HORMONES


HORMONES
HORMONES

Chez les animaux pluricellulaires, la coordination des fonctions exercées par les différents organes repose sur des systèmes de communication qui opèrent au sein de l’organisme pour maintenir l’équilibre fonctionnel indispensable à la vie [cf. HOMÉOSTASIE].

L’un de ces systèmes, le système endocrinien, agit par l’intermédiaire de substances chimiques, les hormones, qui ont été libérées par lui dans le milieu intérieur où elles circulent et diffusent jusqu’à leurs tissus cibles. La situation des hormones est donc dite humorale, en raison de leur présence dans le milieu intérieur.

Le second système, anatomiquement figuré, est constitué par les connexions nerveuses qui relient les organes dits périphériques aux centres nerveux qui en contrôlent l’activité. Le système nerveux est ainsi défini par ses caractéristiques tissulaires.

En opposant le statut des deux systèmes comme on vient de le faire, on ne parvient cependant pas à les distinguer sans ambiguïté, car les relations neuro-endocriniennes sont subtiles et complexes non seulement chez les Vertébrés (cf. chap. 1) mais aussi chez de nombreux Invertébrés (cf. chap. 4).

Finalement, c’est le mode d’action des hormones au contact des cellules cibles qui révélera l’originalité de ces messagers chimiques. La présence, au niveau des cellules cibles, de récepteurs spécifiques des hormones auxquelles ces cellules sont sensibles explique les propriétés générales de la liaison hormonale: affinité, spécificité (stéréo-spécificité?), réversibilité, nombre limité de sites de liaison et, enfin, existence d’un système de couplage entre le récepteur et la machinerie métabolique de la cellule effectrice.

Deux types de système de couplage ont été individualisés (fig. 1), l’un intervenant au niveau du cytoplasme de la cellule cible (effet second messager), l’autre au niveau du noyau de cette cellule (effet de régulation génétique).

Le système de couplage qui interfère avec l’information génétique de la cellule cible met en jeu une catégorie de récepteurs dits nucléaires dont le rôle est si fondamental qu’il doit faire l’objet d’une étude spéciale (cf. chap. 2). Les modalités de déclenchement de l’effet second messager sont en revanche largement banalisées et entrent dans le cadre plus général de la “communication cellulaire”. C’est pourquoi le lecteur devra se reporter, pour l’analyse de ce mode d’activation des cellules cibles, à l’article RÉCEPTEURS MEMBRANAIRES.

1. Les hormones en physiologie humaine

Généralités

On désigne sous le nom d’hormones (du grec hormaô , je mets en mouvement, j’excite) des substances de nature organique, élaborées par certaines glandes (ou certains tissus), déversées dans le sang et ayant pour unique effet d’exercer une action spécifique sur des parties éloignées du même organisme qui jouent le rôle d’effecteurs (ou récepteurs ). Cette définition ne s’applique pas aux substances purement nutritives, aux intermédiaires chimiques de l’activité nerveuse, tels que l’acétylcholine, la sympathine ou l’histamine, ni aux substances inductrices de l’organisation embryonnaire, dont l’activité, purement locale, s’exerce par diffusion et non par l’intermédiaire de la circulation générale.

Cette définition reste toutefois imparfaite. Certaines hormones, comme celles des gonades embryonnaires, peuvent également exercer une influence organisatrice locale. Quelques substances sont d’un classement difficile, telles la noradrénaline ou la sérotonine, qui sont répandues dans le sang, mais qui se comportent aussi comme des intermédiaires chimiques locaux de certaines activités nerveuses; tels aussi les releasing factors .

Lieux de production

La plupart des hormones sont élaborées par des organes spécialisés, les glandes endocrines (du grec: endon , à l’intérieur de, et krinô , je sécrète). Dépourvues de canaux excréteurs, ces glandes déversent directement dans le sang leurs produits de sécrétion. Tels sont, par exemple, le corps thyroïde et les parathyroïdes, les ovaires, les testicules, les surrénales, l’antéhypophyse. Il arrive que le tissu producteur soit situé au sein d’une glande exocrine; c’est le cas du pancréas, dont les éléments endocriniens sont représentés par de petits îlots cellulaires (îlots de Langerhans) disséminés dans le parenchyme exocrine. Certaines glandes (hypophyse et glandes surrénales), anatomiquement définies, sont en réalité doubles, car formées par l’accolement de deux tissus d’origine embryonnaire différente, l’un ectodermique, l’autre dérivé du mésoderme; les hormones dites posthypophysaires prennent naissance dans des groupes de cellules nerveuses situées à la base du cerveau dans la région hypothalamique. En outre, il est légitime de classer parmi les hormones certaines substances qui émanent de tissus dont la structure n’est pas typiquement glandulaire: ainsi les hormones sécrétées par le placenta, par le tube digestif.

Enfin, on a assimilé à des hormones certains produits qui jouent un rôle dans la mue et la métamorphose des Insectes, ou même dans la croissance des Végétaux supérieurs (auxines). Leur étude trouve place dans d’autres parties du présent ouvrage (cf. AUXINES, CRUSTACÉS, INSECTES, MOLLUSQUES).

