37.5 : Glandes endocrines
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Compétences à développer
- Décrire le rôle des différentes glandes dans le système endocrinien
- Expliquer comment les différentes glandes agissent ensemble pour maintenir l'homéostasie
Les systèmes endocrinien et nerveux utilisent des signaux chimiques pour communiquer et réguler la physiologie du corps. Le système endocrinien libère des hormones qui agissent sur les cellules cibles pour réguler le développement, la croissance, le métabolisme énergétique, la reproduction et de nombreux comportements. Le système nerveux libère des neurotransmetteurs ou des neurohormones qui régulent les neurones, les cellules musculaires et les cellules endocrines. Comme les neurones peuvent réguler la libération d'hormones, les systèmes nerveux et endocrinien agissent de manière coordonnée pour réguler la physiologie du corps.
Axe hypothalamo-hypophysaire
L'hypothalamus des vertébrés intègre les systèmes endocrinien et nerveux. L'hypothalamus est un organe endocrinien situé dans le diencéphale du cerveau. Il reçoit des informations du corps et d'autres zones du cerveau et déclenche des réponses endocriniennes aux changements environnementaux. L'hypothalamus agit comme un organe endocrinien, synthétisant des hormones et les transportant le long des axones jusqu'à l'hypophyse postérieure. Il synthétise et sécrète des hormones régulatrices qui contrôlent les cellules endocrines de l'hypophyse antérieure. L'hypothalamus contient des centres autonomes qui contrôlent les cellules endocrines de la moelle surrénalienne par le biais d'un contrôle neuronal.
L'hypophyse, parfois appelée hypophyse ou « glande maîtresse », est située à la base du cerveau dans la sella turcica, une rainure de l'os sphénoïde du crâne, illustrée à la figure\(\PageIndex{1}\). Il est attaché à l'hypothalamus par une tige appelée tige hypophysaire (ou infundibulum). La partie antérieure de l'hypophyse est régulée en libérant ou en inhibant la libération d'hormones produites par l'hypothalamus, et l'hypophyse postérieure reçoit des signaux via des cellules neurosécrétoires pour libérer les hormones produites par l'hypothalamus. L'hypophyse possède deux régions distinctes, l'hypophyse antérieure et l'hypophyse postérieure, qui sécrètent à elles deux neuf hormones peptidiques ou protéiques différentes. Le lobe postérieur de l'hypophyse contient les axones des neurones hypothalamiques.
Hypophyse antérieure
L'hypophyse antérieure, ou adénohypophyse, est entourée d'un réseau capillaire qui s'étend de l'hypothalamus jusqu'à l'hypophyse antérieure, le long de l'infundibulum. Ce réseau capillaire fait partie du système portail hypophysaire qui transporte les substances de l'hypothalamus vers l'hypophyse antérieure et les hormones de l'hypophyse antérieure vers le système circulatoire. Un système portail transporte le sang d'un réseau capillaire à un autre ; par conséquent, le système portail hypophysaire permet aux hormones produites par l'hypothalamus d'être transportées directement vers l'hypophyse antérieure sans pénétrer au préalable dans le système circulatoire.
L'hypophyse antérieure produit sept hormones : hormone de croissance (GH), prolactine (PRL), hormone thyréostimulante (TSH), hormone stimulant la mélanine (MSH), hormone adrénocorticotrope (ACTH), hormone folliculo-stimulante (FSH) et hormone lutéinisante (LH). Les hormones hypophysaires antérieures sont parfois appelées hormones tropiques, car elles contrôlent le fonctionnement d'autres organes. Bien que ces hormones soient produites par l'hypophyse antérieure, leur production est contrôlée par des hormones régulatrices produites par l'hypothalamus. Ces hormones régulatrices peuvent libérer des hormones ou inhiber des hormones, provoquant ainsi la sécrétion d'une plus ou moins grande partie des hormones hypophysaires antérieures. Ils se déplacent de l'hypothalamus à travers le système portail hypophysaire jusqu'à l'hypophyse antérieure où ils exercent leur effet. La rétroaction négative régule ensuite la quantité de ces hormones régulatrices libérées et la quantité d'hormone hypophysaire antérieure sécrétée.
