Alors que le système nerveux dirige les activités de l'organisme au moyen d'influx nerveux qui déclenche la libération de messagers chimiques, les neurotransmetteurs, le système endocrinien régit lui aussi les activités de l'organisme en communiquant avec les effecteurs à l'aide d'un autre type de messagers chimiques : les hormones.
Tout comme les neurotransmetteurs, les hormones agissent en se liant à des récepteurs spécifiques situés sur ou dans leurs cellules cibles.
Ces deux systèmes fonctionnent conjointement, mais le système endocrinien, bien que de réaction plus lente que le système nerveux, a une portée beaucoup plus large : il contribue à la régulation de presque tous les types de cellules du corps.
Propriétés physiologiques des hormones thyroïdiennes
La glande thyroïde, la plus volumineuse des glandes endocrines, est située à la base du cou, en avant de la trachée, juste au-dessous du larynx. Elle a une forme de papillon, constituée de 2 lobes latéraux (gauche et droit) reliés par l'isthme.
Elle produit les hormones thyroïdiennes, la triiodothyronine (T3) et la thyroxine (T4), qui contiennent respectivement trois et quatre atomes d'iode par molécule. Ces atomes d'iode sont fixés sur la thyronine qui résulte de la condensation de deux molécules de tyrosine.
Dans le plasma, les hormones thyroïdiennes se fixent sur des protéines, dont la TBG (thyroxine binding globulin) et la TBPA (thyroxine binding prealbumin).
Le corps utilise surtout l'hormone thyroïdienne T3, la véritable molécule active. En effet, même si la T4 est sécrétée en grande quantité, elle ne devient active que si elle est transformée en T3 dans les tissus du corps, notamment dans le foie. Cette transformation de T4 en T3 est assurée par une enzyme l'iodothyronine 5'-désiodase qui existe sous 2 formes : le type I présent dans la thyroïde, le foie, le rein et le type II présent essentiellement dans le cerveau.
La majorité des cellules du corps possèdent des récepteurs aux hormones thyroïdiennes, ce qui implique que ces hormones exercent leurs actions dans tout l'organisme.
Elles régissent notre humeur, notre poids et notre vie sexuelle, et régulent le métabolisme de l'iode.
Elles participent à la maturation du fœtus et à la croissance de l'enfant. Chez l'adulte, elles interfèrent avec la plupart des grands métabolismes. Le dysfonctionnement de la glande thyroïde peut avoir un impact négatif sur divers aspects de la santé.
On parle d'hyperthyroïdie lorsque la glande thyroïde produit trop d'hormones thyroïdiennes et d'hypothyroïdie lorsqu'au contraire elle n'en produit pas assez.
Voici leurs différentes actions :
- Action métabolique : elles accélèrent le métabolisme basal, en stimulant l'utilisation de l'oxygène cellulaire pour la production d'ATP, au niveau du cœur, des muscles squelettiques, du foie, des reins, mais pas au niveau du cerveau. Elles augmentent la thermogenèse (libération de chaleur). Ainsi, l'hypothyroïdie peut s'accompagner de frilosité tandis que l'hyperthyroïdie est caractérisée par une thermophobie.
Les hormones thyroïdiennes sont hyperglycémiantes, elles favorisent l'absorption intestinale des glucides ainsi que la production hépatique du glucose.
Au niveau du métabolisme lipidique, les hormones thyroïdiennes induisent une augmentation de la synthèse de cholestérol mais également sa dégradation hépatique avec une plus grande expression des récepteurs pour le LDL cholestérol, une augmentation de la lipogénèse et de l'oxydation des acides gras libres. Elles ont un effet hypocholestérolémiant. L'hypercholestérolémie peut donc être due à une hypothyroïdie.
Elles augmentent la synthèse protéique, la filtration glomérulaire et le débit sanguin rénal. L'hypothyroïdie peut provoquer des œdèmes.
Au niveau digestif, les hormones thyroïdiennes favorisent le transit.
Elles participent à la régulation de l'hématopoïèse et du métabolisme du fer, l’hypothyroïdie s’accompagnant d’une anémie.
- Action membranaire : au niveau des récepteurs adrénergiques et des pompes ioniques, facilitation du passage de substrats énergétiques (glucose et acides aminés).