Nature chimique

En dépit des analogies fonctionnelles qui permettent de les grouper dans un même système, les hormones appartiennent à des catégories chimiques très diverses. Les plus simples dérivent d’un seul acide aminé . D’autres sont des protéines complexes, de poids moléculaire très élevé, composées de longues chaînes d’aminoacides (tabl. 1). D’autres encore sont classées dans le groupe des stéroïdes , et, malgré la diversité de leur provenance et de leurs actions biologiques, possèdent un noyau commun, constitué par trois anneaux phénantréniques hexagonaux et un anneau pentagonal de cyclopentène. Il est possible de passer des unes aux autres par des opérations chimiques qu’effectuent les tissus endocriniens, grâce à la présence de diverses enzymes spécifiques.

Actions biologiques générales

D’une manière générale, les hormones apparaissent comme des messagers chimiques qui occupent une place essentielle dans un très grand nombre de fonctions organiques (sinon dans toutes). Certaines sont indispensables à la croissance de l’organisme, au développement des facultés cérébrales, à la différenciation sexuelle et aux fonctions de reproduction. Elles président donc à l’harmonie des formes et à la constitution de la personnalité. À des degrés divers, exclusivement ou accessoirement, la plupart interviennent dans les différents métabolismes protidique, lipidique, glucidique, hydrique et minéral. Elles sont, avec les organes qu’elles influencent et le système nerveux végétatif qui concourt à leur régulation, les agents principaux du maintien de l’“homéostasie”; celle-ci assure les conditions mêmes de la vie organisée et l’harmonie des diverses fonctions [cf. HOMÉOSTASIE]. Certaines ont un rôle particulièrement important dans les phénomènes d’adaptation aux agressions extérieures.

Il y a lieu pourtant de noter que, par elles-mêmes, les hormones ne sont nullement créatrices d’actions métaboliques fondamentales. Leur rôle se borne à régler la marche de phénomènes qui appartiennent en propre aux tissus effecteurs soumis à leurs actions. Ainsi, selon les espèces animales, l’hormone mâle produite par le testicule exerce des actions différentes en suscitant des processus propres à chaque récepteur: développement de la barbe chez l’homme, de la crête chez le coq, différenciation sexuelle du plumage chez les oiseaux.

Les modes d’action des hormones sont très divers. Certaines agissent directement sur le tissu effecteur; d’autres par l’intermédiaire d’un organe, généralement une glande endocrine, dont elles maintiennent la structure et stimulent les fonctions; d’autres encore ont leur action terminale conditionnée par un facteur neurovégétatif, nutritionnel ou hormonal: ainsi, le manque d’une action hormonale, réalisant un syndrome de type endocrinien, peut être dû, non au défaut de sécrétion de l’hormone, mais à une incapacité, congénitale ou acquise, de l’organe effecteur de répondre à son action.

Transport et métabolisme

Les hormones ne circulent pas librement dans le sang. Elles sont en majeure partie accolées à des protéines plus ou moins spécifiques qui, à la fois, les inactivent et les protègent contre la destruction, jusqu’au moment où leur radical actif sera libéré pour être utilisé. Il y a là un processus de mise en réserve de l’hormone qui permet à celle-ci de n’agir qu’à l’appel des besoins de l’organisme. Seule l’hormone libre est active au niveau du tissu effecteur et capable d’intervenir dans les phénomènes d’autorégulation.

Circulant dans le sang, les hormones peuvent être aussitôt captées par leurs effecteurs; mais elles ne manquent pas de se répandre aussi dans tous les organes et tissus, dont certains leur font subir des transformations métaboliques, participant ainsi très activement à la régulation de leurs effets. On peut, à ce propos, évoquer le rôle éminent du foie, qui conjugue et dégrade la plupart des hormones et qui règle aussi leurs liaisons protéiques sanguines.

Le mode d’action des hormones sur les effecteurs fait intervenir, soit à la surface de la cellule cible soit au niveau de son génome, l’union de l’hormone elle-même ou d’un de ses métabolites à une protéine spéciale, dont la nature particulière et l’affinité conditionnent la “réceptivité” à l’action hormonale.

Relations des hormones et du système nerveux

Certaines glandes endocrines adaptent leur sécrétion aux besoins de l’organisme par un mécanisme purement humoral; c’est ainsi que la sécrétion de l’insuline est réglée directement par les modifications du glucose sanguin, celle des parathyroïdes par les variations des ions calciques disponibles.

Mais la plupart des activités endocriniennes sont sous la dépendance du système nerveux, qui, phylétiquement plus ancien, représente le grand coordinateur des fonctions organiques, qu’il adapte aux conditions de la vie de relation. Le fait est évident pour la posthypophyse et la médullosurrénale, qui émanent, embryologiquement, du système nerveux. Il a été longtemps sous-estimé pour les autres glandes endocrines, dont l’innervation est très pauvre et qui conservent une certaine activité sécrétoire après leur énervation, leur transplantation et même en culture. Mais on sait aujourd’hui que l’antéhypophyse est sous la dépendance étroite de substances chimiques, dites releasing factors : elles sont sécrétées par l’hypothalamus (partie la plus basse du cerveau, qui forme le plancher du ventricule cérébral moyen) et parviennent à la glande par l’intermédiaire d’un appareil vasculaire approprié: le système porte hypophysaire. C’est ainsi que l’on a pu individualiser les releasing factors qui commandent la mise en circulation des stimulines hypophysaires, c’est-à-dire des hormones corticotrope, thyréotrope et gonadotropes, lesquelles tiennent à leur tour sous leur dépendance l’activité et les conditions auxquelles obéissent la nutrition et le développement (trophicité) des “glandes cibles”: corticosurrénale, thyroïde et glandes génitales.

