17.2 : Hormones

Objectifs d'apprentissage

• Identifier les trois principales classes d'hormones sur la base de leur structure chimique

• Comparer et contraster les récepteurs hormonaux intracellulaires et de la membrane cellulaire
• Décrire les voies de signalisation impliquant cAMP et IP3
• Identifier plusieurs facteurs qui influencent la réponse d'une cellule cible
• Discutez du rôle des boucles de rétroaction et des stimuli humoraux, hormonaux et neuraux dans le contrôle hormonal

Bien qu'une hormone donnée puisse se déplacer dans tout le corps par le biais de la circulation sanguine, elle n'affectera que l'activité de ses cellules cibles, c'est-à-dire des cellules dotées de récepteurs pour cette hormone en particulier. Une fois que l'hormone se lie au récepteur, une chaîne d'événements est déclenchée qui entraîne la réponse de la cellule cible. Les hormones jouent un rôle essentiel dans la régulation des processus physiologiques en raison des réponses des cellules cibles qu'elles régulent. Ces réponses contribuent à la reproduction humaine, à la croissance et au développement des tissus corporels, au métabolisme, à l'équilibre hydrique et électrolytique, au sommeil et à de nombreuses autres fonctions corporelles. Les principales hormones du corps humain et leurs effets sont identifiés dans le tableau\(\PageIndex{1}\).

Tableau\(\PageIndex{1}\) : Les glandes endocrines et leurs principales hormones

Glande endocrinienne	Hormones associées	Classe chimique	Effet
Hypophyse (antérieure)	Hormone de croissance (GH)	protéine	Favorise la croissance des tissus corporels
Hypophyse (antérieure)	Prolactine (PRL)	Peptide	Favorise la production de
Hypophyse (antérieure)	Hormone thyréostimulante (TSH)	Glycoprotéine	Stimule la libération de l'hormone
Hypophyse (antérieure)	Hormone adrénocorticotrope (ACTH)	Peptide	Stimule la libération d'hormones par le cortex surrén
Hypophyse (antérieure)	Hormone folliculo-stimulante (FSH)	Glycoprotéine	Stimule la production de gamètes
Hypophyse (antérieure)	Hormone lutéinisante (LH)	Glycoprotéine	stimule la production d'androgènes par les gonades
Hypophyse (postérieure)	Hormone antidiurétique (ADH)	Peptide	Stimule la réabsorption d'eau par les reins
Hypophyse (postérieure)	Oxytocine	Peptide	Stimule les contractions utérines lors de
thyroïde	Thyroxine (T 4), triiodothyronine (T 3)	Amine	Stimuler le métabolisme basal
thyroïde	Calcitonine	Peptide	Réduit le taux sanguin de Ca ^2+
Parathyroïde	Hormone parathyroïdienne (PTH)	Peptide	Augmente le taux sanguin de Ca ^2+
Surrénales (cortex)	Aldostérone	Stéroïde	Augmente le taux sanguin de Na ^+
Surrénales (cortex)	Cortisol, corticostérone, cortisone	Stéroïde	Augmenter la glycémie
Surrénale (médulla)	Épinéphrine, norépinéphrine	Amine	Stimulez la réponse de combat ou de fuite
Pinéale	Mélatonine	Amine	Régularise les cycles
Le pancréas	insuline	protéine	Réduit la glycémie
Le pancréas	Glucagon	protéine	Augmente la glycémie
Testicules	testostérone	Stéroïde	Stimule le développement des caractères sexuels secondaires masculins et la production de sperme
Ovaires	Oestrogènes et progestérone	Stéroïde	Stimuler le développement des caractéristiques sexuelles secondaires féminines et préparer le corps à l'accouchement

Types d'hormones

Les hormones du corps humain peuvent être divisées en deux grands groupes sur la base de leur structure chimique. Les hormones dérivées des acides aminés incluent les amines, les peptides et les protéines. Les dérivés des lipides incluent les stéroïdes (Figure\(\PageIndex{1}\)). Ces groupes chimiques influent sur la distribution d'une hormone, le type de récepteurs auxquels elle se lie et d'autres aspects de sa fonction.

