La fonction corticosurrénalienne

1. ECOLE NATIONALE VETERINAIRE T O U L O U S E La fonction corticosurrénalienne V. Gayrard Physiologie Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse 23, chemin des Capelles 31076 Toulouse

2. Introduction • Corticosurrénales indispensables à la vie • Trois catégories d’hormones stéroïdiennes: minéralocorticoïdes, glucocorticoïdes, androgènes (sulfates de DHEA) • Glucocorticoïdes: cortisol, corticostérone • Maintien homéostasie

3. 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 • . Cortisol et stress • 2. Effets métaboliques • 3. Déclenchement de la parturition

4. Les glandes surrénales • Pôle supérieur des 2 reins • Deux glandes endocrines: la médullosurrénale et la corticosurrénale

5. Les glandes surrénales: glandes hybrides • Médullosurrénale (medulla):A, NA • Corticosurrénale (cortex, 80% glande)

6. Le cortex surrénalien Zone réticulaire Androgènes Zone fasciculaire cortisol Zone glomérulaire aldostérone

7. La cortisolémie: variations interspécifiques Espèce Rapport cortisol/corticostérone 15-20/1 Brebis 2/1 - 24/1 Cheval Chat, homme 5/1 - 10/1 Chien 2/1 - 5/1 Vache 1/1 Rat, lapin 0.05/1

8. Variations interspécifiques de la cortisolémie (ng/ml) 70-80 ng/ml 10-15ng/ml <5ng/ml 2000 100 200 0 300

9. 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)

10. Importance relative des différentes formes de cortisol plasmatique 1 0 0 BCBG 8 0 F Pourcentage BAlb 6 0 4 0 2 0 0

11. La cortisolémie: rythme circadien Activité générale locomotrice Repos nocturne Activité générale locomotrice Repos diurne

12. Rythme circadien de la cortisolémie (ng/ml) 80 60 20 Temps (hh:mm) 09:00 09:00

13. 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

14. La cortisolémie: facteurs de variation • Facteurs exogènes: • Saison • Absence de variations saisonnières • Comportement alimentaire • cortisolémie après une prise alimentaire • Exercice physique • cortisolémie: adaptation physiologique et métabolique à l’exercice • Changement environnement social ou spatio-temporel, transport, manipulation •  cortisolémie: rôle adaptatif

15. 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 • . Cortisol et stress • 2. Effets métaboliques • 3. Déclenchement de la parturition

16. Contrôle de la sécrétion de cortisol Hypothalamus Hypophyse antérieure ACTH Corticosurrénales cortisol

17. Stimulation de la sécrétion par ACTH ACTH: Hormone adrénocorticotrope ou corticotropine • Cellules corticotropes hypophyse antérieure • Polypeptide 39 aa PM 4500 COOH NH2 1 24 39 Spécifique Tétracosactide

18. ACTH: seule hormone active • POMC: proopiomélanocortine: Polypeptide précurseur 241 aa Lobe antérieur hypophyse ACTH -LPH -LPH -END Lobe intermédiaire hypophyse (gestation, fœtus) CLIP -MSH LPH: lipotropine END: endorphine CLIP: corticotropin-like peptide MSH: mélanotropine

19. Mécanismes d’action de l’ACTH • Stimulation de la production de cortisol • Récepteurs spécifiques • + stéroïdogenèse • Effets rapides: mobilisation cholestérol, transport dans membrane mitochondrie • Effets lents: transcription gènes enzymes stéroïdogenèse • Action trophique • Zones fasciculée et réticulée • Augmentation irrigation sanguine • Augmentation volume corticosurrénales (synthèses protéiques, multiplication cellules)

20. Mécanismes d’action de l’ACTH Hypersécrétion ACTH: Maladie de Cushing Hypopituitarisme ACTH ACTH ACTH1-24 ACTH1-24 cortisol cortisol Atrophie Sensibilité diminuée à l’action d’ACTH Hyperplasie Sensibilité accrue à l’action d’ACTH

21. Contrôle de la sécrétion d’ACTH CRH Hypothalamus AVP AVP CRH Hypophyse postérieure + + Hypophyse antérieure ACTH + Corticosurrénales Cortisol

22. Contrôle de la sécrétion d’ACTH • Les hormones hypothalamiques CRH: Corticotropin-Releasing Hormone, 41 aa Noyau paraventriculaire hypothalamus (NPV) Régulation sécrétions basales cortisol AVP: Arginine Vasopressine, 9 aa NPV et Noyau supraoptique (NSO): neurones magnocellulaires NPV: neurones parvocellulaires à CRH, AVP Potentialisation action CRH