- Action nucléaire : La T3 se lie à un récepteur cytosolique nucléotrope, le complexe entre dans le noyau et participe à la régulation de l'expression génique. Les hormones agissent au niveau de l'ADN pour stimuler ou inhiber la synthèse d'ARN messager qui est à l'origine de la synthèse d'enzymes et de protéines intervenant dans le transport des acides aminés et des glucides. La stimulation de la synthèse de la Na+/K+-ATPase, enzyme qui fait fonctionner les pompes à sodium-potassium, entraîne une augmentation de la production et de la consommation d'ATP responsable d'une élévation de la température. Les hormones thyroïdiennes jouent donc un rôle important dans le maintien de la température du corps.
- Action mitochondriale : elles favorisent le découplage des phosphorylations oxydatives qui conduisent à une augmentation de la consommation d'oxygène sans synthèse correspondante d'ATP, donc augmentation de la calorigénèse et de la VO2 (consommation d'oxygène).
- Action au niveau du cœur : elles renforcent certains effets des catécholamines (adrénaline et noradrénaline), donc augmentent le débit et surtout le rythme cardiaque, la contraction du cœur et par conséquent, l'élévation de la pression artérielle. Quand le corps est exposé à des quantités excessives d'hormones thyroïdiennes, cela peut mener à des battements de cœur rapides ou irréguliers, l'anxiété, la sensibilité à la chaleur, l'hypertension et l'épuisement. L’hyperthyroïdien est donc tachycarde tandis que le l’hypothyroïdien est bradycarde.
- Action au niveau musculaire : elles contrôlent la contraction et le métabolisme de la créatine. L’hyperthyroïdie s’accompagne d’une hyperexcitabilité musculaire, elle entraîne une fonte musculaire. L'hypothyroïdie s’accompagne d’une augmentation de volume des muscles squelettiques, et provoque un ralentissement de la contraction.
- Action sur le tissu adipeux : Elles augmentent la sensibilité des cellules adipeuses à l'effet lipolytique de diverses hormones, en particulier les catécholamines. Le cholestérol plasmatique est augmenté chez les hypothyroïdiens.
- Action sur le développement du système nerveux central : leur rôle est primordial surtout durant les premiers mois de la vie. Elles participent aux mécanismes de maturation et de mise en place des connexions neuronale ainsi qu'à la myélinisation. Une carence durant cette période s'accompagne d'un retard mental pouvant être sévère (crétinisme). La gravité de cette déficience s'explique par l'absence de synthèse de la myéline, d'où l'importance du diagnostic précoce qui permettrait d'éviter une déficience mentale grave et définitive. Chez l'adulte, elles participent également au fonctionnement du système nerveux central. L'hypothyroïdie s'accompagne de somnolence, l'hyperthyroïdie d'excitabilité et d'irritabilité.
- Action sur le développement du squelette : pendant la période fœtale, les hormones thyroïdiennes ne sont pas nécessaires à la croissance mais à la différenciation et à la maturation osseuse, leur absence s’accompagnant d’un retard d’apparition des centres d'ossification épiphysaires.
Durant la période postnatale, les hormones thyroïdiennes deviennent indispensables à la croissance et continuent de contrôler la maturation et la différenciation osseuses, ainsi que la maturation et l'ossification du cartilage. Elles agissent en synergie avec l'insuline et l'hormone de croissance (GH), en favorisant la sécrétion de cette dernière. L'hypothyroïdie durant l'enfance aboutit à un nanisme.
Chez l'adulte ces hormones sont impliquées dans les phénomènes d'ostéosynthèse et de résorption osseuse. L'hyperthyroïdie s’accompagne d'un risque d'ostéoporose.
- Au niveau de l'humeur, la carence en hormones thyroïdiennes provoque souvent la fatigue, la déprime voire la dépression.
Dans les conditions physiologiques, la sécrétion des hormones thyroïdiennes est régulée par la thyréolibérine (TRH) de l'hypothalamus et la thyréostimuline (TSH) de l'adénohypophyse.
On peut détecter une hypoactivité ou une hyperactivité de la glande thyroïde en mesurant le taux de TSH dans le sang. En cas d’hypothyroïdie, le taux de TSH est élevé, car l’hypophyse réagit au manque d’hormones thyroïdiennes (T3 et T4) en sécrétant davantage de TSH. Elle tente ainsi de stimuler la thyroïde pour qu’elle produise plus d’hormones. En situation d’hyperthyroïdie (trop d’hormones thyroïdiennes), l’inverse se produit : le taux de TSH est bas parce que l’hypophyse perçoit cet excès d’hormones thyroïdiennes dans le sang et cesse de stimuler la glande thyroïde.
Mais la fabrication des hormones thyroïdiennes ne dépend pas que de l'hypophyse : l'iode est indispensable à leur synthèse. Il représente 65% de la masse de la T4 et 58% de la masse de la T3. Par conséquent un déficit en iode va altérer considérablement la fonction thyroïdienne.