Figure\(\PageIndex{1}\) : Structure des amines, des peptides, des protéines et des hormones stéroïdiennes.

Hormones amines

Les hormones dérivées de la modification des acides aminés sont appelées hormones amines. Généralement, la structure initiale de l'acide aminé est modifiée de telle sorte qu'un groupe —COOH, ou carboxyle, est éliminé, tandis que le groupe NH ₃ ⁺, ou amine, est conservé.

Les hormones amines sont synthétisées à partir des acides aminés tryptophane ou tyrosine. La mélatonine, qui est sécrétée par la glande pinéale et aide à réguler le rythme circadien, est un exemple d'hormone dérivée du tryptophane. Les dérivés de la tyrosine comprennent les hormones thyroïdiennes régulatrices du métabolisme, ainsi que les catécholamines, telles que l'épinéphrine, la norépinéphrine et la dopamine. L'épinéphrine et la norépinéphrine sont sécrétées par la moelle surrénalienne et jouent un rôle dans la réponse de combat ou de fuite, tandis que la dopamine est sécrétée par l'hypothalamus et inhibe la libération de certaines hormones hypophysaires antérieures.

hormones peptidiques et protéiques

Alors que les hormones amines sont dérivées d'un seul acide aminé, les hormones peptidiques et protéiques sont constituées de plusieurs acides aminés qui se lient pour former une chaîne d'acides aminés. Les hormones peptidiques sont constituées de courtes chaînes d'acides aminés, tandis que les hormones protéiques sont des polypeptides plus longs. Les deux types sont synthétisés comme les autres protéines du corps : l'ADN est transcrit en ARNm, qui est traduit en une chaîne d'acides aminés.

Parmi les hormones peptidiques, on peut citer l'hormone antidiurétique (ADH), une hormone hypophysaire importante pour l'équilibre hydrique, et le peptide natriurétique, produit par le cœur et qui contribue à faire baisser la tension artérielle. Parmi les hormones protéiques, citons l'hormone de croissance, qui est produite par l'hypophyse, et l'hormone folliculo-stimulante (FSH), à laquelle est attaché un groupe glucidique et est donc classée comme une glycoprotéine. La FSH aide à stimuler la maturation des ovules dans les ovaires et des spermatozoïdes dans les testicules.

Hormones stéroïdes

Les principales hormones dérivées des lipides sont les stéroïdes. Les hormones stéroïdiennes sont dérivées du cholestérol lipidique. Par exemple, les hormones de reproduction, la testostérone et les œstrogènes, qui sont produits par les gonades (testicules et ovaires), sont des hormones stéroïdiennes. Les glandes surrénales produisent l'hormone stéroïdienne, l'aldostérone, qui intervient dans l'osmorégulation, et le cortisol, qui joue un rôle dans le métabolisme.

Comme le cholestérol, les hormones stéroïdiennes ne sont pas solubles dans l'eau (elles sont hydrophobes). Comme le sang est à base d'eau, les hormones dérivées des lipides doivent se déplacer vers leur cellule cible en se liant à une protéine de transport. Cette structure plus complexe prolonge la demi-vie des hormones stéroïdiennes beaucoup plus longtemps que celle des hormones dérivées des acides aminés. La demi-vie d'une hormone est le temps nécessaire pour que la moitié de la concentration de l'hormone soit dégradée. Par exemple, le cortisol, une hormone dérivée des lipides, a une demi-vie d'environ 60 à 90 minutes. En revanche, l'épinéphrine, une hormone dérivée d'un acide aminé, a une demi-vie d'environ une minute.

Voies d'action hormonale

Le message envoyé par une hormone est reçu par un récepteur hormonal, une protéine située soit à l'intérieur de la cellule, soit à l'intérieur de la membrane cellulaire. Le récepteur traitera le message en déclenchant d'autres événements de signalisation ou mécanismes cellulaires qui se traduisent par la réponse de la cellule cible. Les récepteurs hormonaux reconnaissent les molécules ayant des formes et des groupes secondaires spécifiques et ne répondent qu'aux hormones reconnues. Le même type de récepteur peut être localisé sur des cellules de différents tissus corporels et déclencher des réponses quelque peu différentes. Ainsi, la réponse déclenchée par une hormone dépend non seulement de l'hormone, mais également de la cellule cible.