Hypophyse postérieure
La structure de l'hypophyse postérieure est significativement différente de celle de l'hypophyse antérieure. C'est une partie du cerveau qui s'étend depuis l'hypothalamus et qui contient principalement des fibres nerveuses et des cellules neurogliales, qui soutiennent les axones qui s'étendent de l'hypothalamus à l'hypophyse postérieure. L'hypophyse postérieure et l'infundibulum sont appelés ensemble neurohypophyse.
Les hormones antidiurétiques (ADH), également appelées vasopressine, et ocytocine sont produites par les neurones de l'hypothalamus et transportées dans ces axones le long de l'infundibulum jusqu'à l'hypophyse postérieure. Ils sont libérés dans le système circulatoire par signalisation neurale provenant de l'hypothalamus. Ces hormones sont considérées comme des hormones postérieures de l'hypophyse, même si elles sont produites par l'hypothalamus, car c'est là qu'elles sont libérées dans le système circulatoire. L'hypophyse postérieure elle-même ne produit pas d'hormones, mais stocke les hormones produites par l'hypothalamus et les libère dans la circulation sanguine.
Glande thyroïdienne
La glande thyroïde est située dans le cou, juste en dessous du larynx et devant la trachée, comme le montre la figure\(\PageIndex{2}\). Il s'agit d'une glande en forme de papillon avec deux lobes reliés par l'isthme. Il a une couleur rouge foncé en raison de son système vasculaire étendu. Lorsque la thyroïde gonfle à cause d'un dysfonctionnement, elle peut être ressentie sous la peau du cou.
La glande thyroïde est composée de nombreux follicules thyroïdiens sphériques recouverts d'un simple épithélium cuboïdal. Ces follicules contiennent un liquide visqueux, appelé colloïde, qui emmagasine la glycoprotéine thyroglobuline, précurseur des hormones thyroïdiennes. Les follicules produisent des hormones qui peuvent être stockées dans le colloïde ou libérées dans le réseau capillaire environnant pour être transportées vers le reste du corps via le système circulatoire.
Les cellules du follicule thyroïdien synthétisent l'hormone thyroxine, également connue sous le nom de T 4 car elle contient quatre atomes d'iode, et la triiodothyronine, également connue sous le nom de T 3 parce qu'elle contient trois atomes d'iode. Les cellules folliculaires sont stimulées pour libérer les cellules T 3 et T 4 stockées par la thyréostimuline (TSH), qui est produite par l'hypophyse antérieure. Ces hormones thyroïdiennes augmentent les taux de production mitochondriale d'ATP.
Une troisième hormone, la calcitonine, est produite par les cellules parafolliculaires de la thyroïde qui libèrent des hormones ou les inhibent. La libération de calcitonine n'est pas contrôlée par la TSH, mais elle est libérée lorsque les concentrations d'ions calcium dans le sang augmentent. La calcitonine agit pour aider à réguler les concentrations de calcium dans les fluides corporels. Il agit dans les os pour inhiber l'activité des ostéoclastes et dans les reins pour stimuler l'excrétion du calcium. La combinaison de ces deux événements fait baisser le taux de calcium dans les fluides corporels.
Glandes parathyroïdes
La plupart des personnes ont quatre glandes parathyroïdes, mais leur nombre peut varier de deux à six. Ces glandes sont situées sur la surface postérieure de la glande thyroïde, comme le montre la figure\(\PageIndex{3}\). Normalement, une glande supérieure et une glande inférieure sont associées à chacun des deux lobes de la thyroïde. Chaque glande parathyroïde est recouverte de tissu conjonctif et contient de nombreuses cellules sécrétoires associées à un réseau capillaire.
Les glandes parathyroïdes produisent l'hormone parathyroïdienne (PTH). La PTH augmente les concentrations de calcium dans le sang lorsque les taux d'ions calcium tombent sous la normale. La PTH (1) améliore la réabsorption du Ca 2+ par les reins, (2) stimule l'activité des ostéoclastes et inhibe l'activité des ostéoblastes, et (3) elle stimule la synthèse et la sécrétion de calcitriol par les reins, ce qui améliore l'absorption du Ca 2+ par le système digestif. La PTH est produite par les cellules principales de la parathyroïde. La PTH et la calcitonine agissent en opposition pour maintenir les niveaux homéostatiques de Ca 2+ dans les fluides corporels. Un autre type de cellules, les cellules oxyphiles, existe dans la parathyroïde, mais leur fonction n'est pas connue. Ces hormones favorisent la croissance osseuse, la masse musculaire et la formation des cellules sanguines chez les enfants et les femmes.