C’est par l’intermédiaire de l’hypothalamus que se font les phénomènes d’autorégulation (feed back ou actions en retour) de l’appareil endocrinien. Dans l’ensemble, le défaut ou l’excès d’une hormone dans la circulation générale augmente ou déprime la libération de la stimuline hypophysaire correspondante. Ces actions font intervenir la sensibilité et la réactivité des centres nerveux hypothalamiques, que l’on peut assimiler à des “hormonostats”. Le dérèglement de ces centres régulateurs peut être à l’origine de troubles endocriniens n’intéressant pas primitivement le tissu glandulaire producteur d’hormone.

L’hypothalamus lui-même, véritable “cerveau endocrinien”, est inséré dans un ensemble fort complexe d’organisation nerveuse, qui intervient dans sa régulation par des mécanismes d’activation ou d’inhibition, et qui le met en relation, par l’intermédiaire de l’écorce cérébrale, avec le monde environnant et avec le psychisme. Cet ensemble permet à l’organisme sain de réagir de façon appropriée aux variations du monde extérieur, comme à celles du milieu intérieur, à la fois par des comportements psychomoteurs adéquats et par des adaptations viscéro-hormonales. Il rend aussi possibles des dérèglements endocriniens ayant leur point de départ dans la vie émotionnelle et même mentale.

Interactions endocriniennes

Tant à l’état physiologique que dans des conditions pathologiques, il existe des relations multiples entre les différentes glandes endocrines. Il n’est pas de modification hormonale qui n’entraîne, par contrecoup, des réactions dans d’autres secteurs endocriniens. On peut citer en exemple le retentissement pluriglandulaire de l’insuffisance thyroïdienne, l’action stimulante de la thyroxine sur la corticosurrénale, ou les interactions surréno-posthypophysaires dans les régulations hydro-électrolytiques. Certains états pathologiques provoquent ainsi des réactions en chaîne d’une grande complexité.

Nomenclature

Hormones hypophysaires

L’hypophyse, ou glande pituitaire, comprend [cf. HYPOPHYSE] deux parties: l’une de structure typiquement endocrinienne, l’antéhypophyse, l’autre de structure nerveuse, la posthypophyse.

Hormones antéhypophysaires

L’antéhypophyse sécrète sept hormones distinctes, produites chacune par des éléments cellulaires particuliers; elles sont de nature protidique, composées de longues chaînes d’aminoacides et de poids moléculaire très élevé. Quelques-unes sont des glycoprotéines. Quatre de ces hormones n’ont pas d’effets directs sur les effecteurs terminaux; elles stimulent d’autres glandes endocrines, ce qui les fait désigner sous le nom de stimulines , ou tropines .

La corticostimuline (ou adrenocorticotropic hormone , ACTH) maintient le poids du cortex surrénalien chez l’animal privé d’hypophyse, et stimule ses sécrétions. Elle semble agir aussi, accessoirement, sur le métabolisme du tissu adipeux.

La thyréostimuline (ou thyro stimulating hormone , TSH) tient de même sous sa dépendance la glande thyroïde, dont elle maintient la trophicité chez l’animal hypophysectomisé et dont elle stimule la sécrétion. Elle active la captation d’iode par la glande et le passage dans le sang des iodothyronines (thyroxine et tri-iodothyronine).

Les hormones gonadotropes assurent le fonctionnement des glandes génitales (gonades). Elles sont représentées par deux principes distincts, identiques dans les deux sexes, mais dont les effets diffèrent selon qu’ils s’exercent sur les ovaires ou sur les testicules. Chez la femme, l’hormone folliculo-stimulante (FSH, follicle stimulating hormone ) stimule la croissance et la maturation des follicules ovariens, sans conduire à l’ovulation. L’hormone lutéo-stimulante (LH, luteinizing hormone ) complète sur l’ovaire l’action de la FSH. Elle stimule les cellules thécales du follicule, provoque la ponte ovulaire et le développement du corps jaune. Ces actions ne s’observent pas en l’absence de FSH. Chez l’homme, l’hormone gonadotrope LH prend le nom de ICSH (interstitial cells stimulating hormone ); elle maintient la trophicité des cellules interstitielles du testicule (cellules de Leydig) et stimule à leur niveau la sécrétion de testostérone et d’estrogènes. Le relâchement des hormones gonadotropes dans la circulation est sous le contrôle des centres hypothalamiques par l’intermédiaire des releasing factors FSH-RF et LH-RF, dont la mise en jeu complexe assure la rythmicité des fonctions ovariennes.