Une fois que la cellule cible reçoit le signal hormonal, elle peut réagir de différentes manières. La réponse peut inclure la stimulation de la synthèse des protéines, l'activation ou la désactivation d'enzymes, la modification de la perméabilité de la membrane cellulaire, la modification des taux de mitose et de croissance cellulaire et la stimulation de la sécrétion de produits. De plus, une seule hormone peut être capable d'induire différentes réponses dans une cellule donnée.

Voies impliquant des récepteurs hormonaux intracellulaires

Les récepteurs hormonaux intracellulaires sont situés à l'intérieur de la cellule. Les hormones qui se lient à ce type de récepteur doivent pouvoir traverser la membrane cellulaire. Les hormones stéroïdiennes sont dérivées du cholestérol et peuvent donc facilement se diffuser à travers la bicouche lipidique de la membrane cellulaire pour atteindre le récepteur intracellulaire (Figure\(\PageIndex{2}\)). Les hormones thyroïdiennes, qui contiennent des anneaux benzéniques parsemés d'iode, sont également liposolubles et peuvent pénétrer dans la cellule.

La localisation de la liaison des stéroïdes et des hormones thyroïdiennes est légèrement différente : une hormone stéroïdienne peut se lier à son récepteur dans le cytosol ou dans le noyau. Dans les deux cas, cette liaison génère un complexe hormono-récepteur qui se déplace vers la chromatine du noyau cellulaire et se lie à un segment particulier de l'ADN de la cellule. En revanche, les hormones thyroïdiennes se lient à des récepteurs déjà liés à l'ADN. Pour les hormones stéroïdiennes et thyroïdiennes, la liaison du complexe hormono-récepteur à l'ADN déclenche la transcription d'un gène cible en ARNm, qui se déplace vers le cytosol et dirige la synthèse des protéines par les ribosomes.

Figure\(\PageIndex{2}\) : Liaison des hormones liposolubles. Une hormone stéroïdienne initie directement la production de protéines au sein d'une cellule cible. Les hormones stéroïdiennes se diffusent facilement à travers la membrane cellulaire. L'hormone se lie à son récepteur dans le cytosol, formant un complexe récepteur-hormone. Le complexe récepteur-hormone entre ensuite dans le noyau et se lie au gène cible sur l'ADN. La transcription du gène crée un ARN messager qui est traduit en la protéine souhaitée dans le cytoplasme.

Voies impliquant les récepteurs hormonaux de la membrane cellulaire

Les hormones hydrophiles, ou hydrosolubles, ne peuvent pas se diffuser à travers la bicouche lipidique de la membrane cellulaire et doivent donc transmettre leur message à un récepteur situé à la surface de la cellule. À l'exception des hormones thyroïdiennes, qui sont liposolubles, toutes les hormones dérivées des acides aminés se lient aux récepteurs de la membrane cellulaire situés, au moins en partie, sur la surface extracellulaire de la membrane cellulaire. Par conséquent, ils n'affectent pas directement la transcription des gènes cibles, mais déclenchent plutôt une cascade de signalisation réalisée par une molécule appelée second messager. Dans ce cas, l'hormone est appelée premier messager.

Le deuxième messager utilisé par la plupart des hormones est l'adénosine monophosphate cyclique (AMPc). Dans le deuxième système messager de l'AMPc, une hormone hydrosoluble se lie à son récepteur dans la membrane cellulaire (étape 1 de la figure\(\PageIndex{3}\)). Ce récepteur est associé à un composant intracellulaire appelé protéine G, et la liaison de l'hormone active le composant protéique G (étape 2). La protéine G activée active à son tour une enzyme appelée adénylyl cyclase, également connue sous le nom d'adénylate cyclase (étape 3), qui convertit l'adénosine triphosphate (ATP) en AMPc (étape 4). En tant que deuxième messager, l'AMPc active un type d'enzyme appelé protéine kinase présente dans le cytosol (étape 5). Les protéines kinases activées déclenchent une cascade de phosphorylation, au cours de laquelle de multiples protéines kinases phosphorylent (ajoutent un groupe phosphate à) de nombreuses protéines cellulaires diverses, y compris d'autres enzymes (étape 6).

