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Hormone / Hormonologie

Une hormone est une molécule messagère produite par une cellule endocrine pour agir à distance par voie sanguine sur une cellule-cible en réponse à une stimulation. L’hormonologie est la discipline biologique qui procède aux dosages hormonaux.


Le fonctionnement normal et pathologique du système endocrinien est le champ d’action de l’endocrinologie, spécialité médicale à part entière. Ce système endocrinien repose sur l’action des hormones sur les cellules-cibles. La plupart des cellules endocrines sont stimulées par l’hypothalamus via l’hypophyse, avec un mécanisme de rétrocontrôle. Quand le taux sanguin d’une hormone baisse, le niveau de l’hormone responsable de sa sécrétion augmente, et inversement.


Qu’est-ce qu’une hormone ?

Le terme hormone, d’étymologie grecque, a été forgé en 1905 par l’anglais Ernest Starling pour qualifier des substances qui assurent une liaison chimique entre  différents organes. Une hormone est donc une substance chimique active à très faible dose, synthétisée en réponse à une stimulation par des cellules glandulaires situées soit dans une glande endocrine soit dans un tissu endocrinien, et qui agit à distance par voie sanguine sur les récepteurs spécifiques des cellules-cibles. On peut donc considérer les hormones comme des molécules messagères.

Qui était Ernest Starling ?

Ernest Starling (1866 – 1927) est un célèbre physiologiste anglais, considéré comme l’un des pères fondateurs de l’endocrinologie. C’est en effet lui qui,  avec son beau-frère Bayliss, a découvert en 1902 la sécrétine, la toute première hormone identifiée (il s’agit une hormone peptidique). En 1905, il imagine le néologisme « hormone ». Mais il est loin de s’être contenté de cette découverte majeure. On lui doit en effet l’énoncé de la fameuse loi de Franck-Starling en physiologie cardiaque, ainsi que la découverte du péristaltisme en physiologie musculaire ; quant à la loi de Starling (sans Franck), elle décrit les mouvements des fluides au sein de l’organisme.
Il est par ailleurs l’auteur d’une célèbre conférence prononcée en hommage à William Harvey (le découvreur de la circulation sanguine) en 1923, publiée sous le titre de La sagesse du corps. Bref, un esprit brillant et universel.

Glande endocrine vs glande exocrine

Une glande endocrine libère directement dans le sang de sa veine de drainage sa sécrétion, en l’occurrence une ou plusieurs hormones. A contrario, une glande exocrine expulse, via son canal excréteur, sa sécrétion vers l’extérieur, soit directement à la peau, soit par le tube digestif ou l’appareil respiratoire. La production hormonale ne concerne donc que les glandes (ou les tissus) endocrines. Certaines glandes comme le pancréas sont à la fois endocrines (insuline, glucagon et somatostatine) et exocrines (suc pancréatique).

On notera que l’on parle de glande endocrine, mais de maladie endocrinienne, les deux adjectifs endocrine et endocrinien ayant des usages différents précis.

Système endocrinien : glandes endocrines et tissu endocrinien

Les hormones sont produites par des cellules spécialisées qui se trouvent soit dans des glandes exclusivement endocrines, soit dans des glandes ou des tissus  qui ont aussi une autre fonction que la production d’hormones.

A) Les glandes exclusivement endocrines sont, en partant de la tête 

1) L’épiphyse, ou glande pinéale 

Elle appartient à l’épithalamus (situé dans le diencéphale). Elle sécrète de la mélatonine à partir de la sérotonine, ce qui lui donne un rôle essentiel dans la régulation des rythmes biologiques (alternance veille/sommeil et rythmes saisonniers). Il semble que Galien, célèbre médecin du IIème siècle de l’ère chrétienne, ait connu son existence.