On classe encore parmi les hormones gonadotropes, sous le nom de LTH (luteotropic hormone ), une substance plus souvent désignée aujourd’hui sous le nom de prolactine (PRL). Elle exerce une action sur la trophicité du corps jaune et la production de la progestérone, en complément de celle de FSH et de LH. Elle déclenche surtout la sécrétion lactée. Contrairement aux autres hormones hypophysaires, elle est inhibée par un centre hypothalamique; en effet, la suppression des connexions hypothalamo-hypophysaires atrophie toutes les autres cellules de l’hypophyse, mais provoque la multiplication et augmente l’activité des cellules à prolactine.

L’antéhypophyse produit encore deux autres hormones qui ne sont point des stimulines, car elles exercent leur action directement sur les tissus effecteurs.

L’hormone de croissance (ou hormone somatotrope , STH, somatotropic hormone , ou encore GH, growth hormone ) contrôle la croissance des organismes, qui est donc réduite chez les jeunes animaux privés d’hypophyse. Chez les animaux normaux, son excès peut entraîner à la longue un véritable gigantisme. Son action ne s’exerce pas seulement sur le squelette, mais sur l’ensemble des tissus, dont elle augmente la masse protoplasmique. Cet effet global résulte d’actions multiples sur le métabolisme: stimulation de la synthèse protéique et inhibition du catabolisme protéique; augmentation du catabolisme des lipides, qui rend disponibles des chaînes carbonées servant à la synthèse protéique; action “glucostatique” qui empêche à la fois la transformation du glucose en glycogène et son catabolisme, d’où un effet hyperglycémiant, entraînant secondairement une hypersécrétion d’insuline par le pancréas; rétention de phosphore, de sodium, de potassium, de soufre, etc. Lorsque la croissance de l’organisme est terminée, l’excès prolongé d’hormone peut aboutir à un véritable diabète par épuisement de la sécrétion pancréatique d’insuline. Comme le corps du sujet ne peut pas s’accroître en longueur, il s’accroît en largeur et en épaisseur, ce qui réalise le tableau de l’acromégalie (cf. HYPOPHYSE ).

L’hormone mélanotrope , dite 廓-MSH, est considérée actuellement comme n’existant pas en tant que facteur plasmatique circulant. Ce peptide à 22 acides aminés est un produit de fractionnement artificiel de la 廓-LPH (hormone lipotrope), qui elle-même provient de la cellule corticotrope. La cellule ACTH se trouve ainsi responsable d’un précurseur commun, la pré-pro-opio-mélanocortine, d’où dériveraient l’ACTH, la 廓-lipotrophine, la 廓 -endorphine et le facteur mélanotrope.

Hormones posthypophysaires (ou neurohypophysaires)

Les hormones présentes dans la posthypophyse prennent en réalité naissance dans les noyaux supra-optiques et paraventriculaires de l’hypothalamus. De là, elles cheminent le long de la tige pituitaire vers le lobe postérieur de l’hypophyse, où elles seront seulement stockées, pour n’être libérées dans la circulation générale qu’au fur et à mesure des besoins de l’organisme. Ce sont toutes deux des octapeptides (chaînes formées de huit acides aminés), associés à une protéine porteuse, la neurophysine.

La vasopressine (pitressine , hormone antidiurétique ou ADH: antidiuretic hormone ) agit principalement sur le rein, où elle conditionne dans la partie distale des tubes contournés la réabsorption de la majeure partie de l’eau filtrée par les glomérules, assurant ainsi l’équilibre hydrique de l’organisme. Les moindres modifications de la masse sanguine et de l’osmolarité mettent en jeu sa libération ou son inhibition. En pathologie humaine, la privation d’ADH provoque un diabète insipide caractérisé par une intense polyurie, avec soif intense (polydipsie), secondairement compensatrice. L’hormone possède, d’autre part, une action hypertensive, qui résulte d’une vasoconstriction dans le territoire splanchnique.

L’ocytocine (pitocine ) exerce son action sur les muscles lisses des vaisseaux sanguins, de l’utérus, et sur les cellules myo-épithéliales qui entourent les alvéoles mammaires, participant ainsi au mécanisme de la parturition et de l’éjection du lait.

Hormones thyroïdiennes

Les principales hormones thyroïdiennes, la thyroxine (ou tétra-iodothyronine) et la triiodothyronine , résultent de la combinaison de l’iode avec un acide aminé: la tyrosine.

Elles stimulent les processus oxydatifs de l’organisme, et par suite, augmentent la consommation d’oxygène et le métabolisme basal. Elles interviennent ainsi dans tous les processus vitaux et jouent un rôle particulièrement important dans la croissance corporelle et le développement du système nerveux. Leur carence entraîne le myxœdème et, chez le jeune enfant, un nanisme dysharmonique associé à un crétinisme. Leurs actions métaboliques sont multiples: elles favorisent la production du glucose et son utilisation cellulaire, augmentent le catabolisme des lipides et, à forte dose, celui des protides. Elles accélèrent les fonctions circulatoires, accroissent l’activité corticosurrénale, potentialisent l’action des catécholamines [cf. THYROÏDE].

D’autres recherches ont mis en évidence l’existence d’une hormone thyroïdienne non iodée, la thyrocalcitonine , dotée d’un pouvoir hypocalcémiant, qui s’oppose à l’action hypercalcémiante de l’hormone parathyroïdienne, en inhibant la résorption osseuse.

