Informations

37.2 : Comment fonctionnent les hormones - Biologie

37.2 : Comment fonctionnent les hormones - Biologie


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Compétences à développer

  • Expliquer le fonctionnement des hormones
  • Discuter du rôle des différents types de récepteurs hormonaux

Les hormones interviennent dans les changements dans les cellules cibles en se liant à des récepteurs hormonaux spécifiques. De cette façon, même si les hormones circulent dans tout le corps et entrent en contact avec de nombreux types cellulaires différents, elles n'affectent que les cellules qui possèdent les récepteurs nécessaires. Les récepteurs d'une hormone spécifique peuvent se trouver sur de nombreuses cellules différentes ou peuvent être limités à un petit nombre de cellules spécialisées. Par exemple, les hormones thyroïdiennes agissent sur de nombreux types de tissus différents, stimulant l'activité métabolique dans tout le corps. Les cellules peuvent avoir de nombreux récepteurs pour la même hormone, mais possèdent souvent aussi des récepteurs pour différents types d'hormones. Le nombre de récepteurs qui répondent à une hormone détermine la sensibilité de la cellule à cette hormone et la réponse cellulaire qui en résulte. De plus, le nombre de récepteurs qui répondent à une hormone peut changer avec le temps, entraînant une augmentation ou une diminution de la sensibilité cellulaire. Dans la régulation à la hausse, le nombre de récepteurs augmente en réponse à l'augmentation des niveaux d'hormones, ce qui rend la cellule plus sensible à l'hormone et permet une plus grande activité cellulaire. Lorsque le nombre de récepteurs diminue en réponse à l'augmentation des niveaux d'hormones, appelée régulation à la baisse, l'activité cellulaire est réduite.

La liaison aux récepteurs altère l'activité cellulaire et entraîne une augmentation ou une diminution des processus corporels normaux. Selon l'emplacement du récepteur protéique sur la cellule cible et la structure chimique de l'hormone, les hormones peuvent induire des changements directement en se liant aux récepteurs hormonaux intracellulaires et en modulant la transcription des gènes, ou indirectement en se liant aux récepteurs de la surface cellulaire et en stimulant les voies de signalisation.

Récepteurs hormonaux intracellulaires

Les hormones dérivées des lipides (solubles) telles que les hormones stéroïdes diffusent à travers les membranes de la cellule endocrine. Une fois à l'extérieur de la cellule, ils se lient à des protéines de transport qui les maintiennent solubles dans la circulation sanguine. Au niveau de la cellule cible, les hormones sont libérées par la protéine porteuse et diffusent à travers la bicouche lipidique de la membrane plasmique des cellules. Les hormones stéroïdes traversent la membrane plasmique d'une cellule cible et adhèrent aux récepteurs intracellulaires résidant dans le cytoplasme ou dans le noyau. Les voies de signalisation cellulaire induites par les hormones stéroïdes régulent des gènes spécifiques sur l'ADN de la cellule. Les hormones et le complexe récepteur agissent comme des régulateurs de la transcription en augmentant ou en diminuant la synthèse de molécules d'ARNm de gènes spécifiques. Ceci, à son tour, détermine la quantité de protéine correspondante qui est synthétisée en modifiant l'expression des gènes. Cette protéine peut être utilisée soit pour modifier la structure de la cellule, soit pour produire des enzymes qui catalysent des réactions chimiques. De cette façon, l'hormone stéroïde régule des processus cellulaires spécifiques, comme illustré à la figure (PageIndex{1}).

Les protéines de choc thermique (HSP) sont ainsi nommées car elles aident à replier les protéines mal repliées. En réponse à une augmentation de la température (un « choc thermique »), les protéines de choc thermique sont activées par la libération du complexe NR/HSP. Dans le même temps, la transcription des gènes HSP est activée. Pourquoi pensez-vous que la cellule répond à un choc thermique en augmentant l'activité des protéines qui aident à replier les protéines mal repliées ?

D'autres hormones liposolubles qui ne sont pas des hormones stéroïdes, telles que la vitamine D et la thyroxine, ont des récepteurs situés dans le noyau. Les hormones diffusent à travers la membrane plasmique et l'enveloppe nucléaire, puis se lient aux récepteurs dans le noyau. Le complexe hormone-récepteur stimule la transcription de gènes spécifiques.

