Cours de Biologie > DEUG > Physiologie Animale > TDs : problème hypothalamo-hypophysaire et absorption digestive.
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Physiologie Animale,

TD :

Le problème hypothalamo-hypophysaire.

L’hypothalamus contrôle le système endocrinien par l’hypophyse (glande pituitaire). Ces deux structures constituent l’axe hypothalamo-hypophysaire.

I\ Organisation anatomique de l’axe hypothalamo-hypophysaire.

 

A\ L’hypophyse.

C’est une petite glande de 0,6 gramme chez l’Homme. Elle est suspendue à l’hypothalamus par la tige pituitaire. Elle se situe dans une petite cavité osseuse (selle tercique) de l’os sphénoïde (à la base du crâne).

Cette hypophyse comporte deux parties d’origine embryologique différente :

- L’adénohypophyse ( ou antéhypophyse) : elle est en position antérieure de l’hypophyse. Son origine embryologique est ectodermique ; elle provient d’un ectoderme non différencié.

- La neurohypophyse (ou posthypophyse) : elle est d’origine neurodermique.

 

1\ L’adénohypophyse.

Elle est constituée de différents types cellulaires sécréteurs. Chaque type sécrète des hormones différentes : c’est une glande pluri-endocrinienne). L’activité sécrétrice est contrôlée par les neurones hypothalamiques.

 

2\ La neurohypophyse.

Elle ne contient aucune cellule glandulaire. Elle contient des faisceaux d’axones dont les terminaisons libèrent des neurosécrétions.

 

B\ L’hypothalamus.

Il est constitué par de nombreux noyaux.

Au niveau de l’hypothalamus antérieur, on trouve les noyaux : para-ventriculaire, supra-optique, pré-optique et supra-chiasmatique.

Au niveau de l’hypothalamus médian, on trouve le noyau arqué et le noyau tubéro-latéral.

Le contrôle est direct au niveau de la neurohypophyse où les neurones qui sont issus de l’hypothalamus libèrent des neurosécrétions dans la circulation générale (grâce à la vascularisation) : on parle alors de neuro-hormones.

Le contrôle indirect a lieu au niveau de l’adénohypophyse où d’autres neurones hypothalamiques libèrent des sécrétions régulatrices mais dans le système porte adénohypophysaire.

à RH : releasing hormone (=libérine)

à IN : inhibiting hormone (=inhibine).

Ces neurosécrétions libérées dans ce système contrôlent la synthèse et la libération de véritables hormones sécrétées par les cellules glandulaires de l’adénohypophyse.

C’est un système neuroendocrinien.

 

C\ Notions importantes en neuroendocrinologie.

Neurosécrétions : certaines cellules fonctionnent soit comme un neurone, soit comme des cellules endocriniennes (ex : neurones hypothalamiques). L’information électrique est transformée en information hormonale.

Système porte : un système porte est une liaison vasculaire particulière, constituée de vaisseaux situés entre deux systèmes capillaires. Dans l’adénohypophyse, il permet aux neurosécrétions d’atteindre rapidement les cellules glandulaires sans être dilués.

 

II\ La neurohypophyse.

 

A\ Les neurohormones neurohypophysaires.

Il existe deux types de neurohormones neurohypophysaires :

- ADH : Hormone AntiDiurétique.

- L’OT : Ocytocine.

Ces deux hormones sont très proches chimiquement ; elles contiennent neuf acides aminés et diffèrent par deux d’entre eux.

Les précurseurs de ces hormones sont synthétisés dans des gros neurones, au niveau des noyaux para-ventriculaire et supra-optique.

Le précurseur de l’ADH est la propressophysine.

Le clivage s’effectue dans les axones et les hormones sont libérées dans les terminaisons axoniques.

 

1\ Rôle de l’ADH.

L’ADH a deux organes cibles :

- Le rein : elle la réabsorption en eau en augmentant la perméabilité à l’eau au niveau des tubes collecteurs.

- Les vaisseaux : elle entraîne une vasoconstriction (resserrement des vaisseaux).

 

2\ Rôle de l’OT.