Hormone parathyroïdienne

Les petites glandes parathyroïdes, généralement au nombre de quatre, donnent naissance à la parathormone , constituée par une chaîne de quatre-vingts aminoacides. Cette hormone élève le taux du calcium, abaisse la teneur du phosphore dans le sang et intensifie l’élimination urinaire de ces deux éléments. Ces effets résultent d’une double action sur les reins et sur l’os . Au niveau des reins, la parathormone inhibe la réabsorption tubulaire du phosphore. Elle mobilise en outre le calcium osseux d’une part en agissant sur les microcristaux d’hydroxyapatite et sur les mucopolysaccharides de la matrice de l’os, et d’autre part en augmentant le nombre des ostéoclastes (cellules géantes, logées dans les cavités de la substance osseuse, et capables de phagocyter les particules osseuses). En pathologie, l’insuffisance parathyroïdienne entraîne les accidents neuromusculaires de la tétanie liés à l’hypocalcémie. L’excès d’hormone se traduit par une déminéralisation du squelette avec formation de pseudokystes, et par des dépôts calcaires dans les tissus (particulièrement les reins et le tube digestif).

Hormones des surrénales

Hormones corticosurrénales

La partie corticale des glandes surrénales est d’origine mésodermique (cf. SURRÉNALES ). On a pu en extraire un grand nombre de substances de nature stéroïde qui présentent des parentés chimiques avec les hormones génitales. Mais, seuls le cortisol, la corticostérone et l’aldostérone doivent être considérés comme de véritables hormones, les autres ne représentant que des stades intermédiaires de leur biogenèse ou de leur métabolisme.

Le cortisol (hydrocortisone ou composé F), ainsi que la cortisone qui en dérive, possède le pouvoir de maintenir en vie les animaux privés de leurs surrénales en corrigeant les troubles du métabolisme glucidique et, partiellement, le déséquilibre hydro-électrolytique qui caractérisent l’insuffisance surrénale. Il intervient dans le métabolisme des glucides, en favorisant la désamination des acides aminés et leur conversion en hydrates de carbone, d’où les appellations d’hormone glucocorticoïde ou protidoglucidique .

Il agit aussi sur le métabolisme des graisses, augmentant la lipogenèse et la restauration des réserves graisseuses. Son action sur l’équilibre hydro-électrolytique est moins puissante que celle de l’aldostérone.

L’aldostérone , qui dérive de la corticostérone, représente le minéralocorticoïde le plus actif sur la réabsorption du sodium dans la partie distale des tubules rénaux et, secondairement, sur celle de l’eau; elle exagère au contraire l’élimination urinaire du potassium et retentit par suite sur l’équilibre acidobasique. Contrairement à celle du cortisol, la sécrétion de l’aldostérone est à peu près indépendante de l’ACTH.

La cortisosurrénale peut aussi indirectement donner naissance à des hormones à action sexuelle. Elle sécrète de la déhydro-épiandrostérone et de la 4-androstènedione sans action biologique, mais qui, dans les surrénales et au cours de leur métabolisme périphérique, peuvent être les précurseurs d’une certaine quantité de testostérone (hormone virilisante) et d’estrogènes (hormones féminisantes). Le tableau 2 rappelle la parenté biochimique des hormones stéroïdiennes. Certains états pathologiques (syndrômes intersexuels surrénogénitaux) résultent d’un excès de ce type de sécrétion.

Hormones médullosurrénales

La partie médullaire des glandes surrénales, d’origine ectodermique, dérive de l’ébauche sympathique; elle sécrète l’adrénaline (pour 80 p. 100) et la noradrénaline , dérivées d’un acide aminé: la tyrosine. Ces hormones, dites catécholamines , sont essentiellement sympathicomimétiques, c’est-à-dire qu’elles reproduisent les effets de l’excitation orthosympathique. On sait d’ailleurs que celle-ci agit en libérant localement un intermédiaire chimique, la sympathine, assimilée aujourd’hui à la noradrénaline. Les principales actions de ces hormones sont la stimulation des fonctions cardiaques, la vasoconstriction artérielle et artériolaire génératrice d’hypertension, l’inhibition des muscles lisses des bronchioles, du tube digestif, de la vessie, la stimulation de nombreuses sécrétions, l’hyperglycémie, l’augmentation du catabolisme lipidique.

Hormones génitales

Le tissu interstitiel des testicules sécrète un stéroïde à dix-neuf atomes de carbone. C’est la testostérone. Cette hormone compense entièrement les effets endocriniens de la castration, assurant le développement des organes génitaux externes et des caractères sexuels secondaires, ou leur maintien, selon que la castration a été pratiquée avant ou après la puberté. La testostérone possède en outre une action métabolique puissante, caractérisée par une augmentation de l’anabolisme protidique, jouant ainsi un rôle dans la croissance, le développement musculaire et la maturation du squelette. Le testicule produit aussi une certaine quantité d’estrogènes.