2) La thyroïde (ou glande thyroïde) 

Elle est située au niveau du cou, en avant de la trachée. Elle a la forme d’un papillon, avec ses deux lobes latéraux et son isthme médian. Son hypertrophie pathologique porte le nom de goitre, terme réservé à l’hypertrophie thyroïdienne. La thyroïde régule un grand nombre de fonctions métaboliques par l’intermédiaire des trois hormones qu’elle sécrète : la triiodothyronine ou T3, la thyroxine ou T4 et la calcitonine. Cette dernière, sécrétée par les cellules C, joue un rôle essentiel dans la régulation du métabolisme phosphocalcique. Très schématiquement, on peut  considérer la thyroïde comme une sorte de thermostat : en cas d’hyperthyroïdie, certaines fonctions vont s’emballer (tachycardie, amaigrissement, insomnie…) ; c’est l’inverse en cas d’hypothyroïdie (bradycardie, prise de poids, somnolence…). Son fonctionnement nécessite la présence d’iode. Dans certaines régions où l’eau de source est pauvre en iode, on observait autrefois une forme particulière de débilité mentale appelée « crétinisme goitreux » (d’où vient l’expression injurieuse mais réaliste « crétin des Alpes »).
L’ablation totale ou partielle de la thyroïde  est une thyroïdectomie totale ou une lobo-isthmectomie.

3) Les parathyroïdes (glandes parathyroïdes)

Ce sont de très petites glandes situées dans la loge thyroïdienne, habituellement au nombre de quatre (deux de chaque côté). Elles sécrètent la parathormone (PTH),  essentielle dans la régulation du métabolisme phosphocalcique. L’hyperparathyroïdie entraîne une hypercalcémie ; elle peut être primaire, le plus souvent provoquée par un adénome d’une des parathyroïdes, ou secondaire, en général par résistance à la PTH provoquée le plus souvent par une insuffisance rénale chronique. Le seul traitement de l’hyperparathyroïdie symptomatique est l’ablation chirurgicale de la glande (ou des glandes) pathologique(s). L’hypoparathyroïdie, inversement, est responsable d’une hypocalcémie. Elle peut être secondaire à l’ablation involontaire des parathyroïdes lors d’une thyroïdectomie totale.

4) Les deux surrénales (glandes surrénales)

Elles sont situées, comme leur nom l’indique, au-dessus de chaque rein. Elles sont en fait constituées par l’association de deux glandes d’origine et de fonction différentes, la corticosurrénale en périphérie et la médullosurrénale au centre.

a) La corticosurrénale sécrète trois types d’hormones : les hormones glucocorticoïdes que sont le cortisol et la corticostérone ; une hormone minéralocorticoïde, l’aldostérone ; et des androgènes surrénaliens (DHEA et androstènedione), qui sont aussi sécrétés par les gonades (testicules et ovaires). Le cortisol a de nombreux effets métaboliques ; on l’appelle parfois « hormone du stress ». L’aldostérone  agit essentiellement au niveau rénal, et joue un rôle dans la régulation de la pression artérielle et de l’équilibre acidobasique. Elle provoque la rétention de sodium (Na) et la fuite de potassium (K). Les androgènes surrénaliens sont des précurseurs de la testostérone. La fameuse DHEA a été très utilisée il y a quelques années en complément alimentaire dans un but de « rajeunissement ».
On décrit des hypofonctionnements et des hyperfonctionnements des corticosurrénales. L’insuffisance surrénale peut être chronique ou aiguë. Quand elle est chronique, elle peut être primitive, et elle porte alors le nom d’insuffisance surrénale lente ou maladie d’Addison, d’origine auto-immune ou infectieuse (classiquement la tuberculose), ou secondaire (par exemple provoquée par une corticothérapie au long cours). L’hypersécrétion de la corticosurrénale peut porter sur le cortisol (hypercorticisme) ou sur l’aldostérone (hyperaldostéronisme). Les symptômes de l’hypercorticisme définissent le syndrome de Cushing. Quand il est provoqué par un adénome hypophysaire corticotrope, c’est une maladie de Cushing.
L’hyperaldostéronisme primaire entraîne une hypertension artérielle sévère. Quand il est dû à un adénome surrénalien, il s’agit d’un syndrome de Conn (l’HTA est alors curable en enlevant chirurgicalement cet adénome) ; mais il peut aussi s’agir d’une hyperplasie des deux corticosurrénales. 

b) La médullosurrénale présente des cellules dites chromaffines qui sécrètent des catécholamines : adrénaline et noradrénaline. Ces deux substances sont utilisées en réanimation sous le nom d’amines pressives, car elles augmentent la pression artérielle. Il n’existe pas d’insuffisance de sécrétion des catécholamines, car elles sont également produites en dehors de la médullosurrénale. Mais il existe en revanche une hypersécrétion surrénalienne de catécholamines, le phéochromocytome, qui provoque une HTA sévère (comme l’adénome de Conn).