Figure\(\PageIndex{3}\) : Liaison des hormones hydrosolubles. Les hormones hydrosolubles ne peuvent pas se diffuser à travers la membrane cellulaire. Ces hormones doivent se lier à un récepteur membranaire cellulaire de surface. Le récepteur initie ensuite une voie de signalisation cellulaire au sein de la cellule impliquant les protéines G, l'adénylyl cyclase, l'AMP cyclique messager secondaire (AMP) et les protéines kinases. Dans la dernière étape, ces protéines kinases phosphorylent les protéines du cytoplasme. Cela active les protéines de la cellule qui effectuent les modifications spécifiées par l'hormone.

La phosphorylation des protéines cellulaires peut déclencher une grande variété d'effets, allant du métabolisme des nutriments à la synthèse de différentes hormones et d'autres produits. Les effets varient en fonction du type de cellule cible, des protéines G et kinases impliquées et de la phosphorylation des protéines. Parmi les hormones qui utilisent l'AMPc comme second messager, citons la calcitonine, qui est importante pour la construction osseuse et la régulation du taux de calcium dans le sang ; le glucagon, qui joue un rôle dans la glycémie ; et l'hormone stimulant la thyroïde, qui provoque la libération de T ₃ et de T ₄ par la glande thyroïde.

Dans l'ensemble, la cascade de phosphorylation augmente considérablement l'efficacité, la rapidité et la spécificité de la réponse hormonale, car des milliers d'événements de signalisation peuvent être déclenchés simultanément en réponse à une très faible concentration d'hormone dans le sang. Cependant, la durée du signal hormonal est courte, car l'AMPc est rapidement désactivée par l'enzyme phosphodiestérase (PDE), située dans le cytosol. L'action de la PDE contribue à faire en sorte que la réponse de la cellule cible cesse rapidement à moins que de nouvelles hormones n'arrivent à la membrane cellulaire.

Il est important de noter qu'il existe également des protéines G qui diminuent les niveaux d'AMPc dans la cellule en réponse à la liaison hormonale. Par exemple, lorsque l'hormone inhibitrice de l'hormone de croissance (GHIH), également connue sous le nom de somatostatine, se lie à ses récepteurs situés dans l'hypophyse, le taux d'AMPc diminue, inhibant ainsi la sécrétion de l'hormone de croissance humaine.

Ce ne sont pas toutes les hormones hydrosolubles qui initient le système de deuxième messager de Un système alternatif courant utilise les ions calcium comme second messager. Dans ce système, les protéines G activent l'enzyme phospholipase C (PLC), qui fonctionne de manière similaire à l'adénylyl cyclase. Une fois activé, le PLC divise un phospholipide lié à la membrane en deux molécules : le diacylglycérol (DAG) et l'inositol triphosphate (IP ₃). Comme l'AMPc, le DAG active les protéines kinases qui initient une cascade de phosphorylation. Dans le même temps, l'IP ₃ provoque la libération d'ions calcium à partir des sites de stockage du cytosol, tels que le réticulum endoplasmique lisse. Les ions calcium agissent alors comme des messagers secondaires de deux manières : ils peuvent influencer directement les activités enzymatiques et autres activités cellulaires, ou ils peuvent se lier à des protéines liant le calcium, dont la plus courante est la calmoduline. En se liant au calcium, la calmoduline est capable de moduler la protéine kinase au sein de la cellule. Parmi les hormones qui utilisent les ions calcium comme second système messager, citons l'angiotensine II, qui aide à réguler la pression artérielle par vasoconstriction, et l'hormone de libération de l'hormone de croissance (GHRH), qui provoque la libération d'hormones de croissance par l'hypophyse.