Elle a deux organes cibles :

- Les glandes mammaires où elle permet l’éjection du lait en autorisant la contraction des cellules myo-épithéliales de ces glandes.

- L’utérus : pendant l’accouchement, elle agit sur la contraction du muscle lisse de l’utérus (myomètre) pour expulser le bébé.

 

B\ Contrôle des sécrétions.

1\ L’ADH.

Le contrôle de l’ADH se fait directement sur l’hypothalamus grâce aux osmorécepteurs (sensibles à la pression osmotique) où une baisse de la pression osmotique entraîne une diminution de la sécrétion d’ADH pour compenser une diminution de cette pression osmotique. Le contrôle est aussi assuré par l’intermédiaire du système cardiovasculaire, où, des volorécepteurs (récepteurs à la volémie) enregistrent les changements de pression. Ils se situent au niveau des oreillettes et des gros troncs veineux.

Une hausse de la volémie entraîne un diminution d’ADH. Une diminution de volémie entraîne, elle, une augmentation de sécrétion d’ADH.

D’autres facteurs comme, la chaleur, les émotions, la nicotine, peuvent accroître le sécrétion d’ADH. Le froid et l’alcool entraînent, eux, une réduction de la libération d’ADH.

2\ L’ocytocine.

La régulation de l’ocytocine est prise en charge par deux réflexes :

- réflexe d’éjection du lait : pendant la tétée, des mécanorécepteurs sont stimulés par afférence sensorielle (système nerveux central) à hypothalamus à ocytocine à circulation générale à glandes mammaires à éjection du lait.

- Réflexe de contraction de l’utérus : la dilatation du col utérin (stimulus) est enregistrée par des mécanorécepteurs à système nerveux central à hypothalamus à ocytocine à circulation générale à myomètre à augmentation des contractions utérines à expulsion du bébé.

III\ L’adénohypophyse.

Les hormones sont libérées par les cellules glandulaires de l’hypophyse. Ces hormones sont de type peptidique.

Ces neurohormones sont sécrétées au niveau des neurones parvo-cellulaires, dans les noyaux arqué, pré-optique, tubérolatéral, supracchiasmatique et para-ventriculaire (sert aux deux hypophyses).

Les neuropeptides régulent la sécrétion d’hormones.

A\ L’hormone de croissance.

L’hormone de croissance (GH ou somatotrope STH) est une protéine. Elle agit sur la croissance, avant la soudure des cartilages de conjugaison. Elle accroît le nombre de mitoses osseuses et cartilagineuses. Un déficit en cette hormone provoque le nanisme. Un excès entraîne une acromégalie.

Cette hormone a une action sur le métabolisme glucidique : elle est hyperglycémiante. Elle a aussi une action lipolytique, et un effet anabolisant avec les protéines.

Les contrôles :

- inhibiteur : GIH (somatostatine et SRIF)

- activateur : GRH (somatocrinine ou somatolibérine)

Les glucocorticoïdes, les hormones thyroïdiennes, les hypoglycémie et une augmentation du taux d’acides aminés vont avoir un effet régulateur sur cette hormone.

Les traumatismes (douleurs, froid, sommeil, exercice et jeune) vont avoir un effet de contrôle.

B\ La prolactine (P ou PRL).

C’est une protéine qui a pour organe cible les glandes mammaires. Elle agit sur les cellules sécrétrices du lait en permettant leur multiplication.

Elle favorise la synthèse des substances nutritives du lait :

- Activateurs (stimulants) : PRF, TRH, OT et deux réflexes (tétée et stimulation du col utérin).

- Inhibiteurs : PIH et dopamine.

C\ Les hormones gonadotrophes.

FSH, LH. Comme stimulant, on trouve le GnRH.


D\ La TSH (glycoprotéine).

Les hormones T 3 et 4 agissent sur les organes et tissus (sur le métabolisme cellulaire). Ces hormones augmentent la glycogénolyse (hépatique et musculaire), la lipolyse. Elles ont un effet anabolisant vis-à-vis des protéines. Elles permettent aussi une augmentation de la thermogenèse.

E\ L’ACTH (fonction corticotrope).