Les ovaires sécrètent deux sortes d’hormones:

– les estrogènes (nommés d’abord folliculine) produits par le follicule ovarien sont représentés essentiellement par l’estrone et l’estradiol; ils dérivent directement des androgènes grâce à un processus d’aromatisation effectué par l’ovaire. Ils sont responsables de la transformation proliférative de l’endomètre utérin et du vagin, du développement des glandes mammaires et de la maturation morphologique de l’organisme féminin;
– la progestérone , sécrétée par le corps jaune, est synthétisée à partir de la prégnénolone; elle établit les conditions nécessaires à la gestation en transformant l’aspect prolifératif de la muqueuse en un aspect sécrétoire. Cette action ne s’exerce que si l’utérus a été préparé par les œstrogènes. La sécrétion du corps jaune est ensuite indispensable à la survie de l’œuf fécondé, jusqu’à son implantation dans la cavité utérine. Sur les glandes mammaires, la progestérone complète l’effet des œstrogènes en favorisant l’accroissement des acini glandulaires.

Dans certaines conditions pathologiques (polykystose ovarienne avec hyperthécose), l’ovaire peut produire directement de la testostérone, tandis que la sécrétion de la progestérone reste insuffisante.

L’activité rythmique de l’ovaire est sous le contrôle de l’hypothalamus, par l’intermédiaire des releasing factors et des hormones hypophysaires gonadotropes FSH et LH, soumis aux lois du feed back .

Hormones pancréatiques

Les îlots de Langerhans constituent, au sein du pancréas, une glande endocrine; ils contiennent des cellules 見 et 廓 qui donnent naissance à deux hormones de nature protéique:

– l’insuline , sécrétée par les cellules 廓, agit essentiellement sur le métabolisme du glucose. Elle abaisse la glycémie, d’une part en permettant le passage du glucose dans les cellules et sa transformation en glycogène, d’autre part en activant la glycolyse, la transformation du glucose en graisse et les synthèses protidiques. La carence d’insuline provoque un diabète sucré grave, avec dénutrition azotée; sa production excessive est à l’origine d’accidents hypoglycémiques;

– le glucagon , synthétisé par les cellules 見, élève au contraire la glycémie en favorisant la transformation du glycogène en glucose et la production de glucose à partir des protides. Il stimule secondairement de ce fait, mais de façon puissante, la sécrétion d’insuline [cf. GLYCÉMIE (RÉGULATION DE LA)].

Hormones épiphysaires

Les fonctions de l’épiphyse, ou glande pinéale, sont étroitement liées à celles des éléments nerveux constituant l’épithalamus. La glande produit en abondance un dérivé indolique, la mélatonine , qui semble exercer un contrôle sur l’activité circadienne de nombreux animaux et dont le rôle dans la régulation de la fonction sexuelle est clairement démontré.

Par contre, l’existence d’une adrénoglomérulotrophine , qui aurait pour action de stimuler la sécrétion surrénalienne de l’aldostérone n’a pas été définitivement établi.

Hormones diverses

À côté des principales hormones qui viennent d’être citées, on rencontre toute une série de substances auxquelles convient aussi cette appellation.

Le placenta peut être considéré comme une glande endocrine temporaire. Il sécrète en quantités considérables des œstrogènes, de la progestérone et une hormone gonadostimulante, dite gonadotrophine chorionique , dont l’action est comparable à celle de l’hormone lutéostimulante hypophysaire (LH). La sécrétine , la gastrine , la pancréozymine et la cholécystokinine élaborées par le tube digestif agissent respectivement par voie sanguine sur le pancréas exocrine, l’estomac, la vésicule biliaire.

La sérotonine , issue du système entérochromaffine, possède une action constrictive locale et une action excitante sur les sécrétions bronchiques.

La rénine , enzyme protéolytique déversée dans le sang par l’appareil juxtaglomérulaire du rein, n’est pas à proprement parler une hormone, mais elle stimule indirectement la sécrétion de l’aldostérone en produisant de l’angiotensine, qui entraîne la constriction des artérioles et par suite l’élévation de la pression artérielle.

En revanche, on admet l’existence d’une véritable hormone rénale, le facteur érythropoïétique qui stimule l’hématopoïèse.

Les cytokines qui sont produites par certains tissus – dans le contexte de l’interactivité qui garantit le maintien de la personnalité biologique de l’individu – agissent comme des hormones d’origine diffuse. Les lymphokines que sécrètent les lymphocytes jouent ainsi un rôle essentiel dans la régulation de la réponse immunitaire [cf. IMMUNITÉ ET SYSTÈME IMMUNITAIRE].

2. Rôle des récepteurs nucléaires

La superfamille des récepteurs nucléaires comprend les récepteurs des stéroïdes (glucocorticoïdes, androgènes, estrogènes, progestérone et minéralocorticoïdes) de la vitamine D, des hormones thyroïdiennes, de l’acide rétinoïque (fig. 2) et des récepteurs dits “orphelins” pour lesquels les ligands ne sont pas encore connus. Ceux-ci sont localisés dans le noyau de la cellule et interagissent directement avec l’ADN.