Récepteurs hormonaux à membrane plasmatique

Les hormones dérivées d'acides aminés et les hormones polypeptidiques ne sont pas dérivées des lipides (lipidiques) et ne peuvent donc pas diffuser à travers la membrane plasmique des cellules. Les hormones insolubles dans les lipides se lient aux récepteurs situés à la surface externe de la membrane plasmique, via les récepteurs hormonaux de la membrane plasmique. Contrairement aux hormones stéroïdes, les hormones insolubles dans les lipides n'affectent pas directement la cellule cible car elles ne peuvent pas pénétrer dans la cellule et agir directement sur l'ADN. La liaison de ces hormones à un récepteur de surface cellulaire entraîne l'activation d'une voie de signalisation ; cela déclenche l'activité intracellulaire et exerce les effets spécifiques associés à l'hormone. De cette façon, rien ne traverse la membrane cellulaire ; l'hormone qui se lie à la surface reste à la surface de la cellule tandis que le produit intracellulaire reste à l'intérieur de la cellule. L'hormone qui initie la voie de signalisation est appelée un premier messager, qui active un second messager dans le cytoplasme, comme illustré à la figure (PageIndex{2}).

Un deuxième messager très important est l'AMP cyclique (AMPc). Lorsqu'une hormone se lie à son récepteur membranaire, une protéine G associée au récepteur est activée ; Les protéines G sont des protéines distinctes des récepteurs qui se trouvent dans la membrane cellulaire. Lorsqu'une hormone n'est pas liée au récepteur, la protéine G est inactive et est liée au guanosine diphosphate, ou GDP. Lorsqu'une hormone se lie au récepteur, la protéine G est activée en se liant au guanosine triphosphate, ou GTP, à la place du GDP. Après la liaison, le GTP est hydrolysé par la protéine G en GDP et devient inactif.

La protéine G activée active à son tour une enzyme liée à la membrane appelée adénylyl cyclase. L'adénylyl cyclase catalyse la conversion de l'ATP en AMPc. L'AMPc, à son tour, active un groupe de protéines appelées protéines kinases, qui transfèrent un groupe phosphate de l'ATP à une molécule de substrat dans un processus appelé phosphorylation. La phosphorylation d'une molécule substrat modifie son orientation structurelle, l'activant ainsi. Ces molécules activées peuvent alors médier des changements dans les processus cellulaires.

L'effet d'une hormone est amplifié au fur et à mesure que la voie de signalisation progresse. La liaison d'une hormone à un seul récepteur provoque l'activation de nombreuses protéines G, qui activent l'adénylyl cyclase. Chaque molécule d'adénylyl cyclase déclenche alors la formation de nombreuses molécules d'AMPc. Une amplification supplémentaire se produit car les protéines kinases, une fois activées par l'AMPc, peuvent catalyser de nombreuses réactions. De cette façon, une petite quantité d'hormone peut déclencher la formation d'une grande quantité de produit cellulaire. Pour arrêter l'activité hormonale, l'AMPc est désactivé par l'enzyme cytoplasmique phosphodiestérase, ou PDE. La PDE est toujours présente dans la cellule et décompose l'AMPc pour contrôler l'activité hormonale, empêchant la surproduction de produits cellulaires.

La réponse spécifique d'une cellule à une hormone insoluble dans les lipides dépend du type de récepteurs présents sur la membrane cellulaire et des molécules de substrat présentes dans le cytoplasme cellulaire. Les réponses cellulaires à la liaison hormonale d'un récepteur comprennent la modification de la perméabilité membranaire et des voies métaboliques, la stimulation de la synthèse de protéines et d'enzymes et l'activation de la libération d'hormones.

Sommaire

Les hormones provoquent des changements cellulaires en se liant aux récepteurs des cellules cibles. Les hormones peuvent affecter les cellules directement via les récepteurs hormonaux intracellulaires ou indirectement via les récepteurs hormonaux de la membrane plasmique.