B) Les glandes mixtes

Ce sont, par ordre alphabétique, le foie, les gonades, le pancréas, les reins et le thymus.

1) Le foie

Le foie a une fonction endocrine accessoire, par le biais de l’angiotensine, hormone peptidique à action hypertensive. Les adipocytes remplissent les deux fonctions endocrine et exocrine, faisant du foie une glande « amphicrine homotypique ».

2) Les gonades (ovaires et testicules)

Elles sont à la fois les organes de la reproduction et des glandes endocrines produisant des hormones dites sexuelles. Les ovaires sécrètent des œstrogènes en première partie de cycle et de la progestérone en seconde partie ; les testicules produisent aussi des œstrogènes, mais surtout  de la testostérone. Les hormones féminines ne sont produites que de la puberté à la ménopause, qui se définit par l’arrêt de la production de ces hormones.

3) Le pancréas

C'est une glande « amphicrine hétérotypique », dans la mesure où ce ne sont pas les mêmes cellules qui remplissent les deux fonctions : les cellules acineuses sont exocrines, et sécrètent le suc pancréatique ; les cellules des îlots de Langerhans sont  endocrines, et sont spécialisées dans la sécrétion de l’insuline (cellules β), du glucagon (cellules α), de la somatostatine et du polypeptide pancréatique. L’insuline et le glucagon sont les hormones de la glycorégulation (hypoglycémiante pour l’insuline, hyperglycémiante pour le glucagon. La somatostatine diminue la plupart des mécanismes digestifs et inhibe la sécrétion d’insuline et de glucagon. Le polypeptide pancréatique diminue la contractilité vésiculaire et la sécrétion exocrine du pancréas.

4) Les reins

Ils ont, en plus de leur fonction d’excrétion, une production hormonale : la rénine et l’EPO. La rénine est une enzyme qui fait partie du système rénine – angiotensine – aldostérone, actif sur la volémie. L’EPO ou érythropoïétine est un facteur de croissance qui augmente le nombre des érythrocytes (les globules rouges). Elle est surtout connue du grand public pour son utilisation frauduleuse dans le dopage sportif.

5) Le thymus

C'est est un organe médiastinal (situé dans le médiastin) qui joue un rôle important dans la mise en place du système immunitaire en assurant la maturation des lymphocytes T appelés thymocytes. Son activité est maximale au moment de la puberté, puis il involue à l’âge adulte. Le thymus produit deux hormones, la thymopoïétine et la thymosine, laquelle favorise l’immunocompétence des lymphocytes T.

C) Cellules endocrines disséminées 

Certains organes, notamment digestifs, contiennent également des cellules endocrines spécialisées. Les cellules G de la muqueuse pylorique de l’estomac sécrètent la gastrine, hormone qui stimule la production d’acide chlorhydrique (HCl) par le fundus gastrique. L’intestin fabrique également plusieurs hormones peptidiques comme la cholécystokinine, l’incrétine, la motiline ou la sécrétine, dont on parle peu mais dont on rappelle qu’elle fut la première hormone découverte.

D) Hormones peptidiques

Les hormones peptidiques( ou polypeptidiques) sont des peptides qui possèdent une action hormonale. La liste en est longue, et comprend notamment l’ACTH, l’ADH, l’hormone de croissance (GH), l’insuline, le glucagon, la somatostatine, etc. Citons également la leptine, impliquée dans la régulation du poids.

E) Hormones de la régulation du poids

La leptine (en grec, leptos veut dire mince) est souvent appelée « hormone de la satiété », car elle a une action anorexigène, contrairement à son antagoniste, la ghréline, hormone qui stimule l’appétit. La leptine est sécrétée en partie par le tissu adipeux blanc, qui possède, outre sa fonction de stockage des acides gras, une importante activité endocrine.