Les récepteurs nucléaires sont des protéines de grande taille (poids moléculaire compris entre 45 000 et 120 000). Leur longueur est variable: de 427 acides aminés pour le récepteur de la vitamine D 3 à 984 pour celui des minéralocorticoïdes. Ces molécules se trouvent dans le noyau des cellules cibles avant toute interaction avec l’hormone, sauf dans le cas des récepteurs des glucocorticoïdes et des minéralocorticoïdes, qui semblent localisés à la fois dans le noyau et le cytoplasme. Toutefois, après interaction avec l’hormone, toutes ces protéines se trouveront dans le noyau – lieu de leur action – liées à l’ADN avec forte affinité. Le clonage et le séquençage de leurs ADN complémentaires (ADNc) ont permis d’avancer rapidement dans la connaissance de leur structure primaire, c’est-à-dire de la séquence d’acides aminés qui les compose. De même, ces techniques ont permis d’établir rapidement des relations structure-fonction. On a ainsi pu montrer qu’il existait une grande similitude dans leur structure primaire, qui est aussi partagée par d’autres facteurs de transcription. Ainsi, bien que liant des hormones structurellement différentes, tous ces récepteurs se comportent comme des facteurs de transcription hormono-induits. De plus, des expériences de mutagenèse et de transfection de leur ADNc ont permis de définir précisément leurs différents domaines fonctionnels. La partie C terminale du récepteur comprend une séquence de près de 250 acides aminés impliquée dans la liaison de l’hormone; elle a été désignée par la lettre E. Celle-ci est riche en acides aminés hydrophobes et forme une poche pouvant lier les stéroïdes, les hormones thyroïdiennes, l’acide rétinoïque ou la vitamine D 3. Il est intéressant de noter que les récepteurs de la progestérone, des glucocorticoïdes, des androgènes et des minéralocorticoïdes qui présentent une affinité croisée pour leurs ligands ont aussi une grande homologie de structure de la région responsable de la liaison de l’hormone. Dans cette région sont aussi situées la fonction de dimérisation (qui permet l’agencement de deux molécules de récepteurs entre elles) et une séquence responsable de l’interaction de certains récepteurs nucléaires avec une protéine de choc thermique avec poids moléculaire de 90 kilodaltons appelée HSP 90. Dans leur partie centrale, tous les récepteurs nucléaires possèdent une séquence de près de 70 acides aminés riche en cystéines, qui permet la liaison à l’ADN (région C). Celle-ci est hautement conservée et permet la formation de “doigts”. Chaque doigt est stabilisé par l’interaction d’un ion zinc avec 4 cystéines (fig. 3). Cette structure en “doigts de zinc” permet à certains acides aminés d’interagir spécifiquement avec des séquences particulières d’ADN présentes dans la partie régulatrice des gènes hormono-régulés. Plus récemment, une fonction d’activation de la transcription appelée TAF-1 a été localisée dans la partie N terminale de la molécule de récepteur (région A/B). Cette région, de longueur hypervariable et très immunogénique, possède une très faible homologie entre les différents récepteurs; elle est responsable de l’efficacité et de la spécificité dans la transduction du signal. Une fonction similaire mais induite par la liaison de l’hormone (TAF-2) est située dans le domaine de liaison de l’hormone. Dans ce domaine ainsi que dans une zone proche du domaine de liaison à l’ADN ont été identifiées des séquences codant pour des acides aminés chargés positivement et responsables de la localisation nucléaire de ces récepteurs.

Finalement, la connaissance de la structure des gènes de ces récepteurs a permis leur localisation chromosomique.

Mécanisme d’action des hormones à récepteur nucléaire

Pénétration des hormones dans les cellules . Les stéroïdes, les hormones thyroïdiennes ainsi que la vitamine D 3 pénètrent dans les cellules par diffusion passive ou facilitée. Dans les cellules cibles, ces ligands s’accumulent dans le noyau où ils seront reconnus par des récepteurs spécifiques. Dans certains tissus cibles, un métabolisme cellulaire de l’hormone transforme celle-ci en un composé plus actif, ce qui a comme conséquence une amplification du message. C’est notamment le cas de la testostérone métabolisée en dihydrotestostérone ou de la thyroxine (T4) métabolisée en une hormone thyroïdienne plus active, la triiodothyronine (T3).

Activation des récepteurs . En l’absence de ligands spécifiques, les récepteurs nucléaires sont inactifs. L’adjonction d’hormone fait rapidement passer ces molécules vers un état actif. Ce processus est ce qu’on appelle l’activation ou la transformation. À l’état inactif, les récepteurs des hormones stéroïdes sont sous forme de complexes oligomériques associés à des protéines de choc thermique. Dans cet état, une liaison de haute affinité à des sites spécifiques d’ADN n’est pas possible (fig. 4). En présence d’hormone, une dissociation du complexe se produit, rendant possible l’interaction entre le site de liaison à l’ADN de la molécule de récepteur et certaines séquences d’ADN de la cellule cible. Cette dernière étape nécessite la dimérisation préalable de certains récepteurs. Par ailleurs, la liaison à l’hormone stabilise le récepteur sous une forme active nécessaire à la transduction du signal. Le rôle de la phosphorylation dans le maintien du récepteur dans une conformation active est toujours l’objet de controverses. Les récepteurs des hormones thyroïdiennes, de l’acide rétinoïque et probablement de celui de la vitamine D 3 se comportent différemment: leur domaine de liaison de l’hormone ne semble pas lier la HSP 90.

