B8 · Système endocrinien
Axe hypothalamo-hypophysaire
Décrire l'organisation de l'hypothalamus et des deux lobes de l'hypophyse et leurs liaisons vasculaire et nerveuse. Présenter les hormones produites, leurs cibles et les rétrocontrôles qui règlent leur sécrétion.
Physiologie6 min de lecture15 QCM corrigés
Organisation générale de l’axe
L’hypothalamus appartient au diencéphale et forme le plancher du troisième ventricule. Ses neurones reçoivent des informations provenant du système nerveux central et du milieu intérieur : osmolarité, volémie, état énergétique, stress, rythmes biologiques ou signaux liés à la reproduction. Certains de ces neurones sont neurosécréteurs, c’est-à-dire qu’ils libèrent des hormones dans le sang.
L’hypophyse est une glande endocrine située dans la selle turcique, à la base du crâne. Elle reste reliée à l’hypothalamus par la tige pituitaire, ou infundibulum. Elle comprend deux lobes d’origine et de fonctionnement différents :
- l’adénohypophyse, ou hypophyse antérieure, est un tissu glandulaire qui synthétise ses propres hormones ;
- la neurohypophyse, ou hypophyse postérieure, est un prolongement nerveux de l’hypothalamus qui stocke et libère des hormones synthétisées par des neurones hypothalamiques.
Liaison vasculaire avec l’adénohypophyse
Le système porte hypothalamo-hypophysaire
Les neurones hypothalamiques parvocellulaires libèrent leurs hormones dans un premier réseau capillaire, situé au niveau de l’éminence médiane. Le sang rejoint ensuite les veines portes hypophysaires, puis un second réseau capillaire dans l’adénohypophyse.
Cette organisation transporte les hormones hypothalamiques directement vers leurs cellules cibles hypophysaires. Elle évite leur dilution préalable dans toute la circulation générale et permet donc une commande rapide par de faibles quantités d’hormones.
Hormones de l’adénohypophyse
Les principales hormones hypothalamiques contrôlant l’adénohypophyse sont des libérines, stimulantes, et des statines, inhibitrices.
Axes thyréotrope et corticotrope
La thyréolibérine, ou TRH, stimule les cellules thyréotropes, qui sécrètent la thyréostimuline, ou TSH. La TSH agit sur la thyroïde et favorise la production des hormones thyroïdiennes.
La corticolibérine, ou CRH, stimule les cellules corticotropes, qui sécrètent l’hormone corticotrope, ou ACTH. L’ACTH agit principalement sur le cortex surrénalien et stimule notamment la sécrétion de cortisol.
Le fonctionnement détaillé de la thyroïde et des glandes surrénales appartient à la fiche consacrée à ces glandes.
Axe gonadotrope
La gonadolibérine, ou GnRH, stimule les cellules gonadotropes, qui sécrètent deux gonadostimulines :
- l’hormone folliculostimulante, ou FSH ;
- l’hormone lutéinisante, ou LH.
La FSH et la LH agissent sur les gonades. Elles contrôlent la gamétogenèse et la sécrétion des hormones sexuelles. Leur action dépend du sexe, de l’âge et de l’état fonctionnel de l’appareil reproducteur.
La GnRH doit être libérée de manière pulsatile. Une exposition continue entraîne une diminution de la sensibilité des récepteurs hypophysaires et réduit finalement la sécrétion de FSH et de LH.
Axe somatotrope
La somatolibérine, ou GHRH, stimule la sécrétion de somatotropine, ou hormone de croissance GH. La somatostatine exerce l’effet opposé et inhibe cette sécrétion.
La somatotropine agit directement sur plusieurs tissus et stimule aussi la production de facteurs de croissance apparentés à l’insuline, principalement l’IGF-1. Ces facteurs participent aux effets de croissance et au métabolisme.
Axe lactotrope
La prolactine est sécrétée par les cellules lactotropes et agit principalement sur la glande mammaire. Son contrôle se distingue de celui des autres hormones antéhypophysaires : au repos, l’hypothalamus exerce surtout une inhibition tonique par la dopamine.
Une diminution de la libération de dopamine lève cette inhibition et augmente la sécrétion de prolactine. La prolactine stimule en retour les neurones dopaminergiques, constituant une boucle de rétrocontrôle négatif.
Liaison nerveuse avec la neurohypophyse
Les neurones magnocellulaires des noyaux supraoptique et paraventriculaire de l’hypothalamus synthétisent deux hormones : l’hormone antidiurétique et l’ocytocine. Celles-ci cheminent dans leurs axones jusqu’à la neurohypophyse, où elles sont stockées dans les terminaisons nerveuses.
Lorsqu’un potentiel d’action atteint ces terminaisons, l’entrée de calcium déclenche l’exocytose des hormones dans les capillaires neurohypophysaires.
Hormone antidiurétique
L’hormone antidiurétique, ou ADH, également appelée vasopressine, agit principalement sur le rein. Elle augmente la perméabilité à l’eau de certains segments du tube collecteur et favorise ainsi la réabsorption d’eau.
Sa sécrétion augmente surtout lorsque l’osmolarité plasmatique s’élève ou lorsque le volume sanguin efficace diminue. La correction de ces perturbations réduit ensuite l’activité des neurones sécréteurs : il s’agit d’un rétrocontrôle négatif.
À concentration plus élevée, l’ADH peut également provoquer une vasoconstriction.
Ocytocine
L’ocytocine agit sur le muscle utérin et sur les cellules myoépithéliales de la glande mammaire. Sa libération dépend de réflexes neuroendocriniens déclenchés par des informations sensitives.
Dans certaines situations physiologiques, la réponse renforce le stimulus initial : la contraction utérine augmente les signaux favorisant la libération d’ocytocine. Cette organisation correspond à un rétrocontrôle positif, interrompu lorsque le stimulus disparaît.
Rétrocontrôles des axes endocriniens
Dans un axe endocrine classique, trois niveaux peuvent intervenir :
- le rétrocontrôle long est exercé par l’hormone périphérique sur l’hypophyse et l’hypothalamus ;
- le rétrocontrôle court est exercé par l’hormone hypophysaire sur l’hypothalamus ;
- le rétrocontrôle ultracourt correspond à l’action d’un facteur hypothalamique sur les neurones qui le sécrètent.
Ainsi, les hormones thyroïdiennes freinent la sécrétion de TSH et de TRH, le cortisol freine celle d’ACTH et de CRH, les hormones sexuelles et l’inhibine modulent FSH, LH et GnRH, tandis que l’IGF-1 et la somatotropine participent au freinage de l’axe somatotrope.
Le rétrocontrôle négatif domine, car il limite les variations et maintient l’homéostasie. Le rétrocontrôle positif reste limité à des séquences physiologiques particulières, notamment certaines phases de la fonction gonadotrope et la libération d’ocytocine.
Modalités temporelles de la sécrétion
La concentration d’une hormone n’est pas nécessairement constante. La sécrétion peut être pulsatile, circadienne ou modulée par des signaux aigus. Ces variations temporelles ont une signification fonctionnelle : elles évitent la désensibilisation de certains récepteurs et coordonnent l’axe endocrine avec les rythmes biologiques.
La concentration sanguine observée dépend simultanément de la vitesse de sécrétion, de la distribution de l’hormone, de sa dégradation et de son élimination. Elle ne renseigne donc pas à elle seule sur l’activité d’un seul étage de l’axe.
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