Les hormones (solubles) dérivées des lipides peuvent pénétrer dans la cellule en diffusant à travers la membrane plasmique et en se liant à l'ADN pour réguler la transcription des gènes et modifier les activités de la cellule en induisant la production de protéines qui affectent, en général, la structure et la fonction à long terme de la cellule. Les hormones insolubles dans les lipides se lient aux récepteurs à la surface de la membrane plasmique et déclenchent une voie de signalisation pour modifier les activités de la cellule en induisant la production de divers produits cellulaires qui affectent la cellule à court terme. L'hormone est appelée premier messager et le composant cellulaire est appelé second messager. Les protéines G activent le deuxième messager (AMP cyclique), déclenchant la réponse cellulaire. La réponse à la liaison hormonale est amplifiée au fur et à mesure que la voie de signalisation progresse. Les réponses cellulaires aux hormones comprennent la production de protéines et d'enzymes et une perméabilité membranaire altérée.

Connexions artistiques

[lien] Les protéines de choc thermique (HSP) sont ainsi nommées car elles aident à replier les protéines mal repliées. Pourquoi pensez-vous que la cellule répond à un choc thermique en augmentant l'activité des protéines qui aident à replier les protéines mal repliées ?

[lien] Les protéines se déplient, ou se dénaturent, à des températures plus élevées.

Glossaire

l'adénylate cyclase
une enzyme qui catalyse la conversion de l'ATP en AMP cyclique
régulation à la baisse
une diminution du nombre de récepteurs hormonaux en réponse à l'augmentation des niveaux d'hormones
premier messager
l'hormone qui se lie à un récepteur hormonal de la membrane plasmique pour déclencher une voie de transduction du signal
protéine G
une protéine membranaire activée par l'hormone premier messager pour activer la formation d'AMP cyclique
récepteur hormonal
la protéine cellulaire qui se lie à une hormone
récepteur hormonal intracellulaire
un récepteur hormonal dans le cytoplasme ou le noyau d'une cellule
phosphodiestérase (PDE)
enzyme qui désactive l'AMPc, arrêtant l'activité hormonale
récepteur hormonal de la membrane plasmique
un récepteur hormonal à la surface de la membrane plasmique d'une cellule
régulation à la hausse
une augmentation du nombre de récepteurs hormonaux en réponse à l'augmentation des niveaux d'hormones

Questions de révision

Une hormone nouvellement découverte contient quatre acides aminés liés entre eux. Dans quelle classe chimique cette hormone serait-elle classée ?

  1. hormone dérivée des lipides
  2. hormone dérivée des acides aminés
  3. hormone peptidique
  4. glycoprotéine

Quelle classe d'hormones peut diffuser à travers les membranes plasmiques ?

  1. hormones dérivées des lipides
  2. hormones dérivées d'acides aminés
  3. hormones peptidiques
  4. hormones glycoprotéiques

Une nouvelle molécule antagoniste a été découverte qui se lie aux récepteurs de la membrane plasmique et les bloque. Quel effet cet antagoniste aura-t-il sur la testostérone, une hormone stéroïde ?

  1. Il empêchera la testostérone de se lier à son récepteur.
  2. Il empêchera la testostérone d'activer la signalisation de l'AMPc.
  3. Il augmentera la signalisation médiée par la testostérone.
  4. Cela n'affectera pas la signalisation médiée par la testostérone.

Quel effet un inhibiteur de l'AMPc aura-t-il sur une voie de signalisation médiée par les hormones peptidiques ?

  1. Il empêchera l'hormone de se lier à son récepteur.
  2. Il empêchera l'activation d'une protéine G.
  3. Il empêchera l'activation de l'adénylate cyclase.
  4. Il empêchera l'activation des protéines kinases.

La consommation de boissons alcoolisées provoque une augmentation du débit urinaire. Cela se produit très probablement parce que l'alcool :

  1. inhibe la libération d'ADH
  2. stimule la libération d'ADH
  3. inhibe la libération de TSH
  4. stimule la libération de TSH

La libération de FSH et de LH par l'hypophyse antérieure est stimulée par ________.

Quelle hormone est produite par les cellules bêta du pancréas ?

Lorsque les taux de calcium dans le sang sont bas, la PTH stimule :

  1. excrétion de calcium par les reins
  2. excrétion du calcium par les intestins
  3. ostéoblastes
  4. ostéoclastes

Une augmentation de la glycémie déclenche la libération d'insuline par le pancréas. Ce mécanisme de production hormonale est stimulé par :

Quel mécanisme de stimulation hormonale serait affecté si la signalisation et la libération d'hormones par l'hypothalamus étaient bloquées ?