C'est un oligo-élément assez rare, dont les réserves sont faibles dans l'organisme (10 à 20 mg dans la thyroïde). Il est apporté par l'alimentation sous forme d'iodure I- ou d'iodate IO3- qui sont absorbés par le tube digestif.
Les besoins varient selon l'âge : de l'ordre de 100 μg / jour chez l'enfant, 100 à 150 μg / jour chez l'adolescent et l'adulte et de 100 à 300 μg / jour durant la grossesse et l'allaitement. Ils peuvent être couverts par les apports alimentaires. On le trouve dans les crustacés, poissons, algues, haricots verts, soja, laitages et sels iodés. Une alimentation saine et équilibrée apporte une quantité suffisante d'iode et permet d'éviter les hypothyroïdies chez l'adulte et surtout l'enfant.
Quelques précautions à prendre :
- Le tabagisme durant l’allaitement diminue la quantité d’iode passant dans le lait maternel, ce qui pourrait affecter la fonction thyroïdienne de l'enfant.
- Une consommation trop abondante d’aliments goitrigènes, aliments qui inhibent la captation de l’iode par la glande thyroïde, empêche la fabrication normale des hormones thyroïdiennes. On les appelle aliments goitrigènes, car ils peuvent à terme causer un goitre. Ce sont les crucifères (chou de Bruxelles, chou, chou-fleur, brocoli, chou frisé, feuilles de moutarde, rutabaga, radis, raifort), le manioc, les patates douces, les graines de soya, les arachides et le millet. La cuisson peut leur enlever cet effet goitrigène.
Les hormones sécrétées par les corticosurrénales.
Les glandes surrénales, situées au-dessus des reins, sont des glandes endocrines de faible volume (2 à 3 cm de long sur 0,5 cm d'épaisseur), constituées de deux parties : la médullosurrénale (zone centrale qui sécrète l'adrénaline et la noradrénaline) et la corticosurrénale (zone périphérique qui englobe la médullosurrénale).
La corticosurrénale est une glande indispensable à la vie. Elle élabore et sécrète les corticostéroïdes à partir du cholestérol, le précurseur commun.
Ces deux structures sont connectées en permanence au système nerveux.
La corticosurrénale est contrôlée par le cortex et stimulée par l'ACTH (Adreno Cortico Tropic Hormon, sécrétée par l'adénohypophyse qui fait partie du système nerveux central) alors que la médullosurrénale est plutôt contrôlée par la moelle épinière et/ou par le système nerveux autonome.
La corticosurrénale est divisée en trois zones concentriques, chacune spécialisée dans la synthèse d'un certain type de corticostéroïde.
- La zone glomérulée représente 15% de la corticosurrénale, c'est la zone la plus externe située immédiatement sous la capsule. Elle sécrète les minéralocorticoïdes, surtout l'aldostérone sous l'action du système rénine-angiotensine (ensemble de substances régulant la tension artérielle).
- La zone fasciculée, qui représente 80%, sécrète les glucocorticoïdes, surtout le cortisol, sécrétion stimulée par la corticotrophine (ou ACTH).
- La zone réticulée, 5% de la corticosurrénale, sécrète des androgènes. Les androgènes surrénaliens représentent une très faible partie des androgènes chez l'homme et la moitié des androgènes chez la femme.
Les corticosurrénales fabriquent donc 3 types d’hormones :
1. L’aldostérone
Le principal minéralocorticoïde, s’occupe de gérer les mouvements de sodium et d’eau au niveau du rein. Elle joue donc un rôle essentiel dans l'équilibre hydro électrolytique, c'est-à-dire le maintien des volumes liquidiens et des concentrations en sodium de l'organisme.
Elle augmente la réabsorption du Na+ dans les tubes distaux et collecteurs des reins, par échange avec des ions K+ et H+. En favorisant l'excrétion des ions H+ dans l'urine et donc l'évacuation d'acides, elle contribue à prévenir l'acidose sanguine (pH inférieur à 7,35). Le manque d’aldostérone entraîne une perte chronique de sodium avec hypovolémie et baisse de la tension artérielle.
Une fois sécrétée, elle circule dans le plasma liée à l'albumine (65%) et à la transcortine. Elle est dégradée dans le foie puis éliminée par les reins.
La régulation de sa sécrétion fait intervenir 3 systèmes :
- L’axe hypothalamo-hypophyso-surrénalien : l’ACTH stimule la sécrétion de l’aldostérone
- La kaliémie (taux de K+ dans le sang) dont l'augmentation stimule aussi la sécrétion.