L’ACTH provoque la libération d’une substance hormonale (le cortisol) par les corticosurrénales, pendant le stress.

Pendant le stress, le système orthosympathique mis en place de suite, innerve la glande médullosurrénale qui va synthétiser de la noradrénaline et de l’adrénaline.

Le système limbique (qui régit les émotions) de certaines fonctions endocrines est bloqué par les émotions.

 


Physiologie Animale,

TD :

Absorption digestive.

I\ Introduction.

A\ Généralités.

· L’absorption a lieu tout au long du tube digestif.

· Au niveau de la bouche, on a l’absorption perlinguale.

· L’alcool passe dès l’estomac.

· Au niveau de l’anus, il y a aussi absorption (suppositoires).

L’absorption est faible : autour de 100 mg.

Au niveau intestinal, la quantité d’absorption digestive est de 1 kg. La digestion n’a de sens que si les nutriments peuvent être mis à la disposition des cellules de l’organisme grâce à un système d’absorption : la cellule intestinale. Le système de transport est composé par le sang et la lymphe.

B\ Dispositif absorbant.

L’intestin grêle a une longueur de 3 mètres et un diamètre de 4 cm. Ces dimensions donnent une surface de 0,35 m² (surface faible). Les valvules conniventes permettent de tripler la surface (1 m²). Les villosités permettent de passer à 10 m² (x10) et les microvillosités font passer cette surface à 200 m² (x20). Finalement, la surface d’échange est multipliée par 600.

Le sang chargé de nutriments remonte vers le foie (pour les glucides et protides) par les capillaires puis les veinules et enfin par les veines : c’est un système porte (1L/min). Après un repas, le débit passe à deux litres par minute.

Les chylifères permettent le transport des lipides. Ils se jettent dans le canal thoracique, dans la sous-clavière puis dans la veine cave (sang). Le débit est de 2 à 3 mL par minute.

II\ Les glucides.

A\ Introduction.

Les glucides représentent entre 55 et 60% de notre apport énergétique quotidien.

- Amidon : 50% des apports.

- Saccharose : 30%.

- Lactose et fructose : 20%.

Les polysaccharides complexes seront digérés par la cellulose.

B\ Digestion.

1\ Digestion intraluminale.

Cette partie de la digestion a lieu dans la lumière du tube digestif et permet l’hydrolyse des polyosides (amidons).

L’amylase est d’origine pancréatique et salivaire. Cette enzyme coupe les liaisons 14.

La digestion par l’amylase donne :

2\ Digestion des oligo et disaccharides.

Ces enzymes sont sur les bordures des cellules épithéliales.

L’-glucosidase donne la glucoamylase et l’-dextrinase sucrase.

3\ Absorption.

On a deux systèmes de transport : transport transcellulaire (glucose galactose) et diffusion paracellulaire.

L’absorption du glucose et du galactose est réalisée par l’intermédiaire d’une combinaison ternaire ; monosaccharide, transporteur Na+, avec nécessité de fournir de l’énergie.

L’affinité du transporteur pour le sucre augmente avec la concentration en Na+. Quand cette concentration est grande (ce qui est le cas dans la lumière du tube digestif), le transporteur fixe intensément le sucre. Le complexe ternaire passe sur la phase cytosolique. Le milieu étant faible Na+, il y a libération de sodium. Le milieu en est ensuite appauvri grâce à une ATPase NaK qui consomme de l’énergie.

Le glucose intracellulaire sort de la cellule par diffusion facilitée grâce à un second transporteur (Glut 2).

Le cas du fructose.

Le transport facilité est indépendant de la concentration en sodium. Le transporteur sur la face apicale est le Glut 5, celui de la face basale est le Glut 2.

La diffusion paracellulaire prend en charge 20% des sucres. C’est une diffusion passive sans apport d’énergie. Le passage se fait selon le gradient de concentration.

 

D\ Le devenir des sucres.

Les sucres qui n’auront pas été absorbés serviront de source d’énergie aux bactéries qui produisent des acides gras volatils et des gaz (H2, CO2, CH4).

III\ Les protides.

A\ Introduction.

On trouve deux types de protides : les protides d’origine exogène et les protides d’origine endogène.