Facteurs affectant la réponse des cellules cibles

Vous vous souviendrez que les cellules cibles doivent avoir des récepteurs spécifiques à une hormone donnée pour que cette hormone déclenche une réponse. Mais plusieurs autres facteurs influencent la réponse de la cellule cible. Par exemple, la présence d'un taux significatif d'une hormone circulant dans le sang peut entraîner une diminution du nombre de récepteurs de cette hormone par les cellules cibles. Ce processus, appelé régulation négative, permet aux cellules de devenir moins réactives aux niveaux excessifs d'hormones. Lorsque le taux d'une hormone est réduit de façon chronique, les cellules cibles procèdent à une régulation positive pour augmenter leur nombre de récepteurs. Ce processus permet aux cellules d'être plus sensibles à l'hormone présente. Les cellules peuvent également modifier la sensibilité des récepteurs eux-mêmes à diverses hormones.

Deux hormones ou plus peuvent interagir pour affecter la réponse des cellules de différentes manières. Les trois types d'interactions les plus courants sont les suivants :

• L'effet permissif, dans lequel la présence d'une hormone permet à une autre hormone d'agir. Par exemple, les hormones thyroïdiennes entretiennent des relations permissives complexes avec certaines hormones de reproduction. Une carence alimentaire en iode, un composant des hormones thyroïdiennes, peut donc affecter le développement et le fonctionnement du système reproducteur.
• L'effet synergique, dans lequel deux hormones ayant des effets similaires produisent une réponse amplifiée. Dans certains cas, deux hormones sont nécessaires pour obtenir une réponse adéquate. Par exemple, deux hormones reproductrices différentes, la FSH de l'hypophyse et les œstrogènes des ovaires, sont nécessaires à la maturation des ovules femelles (ovules).
• L'effet antagoniste, dans lequel deux hormones ont des effets opposés. L'effet de deux hormones pancréatiques, l'insuline et le glucagon, en est un exemple familier. L'insuline augmente le stockage du glucose dans le foie sous forme de glycogène, diminuant ainsi la glycémie, tandis que le glucagon stimule la dégradation des réserves de glycogène, augmentant ainsi la glycémie.

Régulation de la sécrétion hormonale

Pour prévenir des taux d'hormones anormaux et un état pathologique potentiel, les taux d'hormones doivent être étroitement contrôlés. Le corps maintient ce contrôle en équilibrant la production et la dégradation des hormones. Les boucles de rétroaction régissent l'initiation et le maintien de la plupart des sécrétions hormonales en réponse à divers stimuli.

Rôle des boucles de rétroaction

La contribution des boucles de rétroaction à l'homéostasie ne sera que brièvement examinée ici. Les boucles de rétroaction positive se caractérisent par la libération d'une hormone supplémentaire en réponse à une libération hormonale initiale. La libération d'ocytocine pendant l'accouchement est une boucle de rétroaction positive. La libération initiale d'ocytocine commence à signaler la contraction des muscles utérins, ce qui pousse le fœtus vers le col de l'utérus et l'étire. Ceci, à son tour, indique à l'hypophyse de libérer plus d'ocytocine, ce qui provoque une intensification des contractions du travail. La libération d'ocytocine diminue après la naissance de l'enfant.

La méthode la plus courante de régulation hormonale est la boucle de rétroaction négative. La rétroaction négative se caractérise par l'inhibition de la sécrétion ultérieure d'une hormone en réponse à des niveaux adéquats de cette hormone. Cela permet de réguler les taux sanguins de l'hormone dans une fourchette étroite. Un exemple de boucle de rétroaction négative est la libération d'hormones glucocorticoïdes par les glandes surrénales, selon les directives de l'hypothalamus et de l'hypophyse. À mesure que les concentrations de glucocorticoïdes dans le sang augmentent, l'hypothalamus et l'hypophyse réduisent leur signalisation vers les glandes surrénales afin de prévenir une sécrétion supplémentaire de glucocorticoïdes (Figure\(\PageIndex{4}\)).

Figure\(\PageIndex{4}\) : Boucle de rétroaction négative. La libération de glucocorticoïdes surrénaliens est stimulée par la libération d'hormones par l'hypothalamus et l'hypophyse. Cette signalisation est inhibée lorsque les taux de glucocorticoïdes augmentent en envoyant des signaux négatifs à l'hypophyse et à l'hypothalamus.

