspécifiques

Rapport cortisol/corticostéroneEspèce

Brebis

Chat, homme

Chien

Rat, lapin

Vache

15-20/1

5/1 - 10/1

2/1 - 5/1

1/1

0.05/1

Cheval 2/1 - 24/1

Variations interspécifiques de la cortisolémie (ng/ml)

0 2000300200100

<5ng/ml

10-15ng/ml

70-80 ng/ml

Liaison aux protéines plasmatiques

Cortisol plasmatique: 3 formes Forme libre (F) Forme liée de façon non spécifique et

non saturable à l ’albumine (BAlb) Forme liée de façon spécifique et

saturable à la Corticosteroid-Binding Globulin (CBG) ou transcortine (BCBG)

Importance relative des différentes formes de cortisol plasmatique

0

20

40

60

80

100

Po

urc

enta

ge BCBG

F

BAlb

La cortisolémie: rythme circadien

Activité générale

locomotriceRepos nocturne

Activité générale

locomotriceRepos diurne

Rythme circadien de la cortisolémie (ng/ml)

Temps (hh:mm)09:00 09:00

20

60

80

La cortisolémie: facteurs de variation

Facteurs endogènes Stade physiologique

Gestation: augmentation de la cortisolémie

Peri-partum: augmentation cortisolémie Age

Sujet âgé: augmentation cortisolémie chien, homme

Théorie vieillissement: effets délétères sur les systèmes neuronaux

La cortisolémie: facteurs de variation

Facteurs exogènes: Saison

Absence de variations saisonnières

Comportement alimentaire Augmentation après une prise

alimentaire

La cortisolémie: facteurs de variation

Situations extrèmes Exercice physique

cortisolémie: adaptation physiologique et métabolique à l’exercice

Changement environnement social ou spatio-temporel, transport, manipulation

cortisolémie: rôle adaptatif

Contrôle de la sécrétion de cortisol

ACTH

cortisol

Hypothalamus

Hypophyseantérieure

Corticosurrénales

Stimulation de la sécrétion par ACTH

•Cellules corticotropes hypophyse antérieure

•Polypeptide 39 aa PM 4500

NH2COOH

1 24 39Tétracosactide Spécifique

ACTH: Hormone adrénocorticotrope ou corticotropine

ACTH: seule hormone active

•POMC: proopiomélanocortine: Polypeptide précurseur 241 aa

ACTH

CLIP -MSH

Lobe antérieur hypophyse

Lobe intermédiaire hypophyse (fœtus)

-LPH -END

-LPH

LPH: lipotropine

END: endorphine

CLIP: corticotropin-like peptide

MSH: mélanotropine

Mécanismes d’action de l’ACTH

Stimulation de la production de cortisol Récepteurs spécifiques à la surface

cellules corticosurrénaliennes + stéroïdogenèse

Action trophique Zones fasciculée et réticulée Augmentation irrigation sanguine Augmentation volume corticosurrénales

(synthèses protéiques, multiplication cellules)

Mécanismes d’action de l’ACTHHypersécrétion ACTH: Maladie de Cushing

Hypopituitarisme

ACTH1-24

cortisol

ACTH1-24

cortisol

ACTH ACTH

HyperplasieSensibilité accrue à l’action d’ACTH

AtrophieSensibilité diminuée à l’action d’ACTH

Action extrasurrénalienne ACTH

Effets sur le tissu adipeux Lipolyse

Action mélanotrope Dispersion grains mélanine dans la

peau (peptide commun avec mélanotropine)

Contrôle de la sécrétion d’ACTH

Corticosurrénales

Hypophysepostérieure

Cortisol

ACTH+

CRHAVP

+

Hypothalamus

Hypophyseantérieure

CRHAVP

+

Contrôle de la sécrétion d’ACTH

Les hormones hypothalamiquesCRH: Corticotropin-Releasing Hormone, 41 aa

Noyau paraventriculaire hypothalamus (NPV)

Régulation sécrétions basales cortisol

AVP: Arginine Vasopressine, 9 aaNPV et Noyau supraoptique (NSO):

neurones magnocellulaires

NPV: neurones parvocellulaires à CRH, AVP

Potentialisation action CRH

Contrôle de la sécrétion d’ACTH

Le rétrocontrôle négatif par les glucocorticoïdes La diminution de la cortisolémie conduit

à une hypersécrétion de ACTH Surrénalectomie

L’augmentation de la cortisolémie inhibe la sécrétion de ACTH

Apport exogène de glucocorticoïdes Adénome surrénalien

Le rétrocontrôle négatif du cortisol

Les récepteurs au cortisol Type I : Haute affinité pour les

minéralocorticoïdes, affinité modérée pour les glucocorticoïdes

Type II : Affinité pour les glucocorticoïdes Activité « minéralocorticoïde » du cortisol Spécificité action minéralocorticoïdes liée