  1. stimuli humoraux et hormonaux
  2. stimuli hormonaux et neuronaux
  3. stimuli neuronaux et humoraux
  4. stimuli hormonaux et négatifs

Quelles glandes endocrines sont associées aux reins ?

Laquelle des hormones suivantes n'est pas produite par l'hypophyse antérieure ?

En tant qu'associé Amazon, nous gagnons des achats éligibles.

Vous voulez citer, partager ou modifier ce livre ? Ce livre est Creative Commons Attribution License 4.0 et vous devez attribuer OpenStax.

    Si vous redistribuez tout ou partie de ce livre dans un format imprimé, vous devez alors inclure sur chaque page physique l'attribution suivante :

  • Utilisez les informations ci-dessous pour générer une citation. Nous vous recommandons d'utiliser un outil de citation comme celui-ci.
    • Auteurs : Connie Rye, Robert Wise, Vladimir Jurukovski, Jean DeSaix, Jung Choi, Yael Avissar
    • Éditeur/site Web : OpenStax
    • Titre du livre : Biologie
    • Date de parution : 21 octobre 2016
    • Lieu : Houston, Texas
    • URL du livre : https://openstax.org/books/biology/pages/1-introduction
    • URL de la section : https://openstax.org/books/biology/pages/37-review-questions

    © 15 sept. 2020 OpenStax. Le contenu des manuels produit par OpenStax est sous licence Creative Commons Attribution License 4.0. Le nom OpenStax, le logo OpenStax, les couvertures de livres OpenStax, le nom OpenStax CNX et le logo OpenStax CNX ne sont pas soumis à la licence Creative Commons et ne peuvent être reproduits sans le consentement écrit préalable et exprès de Rice University.


    Récepteurs hormonaux intracellulaires

    Les hormones dérivées des lipides (solubles) telles que les hormones stéroïdes diffusent à travers les membranes de la cellule endocrine. Une fois à l'extérieur de la cellule, ils se lient à des protéines de transport qui les maintiennent solubles dans la circulation sanguine. Au niveau de la cellule cible, les hormones sont libérées par la protéine porteuse et diffusent à travers la bicouche lipidique de la membrane plasmique des cellules. Les hormones stéroïdes traversent la membrane plasmique d'une cellule cible et adhèrent aux récepteurs intracellulaires résidant dans le cytoplasme ou dans le noyau. Les voies de signalisation cellulaire induites par les hormones stéroïdes régulent des gènes spécifiques sur l'ADN cellulaire. Les hormones et le complexe récepteur agissent comme des régulateurs de la transcription en augmentant ou en diminuant la synthèse de molécules d'ARNm de gènes spécifiques. Ceci, à son tour, détermine la quantité de protéine correspondante qui est synthétisée en modifiant l'expression des gènes. Cette protéine peut être utilisée soit pour modifier la structure de la cellule, soit pour produire des enzymes qui catalysent des réactions chimiques. De cette façon, l'hormone stéroïde régule des processus cellulaires spécifiques, comme illustré à la figure 18.5.

    Graphique 18.5. Un récepteur nucléaire intracellulaire (NR) est situé dans le cytoplasme lié à une protéine de choc thermique (HSP). Lors de la liaison hormonale, le récepteur se dissocie de la protéine de choc thermique et se déplace vers le noyau. Dans le noyau, le complexe hormone-récepteur se lie à une séquence d'ADN appelée élément de réponse hormonale (HRE), qui déclenche la transcription et la traduction des gènes. Le produit protéique correspondant peut alors médier des changements dans la fonction cellulaire.

    Les protéines de choc thermique (HSP) sont ainsi nommées car elles aident à replier les protéines mal repliées. En réponse à une augmentation de la température (un « choc thermique »), les protéines de choc thermique sont activées par la libération du complexe NR/HSP. Dans le même temps, la transcription des gènes HSP est activée. Pourquoi pensez-vous que la cellule répond à un choc thermique en augmentant l'activité des protéines qui aident à replier les protéines mal repliées ?

