Les hormones sont des molécules de signalisation

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On a surement déjà entendu parler d’autres molécules de signalisation comme les neurotransmetteurs et les cytokines.

- Hormones /Neurotransmetteurs/ cytokines

On va retrouver ces grandes terminologies pour toutes les molécules de signalisation. Pourquoi on a plusieurs terminologies ? Parce que ça recouvre des molécules qui ont des caractéristiques différentes. On a tout d’abord les hormones qui ont la caractéristique du système endocrine et les neurotransmetteurs qui sont des molécules de signalisation du système nerveux. Qu’est ce qui va caractériser ces molécules de signalisation et qui fait qu’on va les appeler différemment ?

On va d’abord regarder les caractéristiques des hormones :

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Le processus qui permet le passage des molécules d’un compartiment à un autre, c’est la diffusion. Les molécules diffusent dans les milieux liquides dans lesquels ces molécules sont en solution. On a transfert de molécule par diffusion, c’est un transfert orienté du compartiment le plus concentré vers le compartiment le moins concentré. Dans le compartiment où sont stockées les hormones, on aura une forte concentration de la molécule quand les hormones sont libérées. Elles vont alors se déplacer selon leur gradient de concentration. On a un fluide en mouvement donc on a un deuxième processus de déplacement, c’est la convection. Elle va entraîner les molécules dans le flux sanguin. Ensuite du compartiment sanguin vers la cellule cible, on va retrouver le mécanisme de la diffusion. Qu’est ce qui va caractériser ces processus en particulier la diffusion ? C’est la cinétique. On n’a pas une transmission immédiate du signal, c’est relativement lent. Par contre, une fois que le signal est émis, il va rester dans l’organisme un certain temps. Donc on a en général une longue durée d’existence de ce signal. La molécule va rester un certain temps dans l’organisme. Combien de temps ? Ça dépend des processus d’élimination progressif des molécules. On va parler de la demi-vie des molécules pour caractériser cette cinétique d’élimination. La demi-vie désigne le temps nécessaire pour éliminer la moitié d’une quantité de molécules données. On va généralement trouver des demi-vies longues, de quelques minutes à quelques jours. Ça peut être relativement court quelques minutes mais c’est long à l’échelle des processus de signalisation. Lorsque le signal est émis, il se répartie dans des compartiments extracellulaires et sanguins qui sont des compartiments de grands volumes. Donc on a un grand volume dans lesquels l’hormone va se distribuer, on appelle ça un volume de distribution. Donc l’hormone va se répartir dans un grand volume de distribution, conséquence une même quantité d’hormone sécrétée répartie dans un grand volume va donner à la sortie une faible concentration. On va doser des concentrations très faible de l’ordre du nano voir du pico molaire.

A l’opposé dans le système nerveux, on va trouver des communications entre des cellules, en général des cellules nerveuses, entre deux neurones par l’intermédiaire de rapprochement de leur membrane plasmique. Les neurones émettent des axones qui vont toucher les neurones voisins à travers des rapprochements de membrane, c’est ce qu’on appelle synapse.

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On réduit la distance de diffusion pour accélérer le transfert de molécule. Que va être le devenir de la molécule sécrétée dans la synapse ? Cette molécule va être dégradée. Dans la synapse, on va trouver des enzymes qui vont dégrader la molécule produite ou cette molécule va être re-capter par le neurone présynaptique. Le signal va vite disparaitre donc c’est un signal de courte durée. La demi-vie des molécules sécrétées est très courte, de l’ordre de quelques dizaines de milliseconde. Le message est transmis rapidement et dégrader rapidement. La synapse rapporte de petits volumes donc ça va donner une très forte concentration de ces neurotransmetteurs. On va trouver des concentrations de l’ordre du micro voir une dizaine de micro-molaire.

Donc ces deux systèmes présentent des caractéristiques très distinctes. Dans les deux cas on a des communications entre les deux cellules. Mais comme les modalités ne sont pas tout à fait les mêmes, on n’a pas les mêmes caractéristiques. On va avoir des fonctions différentes, dans un cas on va parler d’hormones et dans un autre cas, on va parler de neurotransmetteur.

On a bien sûr un système qui est à cheval entre les deux modalités de communication, on a une configuration entre une cellule qui est un neurone sécrète dans le compartiment sanguin une molécule qui va se propager dans l’organisme et agir à distance sur des cellules cibles. On a quelques choses de mixtes, on va parler de système neuro-endocrine. On trouve ça entre l’hypothalamus et l’hypophyse. Les neurones sécrètent dans le sang des molécules de signalisation qui agissent à distance.

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Pour le cas des cytokines, On va retrouver les cytokines principalement entre les communications des cellules du système immunitaire. Toutes les cellules du système immunitaire vont produire des molécules de signalisation qu’on appelle des cytokines. Plusieurs types de cellules différentes peuvent produire les mêmes cytokines. Les cibles sont très nombreuses, une même cytokine peut cibler plusieurs cellules. Il y a un spectre d’action très large. Un même phénomène peut être contrôlé par plusieurs cytokines. Il y a une redondance dans les molécules de signalisation. Les cytokines ont une action à modalité paracrine voir autocrine. Les cellules du système immunitaire se reconnaissent et interagissent, chacun émet une molécule de signalisation pour stimuler sa voisine.

- Caractéristiques de l’action endocrine des hormones :

On revient à la caractéristique de l’action endocrine. On retrouve le schéma général, une cellule qui sécrète à travers le liquide extracellulaire une molécule qui agit à distance.

La première caractéristique de cette modalité de communication endocrine, c’est le processus de sécrétion. Une molécule donnée qui aura été synthétisé et sécrété par une cellule donnée. Donc la concentration d’hormone dans le compartiment sanguin dépend du processus de sécrétion. Le problème c’est qu’il y a d’autres processus qui vont s’ajouter là-dessus. On va