Glandes surrénales
Les glandes surrénales sont associées aux reins ; une glande est située au-dessus de chaque rein, comme illustré à la figure\(\PageIndex{4}\). Les glandes surrénales sont constituées d'un cortex surrénalien externe et d'une médulla surrénalienne interne. Ces régions sécrètent différentes hormones.
Cortex surrénalien
Le cortex surrénalien est constitué de couches de cellules épithéliales et de réseaux capillaires associés. Ces couches forment trois régions distinctes : une zone glomérulosa externe qui produit des minéralocorticoïdes, une zone fasciculée moyenne qui produit des glucocorticoïdes et une zone réticulaire interne qui produit des androgènes.
Le principal minéralocorticoïde est l'aldostérone, qui régule la concentration d'ions Na + dans l'urine, la sueur, le pancréas et la salive. La libération d'aldostérone par le cortex surrénalien est stimulée par une diminution des concentrations sanguines d'ions sodium, du volume sanguin ou de la pression artérielle, ou par une augmentation du taux de potassium sanguin.
Les trois principaux glucocorticoïdes sont le cortisol, la corticostérone et la cortisone. Les glucocorticoïdes stimulent la synthèse du glucose et la gluconéogenèse (conversion d'un hydrate de carbone en glucose) par les cellules hépatiques et favorisent la libération d'acides gras par le tissu adipeux. Ces hormones augmentent le taux de glucose dans le sang afin de le maintenir dans une fourchette normale entre les repas. Ces hormones sont sécrétées en réponse à l'ACTH et leurs niveaux sont régulés par une rétroaction négative.
Les androgènes sont des hormones sexuelles qui favorisent la masculinité. Ils sont produits en petites quantités par le cortex surrénalien chez les hommes et les femmes. Ils n'affectent pas les caractéristiques sexuelles et peuvent compléter les hormones sexuelles libérées par les gonades.
Médulla surrénalienne
La moelle surrénalienne contient de grandes cellules de forme irrégulière qui sont étroitement associées aux vaisseaux sanguins. Ces cellules sont innervées par les fibres nerveuses autonomes préganglionnaires du système nerveux central.
La moelle surrénale contient deux types de cellules sécrétoires : l'une produit de l'épinéphrine (adrénaline) et l'autre produit de la norépinéphrine (noradrénaline). L'épinéphrine est la principale hormone médullaire surrénalienne responsable de 75 à 80 pour cent de ses sécrétions. L'épinéphrine et la norépinéphrine augmentent le rythme cardiaque, la fréquence respiratoire, les contractions du muscle cardiaque, la pression artérielle et la glycémie. Ils accélèrent également la dégradation du glucose dans les muscles squelettiques et des graisses stockées dans le tissu adipeux.
La libération d'épinéphrine et de norépinéphrine est stimulée par les impulsions neurales du système nerveux sympathique. La sécrétion de ces hormones est stimulée par la libération d'acétylcholine par les fibres sympathiques préganglionnaires innervant la moelle surrénale. Ces impulsions neurales proviennent de l'hypothalamus en réponse au stress afin de préparer le corps à la réaction de combat ou de fuite.
Le pancréas
Le pancréas, illustré à la figure\(\PageIndex{5}\), est un organe allongé situé entre l'estomac et la partie proximale de l'intestin grêle. Il contient des cellules exocrines qui excrètent des enzymes digestives et des cellules endocrines qui libèrent des hormones. Elle est parfois appelée glande hétérocrine car elle possède à la fois des fonctions endocriniennes et exocrines.
Les cellules endocrines du pancréas forment des amas appelés îlots pancréatiques ou îlots de Langerhans, comme le montre la micrographie de la Figure\(\PageIndex{6}\). Les îlots pancréatiques contiennent deux types de cellules primaires : les cellules alpha, qui produisent l'hormone glucagon, et les cellules bêta, qui produisent l'hormone insuline. Ces hormones régulent la glycémie. À mesure que la glycémie baisse, les cellules alpha libèrent du glucagon pour augmenter la glycémie en augmentant les taux de dégradation du glycogène et de libération de glucose par le foie. Lorsque la glycémie augmente, par exemple après un repas, les cellules bêta libèrent de l'insuline pour abaisser la glycémie en augmentant le taux d'absorption du glucose dans la plupart des cellules du corps et en augmentant la synthèse du glycogène dans les muscles squelettiques et le foie. Ensemble, le glucagon et l'insuline régulent la glycémie.