F) Hormones de la grossesse

Dès le début de la grossesse, une hormone appelée gonadotrophine chorionique humaine (β-HCG) est sécrétée en grande quantité, ce qui permet le maintien du corps jaune gravidique. La détection  de cette hormone dans l’urine permet le test de grossesse. On peut aussi  doser la β-HCG dans le sang, ce qui est à la fois quantitatif et plus fiable. Son taux augmente pendant le premier trimestre (d’où les nausées), puis disparaît ensuite. Le placenta prend le relais du corps jaune pour la production  des œstrogènes (leur taux peut être multiplié par 1000) et de la progestérone, hormones qui permettent le développement de l’embryon, et qui sont responsables de l’arrêt des règles pendant toute la grossesse. 
Lors de l’accouchement, le taux de progestérone chute brusquement, et d’autres hormones entrent en jeu, comme l’ocytocine et l’adrénaline. L’ocytocine est une hormone hypothalamique excrétée par la neurohypophyse. Son action positive sur différents comportements comme l’empathie explique qu’on la qualifie souvent d’hormone « du plaisir » voire d’hormone « du bonheur ».
Après l’accouchement le taux des hormones va revenir progressivement à la normale, sauf pour la prolactine en cas d’allaitement.

G) Le système neuroendocrinien

Le système neuroendocrinien est composé de cellules neuroendocrines, appelées ainsi parce qu’elles sont assimilables à des neurones tout en produisant des hormones. Elles reçoivent des signaux du système nerveux, auxquels elles répondent par une sécrétion hormonale. Le prototype de ce mode de fonctionnement est l’axe hypothalamo-hypophysaire : les cellules de l’hypophyse sont neuroendocrines, et reçoivent des impulsions nerveuses en provenance de l’hypothalamus. De même les parathyroïdes et les médullosurrénales sont constituées en majorité de cellules neuroendocrines. En réalité on trouve des cellules neuroendocrines dans presque tous les organes : tout le tube digestif, la vésicule biliaire, le pancréas, la thyroïde (cellules C), les voies respiratoires. On parle de système neuroendocrinien diffus.
Les cellules neuroendocrines peuvent être à l’origine de rares tumeurs neuroendocrines (TNE en français, NETs en anglais), qui peuvent être ou sécrétantes ou non, bénignes ou malignes (cancer médullaire de la thyroïde). Ces tumeurs peuvent faire partie du cadre de certaines maladies génétiques comme la néoplasie endocrine multiple de Von Hippel-Lindau.

H) Système APUD et système endocrinien diffus

L’acronyme anglais APUD, qui signifie Amine Precursor Uptake and Decarboxylation, est un concept quelque peu obsolète de système endocrinien diffus de l’organisme composé de cellules capables de capter et de stocker les amines pour sécréter des hormones polypeptidiques. Les cellules argentaffines et les cellules neuroendocrines en feraient partie.

I) Antihormone

Une antihormone est une molécule capable d’inhiber de façon compétitive le complexe formé par une hormone et son récepteur cellulaire.

Axe hypothalamo-hypophysaire

La sécrétion de la plupart des hormones est sous la dépendance de l’axe hypothalamo-hypophysaire, qui fonctionne selon le principe du rétrocontrôle (feedback).
L’hypothalamus, véritable tour de contrôle du système endocrinien, se trouve dans le diencéphale, sous le thalamus. Il sécrète des neurohormones qu’on appelle « libérines », terme à vrai dire peu employé au profit de son équivalent anglo-saxon releasing hormone ou RH. Ces releasing hormones agissent en plus (accélération) ou en moins (freinage) sur la production de « stimulines » par l’hypophyse. Les stimulines hypophysaires déclenchent la production d’hormones par les glandes concernées.