Rôle des stimuli des glandes endocriniennes

Les réflexes déclenchés par des stimuli chimiques et neuraux contrôlent l'activité endocrinienne. Ces réflexes peuvent être simples, impliquant une seule réponse hormonale, ou ils peuvent être plus complexes et impliquer de nombreuses hormones, comme c'est le cas pour le contrôle hypothalamique de diverses hormones contrôlées par l'hypophyse antérieure.

Les stimuli humoraux sont des modifications des taux sanguins de substances chimiques non hormonales, telles que des nutriments ou des ions, qui provoquent la libération ou l'inhibition d'une hormone pour, à son tour, maintenir l'homéostasie. Par exemple, les osmorécepteurs de l'hypothalamus détectent les modifications de l'osmolarité sanguine (concentration de solutés dans le plasma sanguin). Si l'osmolarité sanguine est trop élevée, c'est-à-dire que le sang n'est pas suffisamment dilué, les osmorécepteurs signalent à l'hypothalamus de libérer de l'ADH. L'hormone amène les reins à réabsorber plus d'eau et à réduire le volume d'urine produit. Cette réabsorption entraîne une réduction de l'osmolarité du sang, diluant le sang au niveau approprié. La régulation de la glycémie en est un autre exemple. Une glycémie élevée provoque la libération d'insuline par le pancréas, ce qui augmente l'absorption du glucose par les cellules et le stockage du glucose par le foie sous forme de glycogène.

Une glande endocrine peut également sécréter une hormone en réponse à la présence d'une autre hormone produite par une autre glande endocrine. Ces stimuli hormonaux impliquent souvent l'hypothalamus, qui produit des hormones libératrices et inhibitrices qui contrôlent la sécrétion de diverses hormones hypophysaires.

En plus de ces signaux chimiques, des hormones peuvent également être libérées en réponse à des stimuli neuraux. Un exemple courant de stimuli neuraux est l'activation de la réponse de combat ou de fuite par le système nerveux sympathique. Lorsqu'une personne perçoit un danger, les neurones sympathiques signalent aux glandes surrénales de sécréter de la norépinéphrine et de l'épinéphrine. Les deux hormones dilatent les vaisseaux sanguins, augmentent le rythme cardiaque et respiratoire et suppriment les systèmes digestif et immunitaire. Ces réponses stimulent le transport de l'oxygène vers le cerveau et les muscles, améliorant ainsi la capacité du corps à se battre ou à fuir.

CONNEXIONS QUOTIDIENNES : bisphénol A et perturbations endocriniennes

Vous avez peut-être entendu des reportages sur les effets d'un produit chimique appelé bisphénol A (BPA) dans divers types d'emballages alimentaires. Le BPA est utilisé dans la fabrication de plastiques durs et de résines époxy. Les produits alimentaires courants qui peuvent contenir du BPA incluent le revêtement des canettes en aluminium, des contenants alimentaires en plastique, des gobelets, ainsi que des biberons et des gobelets. Les autres utilisations du BPA incluent les équipements médicaux, les obturations dentaires et le revêtement des conduites d'eau.

Les recherches suggèrent que le BPA est un perturbateur endocrinien, c'est-à-dire qu'il interfère négativement avec le système endocrinien, en particulier pendant la période de développement prénatal et postnatal. En particulier, le BPA imite les effets hormonaux des œstrogènes et a l'effet inverse, celui des androgènes. La Food and Drug Administration (FDA) des États-Unis note dans sa déclaration sur la sécurité du BPA que, bien que les études toxicologiques traditionnelles aient confirmé la sécurité de faibles niveaux d'exposition au BPA, des études récentes utilisant de nouvelles approches pour tester les effets subtils ont suscité certaines inquiétudes quant aux effets potentiels de Le BPA sur le cerveau, le comportement et la prostate chez les fœtus, les nourrissons et les jeunes enfants. La FDA facilite actuellement la diminution de l'utilisation du BPA dans les matières alimentaires. De nombreuses entreprises américaines ont volontairement retiré le BPA des biberons, des gobelets et des doublures des boîtes de lait maternisé, et la plupart des bouteilles d'eau réutilisables en plastique vendues aujourd'hui se vantent d'être « sans BPA ». En revanche, le Canada et l'Union européenne ont complètement interdit l'utilisation du BPA dans les produits pour bébés.