Glande pinéale
La glande pinéale produit de la mélatonine. Le taux de production de mélatonine est affecté par la photopériode. Les collatéraux provenant des voies visuelles innervent la glande pinéale. Pendant la photopériode diurne, peu de mélatonine est produite ; toutefois, la production de mélatonine augmente pendant la photopériode sombre (nuit). Chez certains mammifères, la mélatonine a un effet inhibiteur sur les fonctions reproductrices en diminuant la production et la maturation des spermatozoïdes, des ovocytes et des organes reproducteurs. La mélatonine est un antioxydant efficace qui protège le SNC des radicaux libres tels que l'oxyde nitrique et le peroxyde d'hydrogène. Enfin, la mélatonine intervient dans les rythmes biologiques, en particulier les rythmes circadiens tels que le cycle veille-sommeil et les habitudes alimentaires.
Gonades
Les gonades, c'est-à-dire les testicules masculins et les ovaires féminins, produisent des hormones stéroïdiennes. Les testicules produisent des androgènes, la testostérone étant la plus importante, qui permettent le développement de caractéristiques sexuelles secondaires et la production de spermatozoïdes. Les ovaires produisent de l'œstradiol et de la progestérone, qui provoquent des caractéristiques sexuelles secondaires et préparent le corps à l'accouchement.
| Glande endocrinienne | Hormones associées | Effet |
|---|---|---|
| Hypothalamus | libération et inhibition d'hormones | régule la libération d'hormones par l'hypophyse ; produit de l'ocytocine ; produit des contractions utérines et la sécrétion de lait chez les femmes |
| hormone antidiurétique (ADH) | réabsorption d'eau par les reins ; vasoconstriction pour augmenter la pression artérielle | |
| Hypophyse (antérieure) | hormone de croissance (GH) | favorise la croissance des tissus corporels, la synthèse des protéines ; les fonctions métaboliques |
| prolactine (PRL) | favorise la production de lait | |
| hormone stimulant la thyroïde (TSH) | stimule la libération d'hormone thyroïdienne | |
| hormone adrénocorticotrope (ACTH) | stimule la libération d'hormones par le cortex surrénalien, les glucocorticoïdes | |
| hormone folliculo-stimulante (FSH) | stimule la production de gamètes (ovules et spermatozoïdes) ; la sécrétion d'œstradiol | |
| hormone lutéinisante (LH) | stimule la production d'androgènes par les gonades ; ovulation, sécrétion de progestérone | |
| hormone stimulant les mélanocytes (MSH) | stimule les mélanocytes de la peau en augmentant la production de pigments de mélanine. | |
| Hypophyse (postérieure) | hormone antidiurétique (ADH) | stimule la réabsorption de l'eau par les reins |
| ocytocine | stimule les contractions utérines lors de l'accouchement ; l'éjection du lait ; stimule le canal déférent et la contraction de la prostate pendant l'émission | |
| thyroïde | thyroxine, triiodothyronine | stimuler et maintenir le métabolisme, la croissance et le développement |
| calcitonine | réduit le taux sanguin de Ca 2+ | |
| Parathyroïde | hormone parathyroïdienne (PTH) | augmente le taux sanguin de Ca 2+ |
| Surrénalien (Cortex) | aldostérone | augmente le taux de Na + dans le sang ; augmente la sécrétion de K + |
| cortisol, corticostérone, cortisone | augmentation de la glycémie ; effets anti-inflammatoires | |
| Surrénalien (médulla) | épinéphrine, norépinéphrine | stimuler la réaction de combat ou de fuite ; augmenter la glycémie ; augmenter les activités métaboliques |
| Le pancréas | insuline | réduit la glycémie |
| glucagon | augmente la glycémie | |
| Glande pinéale | mélatonine | régule certains rythmes biologiques et protège le système nerveux central des radicaux libres |
| Testicules | les androgènes | réguler, favoriser, augmenter ou maintenir la production de sperme ; caractéristiques sexuelles secondaires des hommes |
| Ovaires | l'œstrogène | favorise la croissance de la muqueuse utérine ; caractéristiques sexuelles secondaires féminines |
| progestatifs | favoriser et maintenir la croissance de la muqueuse utérine |
Organes dotés de fonctions endocriniennes secondaires
Il existe plusieurs organes dont les fonctions principales ne sont pas endocrines mais qui possèdent également des fonctions endocriniennes. Il s'agit notamment du cœur, des reins, des intestins, du thymus, des gonades et du tissu adipeux.