    D'autres hormones liposolubles qui ne sont pas des hormones stéroïdes, telles que la vitamine D et la thyroxine, ont des récepteurs situés dans le noyau. Les hormones diffusent à travers la membrane plasmique et l'enveloppe nucléaire, puis se lient aux récepteurs dans le noyau. Le complexe hormone-récepteur stimule la transcription de gènes spécifiques.


    Sommaire

    • Les hormones agissent en se liant aux récepteurs protéiques à l'intérieur des cellules cibles ou sur leurs membranes plasmiques.
    • La liaison d'une hormone stéroïde forme un complexe hormone-récepteur qui affecte l'expression des gènes dans le noyau de la cellule cible.
    • La liaison d'une hormone non stéroïdienne active un second messager qui affecte les processus au sein de la cellule cible.

    [Attributions et licences]

    Cet article est sous licence CC BY-NC-SA 4.0.

    Notez que la ou les vidéos de cette leçon sont fournies sous une licence YouTube standard.


    Réponse de combat ou de fuite

    Les interactions des hormones endocriniennes ont évolué pour assurer la stabilité de l'environnement interne du corps. Les facteurs de stress sont des stimuli qui perturbent l'homéostasie. La division sympathique du système nerveux autonome des vertébrés a fait évoluer la réponse de combat ou de fuite pour contrer les perturbations de l'homéostasie induites par le stress. Dans la phase d'alarme initiale, le système nerveux sympathique stimule une augmentation des niveaux d'énergie par l'augmentation de la glycémie. Cela prépare le corps à l'activité physique qui peut être nécessaire pour répondre au stress : lutter pour survivre ou fuir le danger.

    Cependant, certains stress, comme une maladie ou une blessure, peuvent durer longtemps. Les réserves de glycogène, qui fournissent de l'énergie dans la réponse à court terme au stress, s'épuisent au bout de plusieurs heures et ne peuvent répondre aux besoins énergétiques à long terme. Si les réserves de glycogène étaient la seule source d'énergie disponible, le fonctionnement neuronal ne pourrait pas être maintenu une fois les réserves épuisées en raison des besoins élevés du système nerveux en glucose. Dans cette situation, le corps a développé une réponse pour contrer le stress à long terme grâce aux actions des glucocorticoïdes, qui garantissent que les besoins énergétiques à long terme peuvent être satisfaits. Les glucocorticoïdes mobilisent les réserves lipidiques et protéiques, stimulent la néoglucogenèse, conservent le glucose pour son utilisation par le tissu neural et stimulent la conservation des sels et de l'eau. Les mécanismes de maintien de l'homéostasie décrits ici sont ceux observés dans le corps humain. Cependant, la réponse de combat ou de fuite existe sous une forme ou une autre chez tous les vertébrés.

    Le système nerveux sympathique régule la réponse au stress via l'hypothalamus. Les stimuli stressants amènent l'hypothalamus à signaler la médullosurrénale (qui médie les réponses de stress à court terme) via l'influx nerveux, et le cortex surrénalien, qui médie les réponses de stress à long terme, via le hormone hormone adrénocorticotrope (ACTH), qui est produit par l'hypophyse antérieure.

    Réponse au stress à court terme

    Lorsqu'il est confronté à une situation stressante, le corps réagit en appelant à la libération d'hormones qui fournissent un sursaut d'énergie. Les hormones épinéphrine (également appelée adrénaline) et norépinéphrine (également connu sous le nom de noradrénaline) sont libérés par la médullosurrénale. Comment ces hormones fournissent-elles un sursaut d'énergie ? L'épinéphrine et la norépinéphrine augmentent la glycémie en stimulant le foie et les muscles squelettiques pour qu'ils décomposent le glycogène et en stimulant la libération de glucose par les cellules hépatiques. De plus, ces hormones augmentent la disponibilité de l'oxygène pour les cellules en augmentant la fréquence cardiaque et en dilatant les bronchioles. Les hormones donnent également la priorité aux fonctions corporelles en augmentant l'apport sanguin aux organes essentiels tels que le cœur, le cerveau et les muscles squelettiques, tout en limitant le flux sanguin vers les organes qui n'en ont pas besoin immédiatement, tels que la peau, le système digestif et les reins. L'épinéphrine et la norépinéphrine sont collectivement appelées catécholamines.


    Voir la vidéo: Hormonit ja elimistö - Jakso 1 (Janvier 2023).