Hypophyse

L’hypophyse, également appelée glande pituitaire, est située à la base du cerveau dans la « selle turcique », petite cavité de l’os sphénoïde qui lui est dédiée. Elle se situe sous le chiasma optique, qui est la zone de croisement des fibres des deux nerfs optiques. Elle est reliée à l’hypothalamus par la tige pituitaire. L’hypophyse comporte deux parties, deux lobes, aux fonctions bien différentes : l’antéhypophyse ou adénohypophyse et la posthypophyse ou neurohypophyse.

A) L’antéhypophyse

Elle produit cinq types d’hormones 

1) l’hormone de croissance ou GH (Growth Hormone), ou somatotrophine (ou encore somatotropine).
2) La prolactine ou PRL.
3) La thyréostimuline ou thyréotrophine, mais habituellement appelée par son sigle anglais  TSH (Thyroid-stimulating hormone).
4) L’hormone adénocorticotrope ou ACTH.
5) Les hormones gonadotropes LH (hormone lutéinisante) et FSH (hormone folliculostimulante).

L’hypersécrétion d’une de ces hormones est en général le fait d’un adénome hypophysaire (tumeur bénigne), dont les deux plus fréquents sont l’adénome lactotrope, qui sécrète de la prolactine, et l’adénome somatotrope, qui sécrète de l’hormone de croissance. Mais à chacune des cinq types de stimulines antéhypophysaires peut correspondre un adénome.
Inversement on peut observer une insuffisance de production hormonale. Cette insuffisance antéhypophysaire porte le nom d’hypopituitarisme, qui peut porter sur une seule hormone (exemple : insuffisance somatotrope responsable d’un retard de croissance chez l’enfant), ou sur l’ensemble de la production hormonale : panhypopituitarisme.

B) La posthypophyse ou neurohypophyse

Elle ne produit pas d’hormone, mais stocke l’hormone antidiurétique, l’ADH également appelée vasopressine. Celle-ci est en réalité sécrétée par l’hypothalamus. Un défaut de production d’ADH est responsable d’un diabète insipide ; son hyperproduction déclenche un syndrome de sécrétion inappropriée d’ADH, le SIADH, qui peut être responsable d’une « intoxication à l’eau ». La posthypophyse excrète également l’ocytocine, qui est une autre hormone hypothalamique.

Maladies endocriniennes : dysfonctionnements et tumeurs

La plupart des affections endocriniennes concerne(nt) la production hormonale, qui peut être excessive (par exemple l’hyperthyroïdie) ou au contraire déficitaire (l’hypothyroïdie pour rester dans le registre thyroïdien). Il s’agit donc d’un dysfonctionnement hormonal, qui, dans le cas retenu ici, sera une dysthyroïdie. Ce schéma d’hyper et d’hyposécrétion est le même pour toutes les autres productions hormonales, le préfixe « dys » indiquant ici un fonctionnement inadéquat (mais ce préfixe peut avoir d’autres significations : la dysménorrhée est le nom des règles douloureuses, et la dysurie désigne la nécessité de pousser pour uriner).
Bien entendu les glandes endocrines peuvent être atteintes par une infection, un processus auto-immun (thyroïdite auto-immune) ou par un processus tumoral bénin ou malin, qui ne concerne pas la production hormonale. Si l’on reste dans le domaine thyroïdien, l’endocrinologue se trouve souvent confronté à ce que l’on appelle un « nodule thyroïdien », autrement dit une masse apparue dans un des deux lobes de la thyroïde, pour laquelle la démarche diagnostique va permettre de déterminer si ce nodule est bénin (kyste ou adénome) ou malin (cancer de la thyroïde). Les nodules de la thyroïde ne s’accompagnent habituellement pas de dysthyroïdie, mais celle-ci reste possible, notamment sous forme d’hyperthyroïdie dans l’adénome « toxique ».
Il existe, à l’opposé de ces tumeurs non sécrétantes d’une glande endocrine, des tumeurs bénignes ou malignes qui fabriquent en excès l’hormone sécrétée par l’organe sur laquelle elles se développent. C’est ainsi que peuvent advenir dans le pancréas des insulinomes ou des glucagonomes, responsables d’une sécrétion anormalement élevée d’insuline ou de glucagon. Il existe également des gastrinomes pancréatiques ou duodénaux pouvant entraîner un syndrome de Zollinger-Ellison caractérisé par la présence d’ulcères gastriques ou duodénaux agressifs et  résistants au traitement.
Enfin l’on décrit de plus en plus souvent, notamment au niveau des surrénales, des « incidentalomes », néologisme formé à partir de l’anglais (incidental tumor ou incidentaloma). Il s’agit de masses d’allure tumorale découvertes fortuitement par un examen d’imagerie chez un patient asymptomatique.