à l’inactivation du cortisol en cortisone par la 11- HSD2: 11- Hydroxysteroid-dehydrogenase

Les hormones du cortex surrénalien

Glucocorticoïdes Hormones essentielles à la vie Influence du métabolisme de la

plupart des cellules Résistance au stress Déclenchement de la parturition

Effets métaboliques: Métabolisme des glucides

Métabolisme du glycogène glycogénogenèse glycogénolyse

Gluconéogenèse Monogastriques: gluconéogenèse hépatique

substrats : aa et glycérol activité enzymes gluconéogenèse Effet permissif action glucagon

Utilisation glucose Inhibition capture et utilisation glucose

glycogène

Effets métaboliques: Métabolisme des glucides

Ruminants Inhibition utilisation glucose) Pas d ’effet sur la gluconéogenèse Administration vache laitière

Diminution production lait (gain glucose de 70g/l lait non produit)

Hyperglycémie Chute corps cétoniques Traitement acétonémie

Effets métaboliques

Métabolisme des protéines Catabolisme des protéines musculaires (aa:

substrat gluconéogenèse Hyperadrénocorticisme: faiblesse

musculaire Métabolisme phosphocalcique

formation osseuse (- synthèse IGFI ostéoblates) nombre ostéoclastes résorption osseuse absorption intestinale calcium ( PTH)

Effets du cortisol

Métabolisme hydrominéral Propriétés minéralocorticoïdes

Réabsorption Na, excrétion K Action sur la peau

Inhibition synthèse collagène et catabolisme des protéines par fibroblastes: peau mince, fragile si excès cortisol

Effets comportementaux Effets psychostimulants Augmentation appétit (polyphagie)

Régulation des métabolismes

Métabolisme des lipides + lipolyse Libération glycérol (substrat à la

gluconéogenèse hépatique) et acides gras (source d’énergie)

Hyperadrénocorticisme: Redistribution des graisses sur le haut du

corps chez l’homme « cou de bison » homme et au niveau abdomen (chien)

•Origine : Tumeur corticosurrénales ou tumeur hypophyse ou administration clinique de glucocorticoïdes •Symptômes: Érythrose faciale, fonte musculaire, rétention d ’eau et de minéraux (hypertension, œdème)

Hypercorticisme

Effets métaboliques

FOIE

GLU

Adipocyte

AA GLU

Cellule musculaire

lipides

AG

Glycérol

Hyperglycémie

GLY+

-

AG

GLU

AA

protéines

GLU

Hypercorticisme

•Mélanodermie•Diminution de la glycémie et du Na plasmatique•Augmentation K et perte de poids

Hypocorticisme

Effets anti-inflammatoires et immunosuppresseurs

Inhibition réponse immunitaire: réactivation infections latentes par doses pharmacologiques cortisol

Applications thérapeutiques: traitement maladies chroniques inflammatoires et allergies

Effets anti-inflammatoires et immunosuppresseurs

Cellules du système immunitaire nombre lymphocytes circulants: redistribution

vers moelle osseuse, rate… Apoptose des lymphocytes Inhibition synthèse cytokines par lymphocytes T granulocytes circulants nombre polynucléaires neutrophiles circulants:

inhibition accumulation dans sites inflammation

Phospholipase A2 Lipocortine

CorticoïdesAcide arachidonique

LeucotriènesProstaglandines

Médiateurs vasoactifs

Radicaux libres

Phospholipidesmembranaires +

Effet anti-inflammatoire

Cortisol et stress

Stress Selye (1936)

Syndrome général d’adaptation caractérisé par un ensemble de réponses non spécifiques à des perturbations de l’environnement

Réaction d’urgence non spécifique Mise en jeu système nerveux

sympathique, médullosurrénales, corticosurrénales

Cortisol et stress

Réaction d’urgence

Activation SN

sympathique

ANA

Mobilisationréservesglucose

Augmentation fréquencecardiaque et respiratoire

utilisation énergiepar cellules

Augmentationpression artérielle

Cortisol glycémie

Déclenchement de la parturition

CRF

ACTH

Cort.Croissance et maturation

organes foetaux

Thermogenèse Glucogenèse

Synthèse de surfactant pulmonaire

Initiation de la parturition

Adaptation du fœtus à la vie extra-utérine

Hypothalamus

Hypophyse

Surrénales

Conclusion

Rôle essentiel du cortisol Nombreux effets biologiques Métabolisme énergétique, effets

immunosuppresseur, anti-inflammatoire..

Maintien homéostasie Applications thérapeutiques