Le cœur possède des cellules endocrines situées dans les parois des oreillettes, qui sont des cellules spécialisées du muscle cardiaque. Ces cellules libèrent l'hormone peptide natriurétique auriculaire (ANP) en réponse à une augmentation du volume sanguin. Un volume sanguin élevé provoque l'étirement des cellules, ce qui entraîne la libération d'hormones. L'ANP agit sur les reins pour réduire la réabsorption du Na +, provoquant l'excrétion du Na + et de l'eau dans les urines. L'ANP réduit également les quantités de rénine libérée par les reins et d'aldostérone libérée par le cortex surrénalien, empêchant ainsi la rétention d'eau. De cette manière, l'ANP entraîne une réduction du volume sanguin et de la pression artérielle, et réduit la concentration de Na + dans le sang.
Le tractus gastro-intestinal produit plusieurs hormones qui facilitent la digestion. Les cellules endocrines sont situées dans la muqueuse du tube digestif de l'estomac et de l'intestin grêle. Parmi les hormones produites, citons la gastrine, la sécrétine et la cholécystokinine, qui sont sécrétées en présence de nourriture et dont certaines agissent sur d'autres organes tels que le pancréas, la vésicule biliaire et le foie. Ils déclenchent la libération de sucs gastriques, qui aident à décomposer et à digérer les aliments dans le tube digestif.
Bien que les glandes surrénales associées aux reins soient des glandes endocrines majeures, les reins eux-mêmes possèdent également une fonction endocrinienne. La rénine est libérée en réponse à une diminution du volume ou de la pression sanguine et fait partie du système rénine-angiotensine-aldostérone qui entraîne la libération d'aldostérone. L'aldostérone provoque alors la rétention de Na + et d'eau, augmentant ainsi le volume sanguin. Les reins libèrent également du calcitriol, qui contribue à l'absorption des ions Ca 2+ et phosphate. L'érythropoïétine (EPO) est une hormone protéique qui déclenche la formation de globules rouges dans la moelle osseuse. L'EPO est libéré en réponse à de faibles niveaux d'oxygène. Comme les globules rouges sont des transporteurs d'oxygène, une production accrue entraîne une plus grande distribution d'oxygène dans tout le corps. L'EPO a été utilisée par les athlètes pour améliorer leurs performances, car une meilleure alimentation en oxygène des cellules musculaires permet une plus grande endurance. Comme les globules rouges augmentent la viscosité du sang, des taux artificiellement élevés d'EPO peuvent entraîner de graves risques pour la santé.
Le thymus se trouve derrière le sternum ; il est plus important chez les nourrissons, et sa taille diminue à l'âge adulte. Le thymus produit des hormones appelées thymosines, qui contribuent au développement de la réponse immunitaire.
Le tissu adipeux est un tissu conjonctif présent dans tout le corps. Il produit l'hormone leptine en réponse à la prise alimentaire. La leptine augmente l'activité des neurones anorexigènes et diminue celle des neurones orexigènes, produisant une sensation de satiété après avoir mangé, affectant ainsi l'appétit et réduisant l'envie de continuer à manger. La leptine est également associée à la reproduction. Il doit être présent pour que la synthèse de la GnRH et des gonadotrophines se produise. Les femelles extrêmement maigres peuvent entrer dans la puberté tard ; toutefois, si le taux de graisse augmente, une plus grande quantité de leptine sera produite, améliorant ainsi la fertilité.
Résumé
L'hypophyse est située à la base du cerveau et est attachée à l'hypothalamus par l'infundibulum. L'hypophyse antérieure reçoit les produits de l'hypothalamus par le système portail hypophysaire et produit six hormones. L'hypophyse postérieure est une extension du cerveau et libère des hormones (hormone antidiurétique et ocytocine) produites par l'hypothalamus.