Endocrinologie - Diabétologie

L’endocrinologie est la spécialité médicale (au sens exact du terme, c’est-à-dire sanctionnée par un diplôme national) qui prend en charge les maladies des glandes endocrines, et notamment le diabète. Cependant, la diabétologie n’est pas une spécialité médicale à part entière, et les endocrinologues n’ont pas l’exclusivité de la prise en charge des patients diabétiques. De nombreux médecins internistes ont également la compétence en diabétologie.
Il existe des disciplines médicales qui comportent un volet endocrinien plus ou moins développé, notamment la gynécologie (et particulièrement la partie qui s’occupe de la reproduction) et l’andrologie, dans la mesure où les gonades  femelles (les ovaires) et mâles (les testicules) sont aussi des glandes endocrines.

Chirurgie endocrinienne

La chirurgie endocrinienne est, cela tombe sous le sens, la discipline chirurgicale qui prend en charge les interventions sur les glandes endocrines pathologiques. La francophonie dispose d’une association, l’AFCE (Association francophone de chirurgie endocrinienne), dont l’emblème est le rhinocéros. C’est en effet chez ce sympathique et gracieux mammifère périssodactyle que furent découvertes les glandes parathyroïdes (et pourtant on a du mal à imaginer la dissection d’un rhinocéros à la recherche de ces glandes minuscules).
Le champ d’action de cette chirurgie est assez vaste, mais concerne au premier chef la chirurgie de la thyroïde et des parathyroïdes, et, à un moindre degré, la chirurgie des surrénales. Ne relève pas de cette discipline la chirurgie de certaines glandes endocrines comme les ovaires (gynécologie), les testicules (urologie), l’hypophyse (neurochirurgie) ou encore le pancréas (chirurgie viscérale et digestive).
La chirurgie endocrinienne n’est pas une spécialité chirurgicale au sens universitaire du terme. C’est une orientation que choisissent de prendre certains chirurgiens, éventuellement à titre exclusif.
La chirurgie thyroïdienne et parathyroïdienne se partage entre chirurgiens viscéraux, vasculaires ou encore ORL. C’est un peu affaire d’écoles régionales. La chirurgie des surrénales est pratiquée aussi bien par des chirurgiens viscéraux que par des urologues.

Hormonologie

L’hormonologie n’est pas une discipline clinique mais biologique. Elle consiste à réaliser les dosages hormonaux dont les endocrinologues ont besoin pour la prise en charge diagnostique et thérapeutique de leurs patients.
Un seul exemple suffira pour comprendre l’intérêt des dosages hormonaux : le bilan thyroïdien, fréquemment demandé. Lorsqu’un médecin suspecte une dysthyroïdie, il commence par demander un dosage de la TSH ultra-sensible (c’est la méthode de dosage qui est ultrasensible). Une TSH élevée traduit une hypothyroïdie, une TSH basse permet de diagnostiquer une hyperthyroïdie. Ceci se comprend aisément : quand la production d’hormones thyroïdiennes est basse (hypothyroïdie), la stimulation de la glande thyroïde par la TSH, hormone stimulante, augmente, et inversement, selon le principe du rétrocontrôle.
Pour affiner le bilan le médecin peut prescrire un dosage des hormones thyroïdiennes, T3 libre (T3L) et T4 libre (T4L). Le dosage de la T3L est plus sensible et plus spécifique que celui de la T4L, mais plus difficile à réaliser. Sauf exception les règles de bonne pratique recommandent de se contenter du dosage de la T4L.
En pratique et en simplifiant à l’extrême, le dosage de la TSH permet le diagnostic de dysthyroïdie, et celui de la T4L le suivi des patients traités.

Article publié le 27 mai 2019

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