- Le système rénine-angiotensine-aldostérone (SRA) déclenché par la déshydratation, la carence en Na+ sanguin et l'hémorragie. Ces conditions qui diminuent le volume sanguin, et donc la pression artérielle, stimulent la sécrétion d'une enzyme, la rénine. Celle-ci, par une suite de réactions, permet la production d'angiotensine, hormone qui stimule la sécrétion d'aldostérone par le cortex surrénal.
2. Le cortisol
C'est la principale hormone du groupe des glucocorticoïdes (95%), les 2 autres étant la corticostérone et la cortisone.
Ces hormones sont impliquées dans la régulation du métabolisme énergétique en équilibrant les périodes d'absorption de nourriture (repas) et de jeûne (entre les repas).
Les effets des glucocorticoïdes :
- Au niveau hépatique ils ont un effet anabolisant : ils facilitent la néoglucogenèse en convertissant certains acides aminés ou le lactate en glucose, et diminuent l'absorption périphérique du glucose ce qui entraîne une hyperglycémie. Ce glucose supplémentaire constitue une source d'ATP disponible pour combattre certains agents stressant comme la peur, l'exercice physique intense, le jeûne, les très fortes températures, les traumatismes … On dit qu'ils favorisent la résistance au stress.
- Au niveau musculaire ils ont un effet catabolisant : ils stimulent la protéolyse (dégradation des protéines) dans les myocytes et inhibent la synthèse des protéines. Par conséquent il y a augmentation du taux sanguin d'acides aminés, qui vont être utilisés par les cellules somatiques pour la synthèse de nouvelles protéines. Par contre, on assiste à une fonte musculaire, ostéoporose et fragilité de la peau.
- Au niveau du tissu adipeux : ils stimulent la lipolyse, c'est-à-dire la dégradation des triacylglycérols pouvant conduire à une hyperlipémie. En cas de surcharge en glucocorticoïdes, on observe redistribution anormale des graisses (dépôt au niveau de la face et du foie).
- Au niveau gastrique : ils stimulent la production d’HCl mais favorisent aussi l’apparition d’ulcère gastrique en diminuant la synthèse des prostaglandines nécessaires au maintien de la barrière de mucus.
- Activité anti-inflammatoire : ils diminuent le nombre de lymphocytes, atrophient le tissu osseux anti-inflammatoire, atténuent les manifestations allergiques, mais ralentissent le processus de cicatrisation. En excès le cortisol favorise donc les infections.
Le manque de cortisol provoque hypoglycémie, hypovolémie ou hypotension artérielle.
Sa sécrétion est régulée par un mécanisme de rétro-inhibition hypothalamo-hypophysaire. L'hypothalamus sécrète le CRF (corticotropine releasing factor) qui déclenche la libération d’ACTH par l’adénohypophyse. La régulation se fait par un mécanisme de feedback négatif par le cortisol. La diminution de la cortisolémie produit une hypersécrétion d'ACTH, par contre son augmentation inhibe la sécrétion d'ACTH.
3. Les androgènes
Ce sont des hormones mâles dont les deux sexes ont besoin, puisqu’elles contrôlent le développement de la pilosité, augmentent la masse musculaire, la minéralisation et la quantité de glycogène dans les muscles.
Les hommes possèdent une sécrétion supplémentaire d’androgènes grâce à leurs testicules, ce qui leur donne leur pilosité plus développée.
La principale hormone est la déhydroépiandrostérone (DHA) qui intervient dans la fabrication des hormones sexuelles mâles et femelles (testostérone, progestérone et œstrogène).
Le rôle biologique des androgènes surrénaliens est négligeable chez l'homme adulte, car la testostérone est sécrétée en plus grande quantité par les testicules. Par contre, chez la femme, les androgènes surrénaliens ont un rôle important car ils contribuent au maintien de la libido et sont convertis en œstrogènes par d'autres tissus.
A la naissance, le taux est élevé, il diminue ensuite puis il y a un pic pré pubertaire expliquant le développement de la pilosité chez la fille et chez le garçon. La sécrétion des androgènes est stimulée par l'ACTH.
En conclusion, nous retiendrons que dans les corticosurrénales, les voies métaboliques conduisant à la synthèse et à la sécrétion des hormones corticoïdes (cortisol, corticostérone, aldostérone, ...) ont pour origine le cholestérol capté des LDL plasmatiques. D'où l'importance de maintenir un bon équilibre de la quantité de cholestérol, sachant ce celui-ci en excès comporte également de nombreux désagréments sur le système cardio vasculaire.