La glande thyroïde est située dans le cou et est composée de deux lobes reliés par l'isthme. La thyroïde est composée de cellules folliculaires qui produisent les hormones thyroxine et triiodothyronine. Les cellules parafolliculaires de la thyroïde produisent de la calcitonine. Les glandes parathyroïdes se trouvent sur la surface postérieure de la glande thyroïde et produisent l'hormone parathyroïdienne.
Les glandes surrénales sont situées au-dessus des reins et se composent du cortex rénal et de la moelle rénale. Le cortex surrénalien est la partie externe de la glande surrénale et produit les corticostéroïdes, les glucocorticoïdes et les minéralocorticoïdes. La médulla surrénale est la partie interne de la glande surrénale et produit les catécholamines épinéphrine et norépinéphrine.
Le pancréas se trouve dans l'abdomen, entre l'estomac et l'intestin grêle. Les groupes de cellules endocrines du pancréas forment les îlots de Langerhans, composés de cellules alpha qui libèrent du glucagon et de cellules bêta qui libèrent de l'insuline.
Certains organes possèdent une activité endocrinienne en tant que fonction secondaire, mais ont une autre fonction principale. Le cœur produit l'hormone peptide natriurétique auriculaire, qui agit pour réduire le volume sanguin, la pression et la concentration de Na +. Le tractus gastro-intestinal produit diverses hormones qui facilitent la digestion. Les reins produisent de la rénine, du calcitriol et de l'érythropoïétine. Le tissu adipeux produit de la leptine, qui favorise les signaux de satiété dans le cerveau.
Lexique
- cortex surrénalien
- partie externe des glandes surrénales qui produit des corticostéroïdes
- glande surrénale
- glandes endocrines associées aux reins
- médulla surrénale
- partie interne des glandes surrénales qui produit de l'épinéphrine et de la noradrénaline
- cellule alpha
- cellule endocrinienne des îlots pancréatiques qui produit l'hormone glucagon
- hypophyse antérieure
- partie de l'hypophyse qui produit six hormones ; également appelée adénohypophyse
- peptide natriurétique auriculaire (ANP)
- hormone produite par le cœur pour réduire le volume sanguin, la pression et la concentration de Na +
- cellule bêta
- cellule endocrinienne des îlots pancréatiques qui produit l'hormone insuline
- colloïde
- liquide à l'intérieur de la glande thyroïde qui contient la glycoprotéine thyroglobuline
- glande endocrine
- glande qui sécrète des hormones dans le liquide interstitiel environnant, qui se diffusent ensuite dans le sang et sont transportées vers divers organes et tissus du corps
- érythropoïétine (EPO)
- hormone produite par les reins pour stimuler la production de globules rouges dans la moelle osseuse
- système portail hypophysaire
- système de vaisseaux sanguins qui transporte les hormones de l'hypothalamus à l'hypophyse antérieure
- îlots de Langerhans (îlots pancréatiques)
- cellules endocrines du pancréas
- isthme
- masse tissulaire qui relie les deux lobes de la glande thyroïde
- leptine
- hormone produite par le tissu adipeux qui favorise la sensation de satiété et réduit la faim
- pancréas
- organe situé entre l'estomac et l'intestin grêle qui contient des cellules exocrines et endocrines
- cellule parafolliculaire
- cellule thyroïdienne qui produit l'hormone calcitonine
- glande parathyroïde
- glande située à la surface de la thyroïde qui produit l'hormone parathyroïdienne
- glande pituitaire
- glande endocrine située à la base du cerveau composée d'une région antérieure et postérieure ; également appelée hypophyse
- tige hypophysaire
- (également, infundibulum) tige qui relie l'hypophyse à l'hypothalamus
- hypophyse postérieure
- extension du cerveau qui libère les hormones produites par l'hypothalamus ; avec l'infundibulum, on parle également de neurohypophyse
- thymus
- glande située derrière le sternum qui produit des hormones thymosines qui contribuent au développement du système immunitaire
- glande thyroïde
- glande endocrine située dans le cou qui produit les hormones thyroïdiennes thyroxine et triiodothyronine