Les effets nocifs potentiels du BPA ont été étudiés à la fois sur des modèles animaux et sur des humains et incluent une grande variété d'effets sur la santé, tels que le retard du développement et les maladies. Par exemple, l'exposition prénatale au BPA pendant le premier trimestre de la grossesse humaine peut être associée à une respiration sifflante et à un comportement agressif pendant l'enfance. Les adultes exposés à des niveaux élevés de BPA peuvent présenter une altération de la signalisation thyroïdienne et un dysfonctionnement sexuel masculin. Il a été observé que l'exposition au BPA pendant la période prénatale ou postnatale du développement chez des modèles animaux entraînait des retards neurologiques, des modifications de la structure et de la fonction cérébrales, des dysfonctionnements sexuels, de l'asthme et un risque accru de développer de multiples cancers. Des études in vitro ont également montré que l'exposition au BPA provoque des modifications moléculaires qui déclenchent le développement de cancers du sein, de la prostate et du cerveau. Bien que ces études aient impliqué le BPA dans de nombreux effets néfastes sur la santé, certains experts mettent en garde contre le fait que certaines de ces études peuvent être erronées et que des recherches supplémentaires doivent être menées. Dans l'intervalle, la FDA recommande aux consommateurs de prendre des précautions pour limiter leur exposition au BPA. En plus d'acheter des aliments dans des emballages exempts de BPA, les consommateurs doivent éviter de transporter ou de conserver des aliments ou des liquides dans des bouteilles portant le code de recyclage 3 ou 7. Les aliments et les liquides ne doivent pas être chauffés au micro-ondes sous quelque forme de plastique que ce soit : utilisez plutôt du papier, du verre ou de la céramique.

Révision du chapitre

Les hormones sont dérivées d'acides aminés ou de lipides. Les hormones amines proviennent des acides aminés tryptophane ou tyrosine. Les hormones à plus gros acides aminés incluent les peptides et les hormones protéiques. Les hormones stéroïdiennes sont dérivées du cholestérol.

Les hormones stéroïdes et l'hormone thyroïdienne sont liposolubles. Toutes les autres hormones dérivées des acides aminés sont solubles dans l'eau. Les hormones hydrophobes sont capables de diffuser à travers la membrane et d'interagir avec un récepteur intracellulaire. En revanche, les hormones hydrophiles doivent interagir avec les récepteurs de la membrane cellulaire. Elles sont généralement associées à une protéine G, qui s'active lorsque l'hormone se lie au récepteur. Cela déclenche une cascade de signalisation impliquant un second messager, tel que l'adénosine monophosphate cyclique (AMPc). Les systèmes de messagers secondaires amplifient considérablement le signal hormonal, créant ainsi une réponse plus large, plus efficace et plus rapide.

Les hormones sont libérées lors d'une stimulation d'origine chimique ou neurale. La régulation de la libération d'hormones est principalement réalisée par une rétroaction négative. Divers stimuli peuvent provoquer la libération d'hormones, mais il en existe trois principaux types. Les stimuli humoraux sont des modifications des niveaux d'ions ou de nutriments dans le sang. Les stimuli hormonaux sont des modifications des taux d'hormones qui déclenchent ou inhibent la sécrétion d'une autre hormone. Enfin, un stimulus neural se produit lorsqu'une impulsion nerveuse provoque la sécrétion ou l'inhibition d'une hormone.

Questions de révision

Q. On a observé qu'un pesticide récemment mis au point se lie à un récepteur hormonal intracellulaire. S'ils sont ingérés, les résidus de ce pesticide peuvent perturber les niveaux de ________.

A. mélatonine

B. hormone thyroïdienne

C. hormone de croissance

D. insuline

 

Réponse : B

Q. Une petite molécule se lie à une protéine G, empêchant ainsi son activation. Quel effet direct cela aura-t-il sur la signalisation impliquant l'AMPc ?