1\ Les protéines exogènes.

Elles représentent 10 à 15% de notre apport énergétique quotidien. On ingère 1g de protide par kg (de masse corporelle) et par jour.

Les protéines végétales sont moins bien digestibles que les protéines animales, du fait qu’elles sont engagées dans des polymères ligneux qui les protègent.

La cuisson des aliments entraîne une modification de leur structure.

2\ Les protéines endogènes.

Ce sont les glycoprotéines enzymatiques (salivaire, gastrique, …). On en absorbe 20 à 30g par jour. Les protéines de la bile représentent 10 g par jour et les cellules desquamées apportent 30g par jour de protides.

Avec un apport de 60g de protéines exogènes et 60g de protéines endogènes, un sujet de 60kg excrète entre 6 et 12g de protides. On a alors une absorption comprise entre 90 et 95%.

B\ Digestion.

1\ Digestion intraluminale.

2\ Digestion entérocytaire (au niveau des cellules intestinales).

C\ Absorption.

1\ Absorption des acides aminés.

Le transport des acides aminés se fait grâce à des transporteurs. Certains seront Na-dépendants, d’autres seront indépendants.

2\ Les oligo-peptides.

Les dipeptides et les tripeptides sont transportés à travers la membrane par mécanisme Na+ indépendant mais H+ dépendant, ce qui coûte de l’énergie (avec la pompe Na/K).

D\ Le devenir des acides aminés.

Ils passent au niveau du sang et vont au foie pour servir à la synthèse protéique ou pour être dirigé vers d’autres organes comme les muscles.

IV\ Les lipides.

A\ Introduction.

Il existe des lipides exogènes (30% de l’apport énergétique quotidien). 80 à 90% sont des triglycérides, 10 à 20% sont des phospholipides ou du cholestérol. On trouve aussi des vitamines liposolubles. Parmi les acides gras essentiels, on trouve l’acide linolénique et l’acide arachidonique.

Parmi les lipides endogènes, on trouve les lipides biliaires, les lipides provenant des cellules desquamées et des bactéries détruites.

Il n’y a pas de limite à l’absorption des glucides et des protides. Les lipides, eux, en ont une. Quand la dose de lipides est supérieure à 300g/j, ils provoquent des stéatorrhées (diarrhées).

B\ Digestion.

1\ Généralités.

L’agitation mécanique et les sels biliaires réduisent la taille des grosses gouttelettes lipidiques. Cette première action permet une meilleure attaque de la lipase pancréatique. Les résidus de l’action de cette dernière enzyme sont des acides gras, des monoglycérides, des diglycérides et du glycérol.

Ensuite, les sels biliaires, les acides gras, les monoglycérides et les diglycérides forment des particules hydrosolubles : les micelles qui permettent de passer dans la phase aqueuse.

Les sels biliaires sont formés d’une molécule de cholestérol (non polaire), de plusieurs radicaux hydroxyles et d’une chaîne carbonée avec un radical carboxyle terminal. Le côté non-polaire du cycle stéroïde se dissout à la surface de la gouttelette lipidique non plaire et laisse la face polaire exposée à la surface. Comme les radicaux ionisés sont en surface, les petites gouttelettes ne peuvent pas se reformer en grosses gouttelettes.

2\ Digestion gastrique.

L’action de la lipase linguale permet la digestion lipidique en milieu acide, en l’absence de sels biliaires : elle permet l’hydrolyse de 10 à 30% des lipides au niveau stomacal.

3\ Digestion intestinale.

T6 lipase.

PL phospholipase A2.

Cholestérol cholestérol estérase.

Même schéma que pour les protéines.

Dans le duodénum et le jéjunum, les sels biliaires sont ionisés car le pH est supérieur au pKa : l’absorption est impossible.

Dans l’iléon, le milieu est de moins en moins alcalin (le pH diminue) : les sels biliaires ne sont plus ionisés et pourront être absorbés. C’est le cycle entéro-hépatique des sels biliaires (95% d’entre eux sont réabsorbés).

TD 1 : le problème hypothalamo-hypophysaire
TD 2 : l'absorption digestive
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