23. Contrôle de la sécrétion d’ACTH • Le rétrocontrôle négatif par les glucocorticoïdes • La diminution de la cortisolémie conduit à une hypersécrétion de ACTH • L’augmentation de la cortisolémie inhibe la sécrétion de ACTH • Apport exogène de glucocorticoïdes • Adénome surrénalien • Les récepteurs au cortisol • Type I : Haute affinité pour les minéralocorticoïdes, affinité modérée pour les glucocorticoïdes: Activité « minéralocorticoïde » du cortisol • Type II : Affinité pour les glucocorticoïdes

24. 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. Cortisol et stress • 2. Effets métaboliques • 3. Déclenchement de la parturition

25. Rôle physiologique du cortisol • Réponse au stress (Selye, 1930) • Maintien de la glycémie et de la fonction cardiovasculaire lors d’un jeûne • Augmentation de la glycémie au détriment des protéines musculaires lors d’un stress • Inhibition réponse immunitaire et réaction inflammatoire • Autres effets: • Peau, tissu osseux, tractus gastro-intestinal, fœtus

26. Rôle physiologique du cortisol • Réponse intégrative au stress: exercice, hypoglycémie, hémorragie… • Activation système nerveux sympathique, médullo-surrénales: libération NA, A • Augmentation débit cardiaque, échanges gazeux (bronchioles) et débit perfusion muscles squelettiques, + lipolyse, + glycogénolyse, + gluconéogenèse hépatique, + sécrétion glucagon, -sécrétion insuline • Augmentation de la cortisolémie

27. Cortisol et stress Réaction d’urgence Mobilisation réserves glucose Activation SN sympathique Augmentation pression artérielle A NA Augmentation fréquence cardiaque et respiratoire  utilisation énergie par cellules Cortisol  glycémie

28. + Effets métaboliques en réponse au stress:  cortisolémie GLU GLU GLUT-4 GLUT-4 lipides GLU GLY AG Glycérol AA FOIE GLY GLU protéines Tissu adipeux Muscle squelettique glycémie Période inter-digestive (faible ratio insuline/glucagon),  A, NA

29. + Effets chroniques :  cortisolémie GLU lipides GLU GLUT-4 GLUT-4 GLU AG Glycérol GLY AA FOIE AA GLY GLU protéines Tissu adipeux Muscle squelettique glycémie, hyperinsulinémie  Appétit (SNC),  ratio insuline/glucagon),  A, NA

30. Effets métaboliques: Métabolisme des glucides • Métabolisme du glycogène •  glycogénogenèse •  glycogénolyse • Gluconéogenèse • Monogastriques:  gluconéogenèse hépatique •  substrats : aa et glycérol •  activité enzymes gluconéogenèse • Utilisation glucose (GLUT-4) • Inhibition capture et utilisation glucose • Traitement acétonémie

31. Effets du cortisol • Actions cardiovasculaires • Effet permissif des catécholamines • + production globules rouges • Effets anti-inflammatoires et immunosuppresseurs • Inhibition synthèse cytokines pro-inflammatoires et + synthèse cytokines anti-inflammatoires, - phospholipase A2 • Diminution des lymphocytes T circulants • Inhibition fonction de reproduction

32. Effet anti-inflammatoire Lipocortine Phospholipase A2 Phospholipides membranaires + Acide arachidonique Corticoïdes Prostaglandines Leucotriènes Médiateurs vasoactifs Radicaux libres

33. Effets du cortisol • Action sur le tissu osseux •  résorption osseuse •  absorption intestinale et réabsorption rénale Ca,  PTH • - activité ostéoblastes • Action sur le tissu conjonctif • Inhibition de la prolifération des fibroblastes et de la formation du collagène • Action sur les reins • Inhibition de la sécrétion et de l ’action d’ADH • Activité minéralocorticoïde: dépendante de l activité de la 11-HSD2 (inactivation du cortisol en cortisone)

34. Effets du cortisol • Action sur les muscles •  protéolyse: fatigue musculaire et douleurs si cortisolémie excessive • Action sur le tractus gastro-intestinal • Effet trophique sur muqueuse gastro-intestinale • Augmentation de la sécrétion d’acide gastrique:  risque d’ulcères • Effets sur le SNC •  appétit • Effet psycho-stimulant • Effets au cours du développement fœtal et déclenchement de la parturition

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

36. Hypercorticisme

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

38. Conclusion • Rôle essentiel du cortisol • Maintien homéostasie: nombreux effets biologiques • Effets métaboliques, immunosuppresseur, anti-inflammatoire.. • Applications thérapeutiques