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Le système hormonal

Introduction

Nous avons vu que dans l’organisme un système de communication nerveuse sert de mode de communication assurant la transmission rapide d’informations, et induisant des réactions courtes dans le temps. Cette communication a été montrée expérimentalement très tôt, sans l’Antiquité. Mais il existe une autre forme de communication, chimique cette fois, présente dans l’organisme, et qui n’a été démontrée avec certitude qu‘au début de notre siècle : elle est assurée par le système hormonal.

1 Expérimentations visant à l'étude de la liaison hormonale

1.1 La découverte de la première hormone : la sécrétine

Au cours d ‘expériences réalisées sur le système digestif d’une jeune chienne, notamment sur la liaison entre intestin et pancréas, deux chercheurs anglais, Bayliss et Sterling, ont montré que l’intestin, communiquant seulement par les voies sanguines avec le pancréas, sécrète une substance qui peut stimuler la sécrétion pancréatique en passant par cette voie. Ils ont ainsi fait la démonstration que :

  • ce mécanisme ne nécessite pas de communication nerveuse entre les deux organes
  • un extrait de muqueuse intestinale introduit dans le sang peut déclencher une sécrétion pancréatique, si l’extrait a été en contact avec de l’acide chlorhydrique
  • il y a donc une réaction de la muqueuse à l’acide chlorhydrique, qui produit une substance active, appelée par leurs soins la sécrétine.

Ils ont donc pu émettre l’hypothèse, étayée par leurs expériences, que dans des conditions normales, les produits acides venant de l’estomac ont pu stimuler cette muqueuse, et ainsi qu’une telle substance existe bien et est émise dans le sang.

On a pu par la suite identifier cette substance, et bien d’autres encore qui jouent le même rôle de messager chimique entre organes. On appelle ces substances les hormones (du grec hormân : exciter).

1.2 L'étude expérimentale de la communication hormonale

Nous étudierons ici le cas de la production d’hormone par les testicules. Il apparaît en effet que ceux-ci n’ont pas seulement une fonction reproductrice, mais sécrètent également des hormones (notamment la testostérone) qui influent sur certains organes de l’individu.

La castration, ou suppression des deux testicules chez un sujet mâle, provoque des effets divers suivant l’âge où elle est pratiquée :

  • Chez un sujet embryonnaire, la castration entraîne la naissance d’un sujet femelle sans ovaire.
  • Chez un animal jeune, elle empêche le passage à l’âge adulte à la puberté : pas de développement des organes génitaux, caractères sexuels secondaires absents (chez l’homme, la pilosité, la musculature, la modification de la voix).
  • Chez un sujet adulte, il peut se produire une régression de ces caractères sexuels secondaires, mais elle est généralement discrète.

Donc les testicules ont bien une fonction particulière : ils influent sur le développement de l’individu mâle, en agissant sur des organes très divers.

La greffe de testicules ou l’injection d’extraits testiculaires dans le sang permet de préciser la manière dont est assurée cette fonction. Par ces opérations, qui ne rétablissent pas les liaisons nerveuses entre l’organe greffé et l’organisme qui le reçoit, on constate une suppression des effets de la castration, sauf bien sûr pour la stérilité. Or, la liaison sanguine est ici la seule possibilité d’explication, on peut donc aisément conclure qu’une communication entre testicule greffé (ou extraits testiculaires) et organisme receveur s’établit par le sang sous forme de substance chimique, de manière similaire à ce que l’on a pu voir dans l’expérience de Bayliss et Sterling.

On dit que le testicule est une glande endocrine, c’est à dire qu’il envoie des messages à d’autres organes circulant par le sang. Il fait donc partie du système endocrinien, qui est l’ensemble des glandes endocrines.

Les hormones sont alors des substances chimiques sécrétées par ces glandes endocrines, véhiculées par le sang et la lymphe, et agissant sur des cellules cibles possédant des récepteurs hormonaux spécifiques.

2 La communication hormonale

2.1 Les hormones

Les hormones sont des substances chimiques sécrétées par les glandes endocrines, véhiculées par le sang et la lymphe, et agissant sur des cellules cibles possédant des récepteurs hormonaux spécifiques. Elles sont parfois regroupées en une glande hormonale (l’hypophyse, la thyroïde sont des glandes hormonales et sécrètent plusieurs types d’hormones).

Les hormones, on l’a vu, sont des cellules endocrines, c’est à dire qu’elles circulent dans le milieu intérieur de l’organisme, afin de modifier au final le comportement d’un organe. Une concentration très faible d’hormone dans le sang suffit à induire des changements spectaculaires à ce niveau.

2.2 Les organes effecteurs reçoivent le message hormonal

Les organes effecteurs, qui sont les organes cibles de l’activité hormonale, possèdent au niveau de leur cellule des molécules fixant l’hormone, qu’on appelle des récepteurs spécifiques de l’hormone. Les cellules possèdent de nombreux types de récepteurs et peuvent donc reconnaître plusieurs types d’hormones.

Les récepteurs peuvent être placés dans la membrane cellulaire et peuvent donc entrer en contact avec les hormone à l’extérieur de la cellule, à leur passage, ou sont alors placés à l’intérieur même de la cellule, les hormones pénétrant par la membrane cellulaire alors perméable.

2.3 Nature du message hormonal

On constate dans le sang une variation de la concentration des hormones, ce qui constitue pour l’organe effecteur un véritable message : le message hormonal est codé en variations d’amplitude, qui est en fait une variation de la concentration plasmique d’hormones. La réponse des cellules cibles va donc varier en fonction de la quantité d’hormone fixée qui dépend elle-même de cette concentration.

Cette variation de concentration hormonale dans le sang est due à deux mécanismes antagonistes :

  • la sécrétion hormonale, qui est intermittente et contrôlée
  • la destruction rapide des hormones libérées, dès que la liaison hormone - récepteur cède, mettant un terme à la réponse de la cellule cible et conduisant à la destruction de la molécule hormonale.

Enfin, signalons que la réponse dépendra aussi de la richesse en récepteurs spécifiques de la cellule cible, pour l’hormone considérée.

3 Les mots-clés

  • Hormone :
    • Messager hormonal, complexe hormone – récepteur, récepteurs spécifiques, concentration sanguine.
  • Système endocrinien :
    • Glande endocrine, cellule sécrétrice.
    • Milieu intérieur, sang, lymphe.
  • Fonctions :
    • Sécrétion, communication hormonale, diffusion du message hormonal, interaction hormone – récepteur.

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