R. L'hormone ne pourra pas se lier au récepteur hormonal.

B. L'adénylyl cyclase ne sera pas activée.

C. Des quantités excessives de cAMP seront produites.

D. La cascade de phosphorylation sera initiée.

 

Réponse : B

Q. Un élève est impliqué dans un accident de voiture et, bien qu'il ne soit pas blessé, il ressent immédiatement une dilatation de la pupille, une accélération du rythme cardiaque et une respiration rapide. Quel type de stimulus du système endocrinien l'étudiant a-t-il reçu ?

A. humoral

B. hormonal

C. neurale

D. commentaires positifs

 

Réponse : C

Questions sur la pensée critique

Q. Comparez et comparez les événements de signalisation impliqués avec les seconds messagers cAMP et IP ₃.

R. Dans la signalisation calcique de l'AMPc et de l'IP ₃, une hormone se lie à un récepteur hormonal de la membrane cellulaire couplé à une protéine G. La protéine G s'active lorsque l'hormone se lie. Dans le cas de la signalisation de l'AMPc, la protéine G activée active l'adénylyl cyclase, ce qui entraîne la conversion de l'ATP en AMPc. Ce second messager peut alors initier d'autres événements de signalisation, tels qu'une cascade de phosphorylation. Dans le cas de la signalisation IP ₃ —calcium, la protéine G activée active la phospholipase C, qui clive un composé phospholipidique membranaire en DAG et IP ₃. L'IP ₃ provoque la libération de calcium, un autre second messager, à partir des réserves intracellulaires. Cela provoque d'autres événements de signalisation.

Q. Décrivez le mécanisme de la réponse hormonale résultant de la liaison d'une hormone à un récepteur intracellulaire.

R. Un récepteur hormonal intracellulaire est situé à l'intérieur de la cellule. Une hormone hydrophobe diffuse à travers la membrane cellulaire et se lie au récepteur hormonal intracellulaire, qui peut se trouver dans le cytosol ou dans le noyau cellulaire. Ce complexe hormone—récepteur se lie à un segment de l'ADN. Cela initie la transcription d'un gène cible, dont le résultat final est l'assemblage des protéines et la réponse hormonale.

Lexique

adénylyl cyclase

enzyme liée à la membrane qui convertit l'ATP en AMP cyclique, créant ainsi de l'AMPc, à la suite de l'activation de la protéine G

adénosine monophosphate cyclique (AMPc)

deuxième messager qui, en réponse à l'activation de l'adénylyl cyclase, déclenche une cascade de phosphorylation

diacylglycérol (DAG)

molécule qui, comme l'AMPc, active les protéines kinases, initiant ainsi une cascade de phosphorylation

régulation à la baisse

diminution du nombre de récepteurs hormonaux, généralement en réponse à des niveaux chroniquement excessifs d'une hormone

premier messager

hormone qui se lie à un récepteur hormonal de la membrane cellulaire et déclenche l'activation d'un second système messager

Protéine G

protéine associée à un récepteur hormonal de la membrane cellulaire qui initie l'étape suivante dans un second système messager lors de son activation par liaison hormono-récepteur

récepteur hormonal

protéine présente dans une cellule ou sur la membrane cellulaire qui se lie à une hormone, déclenchant la réponse de la cellule cible

inositol triphosphate (IP ₃)

molécule qui déclenche la libération d'ions calcium à partir des réserves intracellulaires

phosphodiestérase (PDE)

enzyme cytosolique qui désactive et dégrade l'AMPc

cascade de phosphorylation

événement de signalisation au cours duquel de multiples protéines kinases phosphorylent le substrat protéique suivant en transférant un groupe phosphate de l'ATP à la protéine

protéine kinase

enzyme qui déclenche une cascade de phosphorylation lors de l'activation

deuxième messager

molécule qui déclenche une cascade de signalisation en réponse à la fixation d'hormones sur un récepteur de la membrane cellulaire et à l'activation d'une protéine G

Contributeurs et attributions

upregulation

increase in the number of hormone receptors, typically in response to chronically reduced levels of a hormone

 

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