Régulation hormonale de la transcription des gènes . Les hormones stéroïdes et thyroïdiennes modifient la synthèse des protéines, principalement en induisant une augmentation de la synthèse d’ARN messager (ARNm). Ces ligands agissent sur l’initiation de la transcription de l’ARNm à partir de l’ADN des gènes hormono-régulés. Le complexe hormone-récepteur activé se lie grâce aux doigts de zinc sur l’ADN sur des séquences particulières situées dans le promoteur (partie régulatrice) des gènes cibles (fig. 5). Ces séquences sont désignées par le terme général d’“éléments de réponse aux hormones”, le HRE. Il s’agit d’une famille de séquences nucléotidiques de 15 paires de bases de symétrie variable (palindromes plus ou moins parfaits) dont la délétion empêche l’induction de la transcription par le complexe hormone-récepteur. Certains promoteurs possèdent plusieurs HRE, qui peuvent avoir un effet synergique dans l’induction de la transcription. Schématiquement, chaque récepteur nucléaire se lie sous forme de dimère à des HRE spécifiques, ce qui assure la spécificité de la réponse hormonale. Cependant, la liaison récepteur HRE, bien que nécessaire, n’est pas suffisante à la modification de la transcription. La liaison de l’hormone, en modifiant aussi la conformation du récepteur, le rend apte à interagir avec d’autres facteurs de transcription nécessaires à la modification de la synthèse d’ARNm.

Mécanisme de la spécificité cellulaire de la réponse hormonale et interaction des récepteurs nucléaires avec la chromatine . Chez les eucaryotes (organismes supérieurs), contrairement aux procaryotes (bactéries), l’ADN ne se trouve pas à l’état nu, mais est localisé dans le noyau sous forme d’un complexe nucléoprotéique ayant plusieurs niveaux d’organisation, appelé chromatine. Il est donc important de comprendre que l’accessibilité des séquences régulatrices des gènes cibles aux récepteurs nucléaires ainsi qu’à d’autres facteurs de transcription solubles peut être modulée par la structure chromatinienne, et notamment par la présence des nucléosomes [cf. CHROMOSOMES]. Les gènes hormonorégulés sont présents dans toutes les cellules de l’organisme, et pourtant ils ne s’expriment que dans certaines d’entre elles car l’existence de récepteurs dans une cellule est la première condition à une réponse hormonale. Cependant, dans des cellules cibles différentes possédant les mêmes récepteurs, une hormone donnée pourra induire l’expression de gènes cibles différents. On suppose donc que, dans certaines cellules cibles, les structures régulatrices des gènes régulés par une même hormone sont accessibles au complexe hormone-récepteur activé, alors qu’elles sont inaccessibles dans d’autres cellules cibles. L’interaction du complexe hormone-récepteur à des HRE accessibles pourrait modifier la structure chromatinienne par un déplacement des nucléosomes (fig. 6). Cette modification rendrait possible l’interaction de facteurs de transcription, ubiquitaires ou tissus spécifiques, avec l’ADN.

Mécanisme d’action des antihormones . Les antihormones sont des molécules interférant avec les effets cellulaires des hormones. Les mieux étudiées sont les antihormones s’opposant aux effets des hormones stéroïdes. Il s’agit d’analogues structuraux [cf. STÉROÏDES] ayant une affinité importante pour le récepteur concerné. La liaison de l’antihormone au récepteur empêche celle du ligand naturel, et donc l’effet biologique de celui-ci de se produire. Contrairement aux hormones naturelles et aux agonistes de synthèse, la liaison de l’antihormone au récepteur n’entraîne pas une modification conformationnelle adéquate de celui-ci; il n’y a pas d’activation du récepteur et donc pas d’effet biologique.

Plusieurs explications – qui ne s’excluent pas entre elles – ont été proposées pour expliquer l’absence d’activation en présence d’antihormone: la liaison antihormone-récepteur pourrait entraîner une stabilisation du complexe formé par la molécule de récepteur avec les protéines de choc thermique HSP 90, HSP 70 et p59, empêchant la liaison des doigts de zinc aux HRE; la liaison du récepteur à l’antihormone empêcherait sa dimérisation et donc la liaison à un HRE; l’interaction du complexe antihormone-récepteur avec l’ADN pourrait être qualitativement déficiente; le changement de conformation induit par l’antihormone empêcherait le récepteur d’interagir correctement avec d’autres facteurs de transcription nécessaires à la synthèse de novo d’ARNm.

L’intérêt des antihormones en médecine est immense. En cancérologie, ces molécules sont essentiellement utilisées dans le traitement des tumeurs malignes hormonodépendantes que sont les cancers du sein chez la femme, où l’antiestrogène tamoxifène est utilisé, ainsi que dans le cancer de la prostate chez l’homme, où l’on utilise les antiandrogènes comme l’acétate de cyprotérone. Cette dernière molécule est aussi utilisée dans le traitement symptomatique des hyperandrogénies chez la femme. L’antiprogestatif RU 486 est utilisé essentiellement dans les interruptions volontaires de grossesse (associé à une prostaglandine). Cette molécule se comporte aussi comme un antiglucocorticoïde, ce qui explique son utilisation dans certaines situations pathologiques où il existe une hypersécrétion non contrôlable de glucocorticoïdes. Finalement, les antiminéralocorticoïdes sont des diurétiques très utilisés dans le traitement des hypertensions artérielles.

Défauts génétiques des récepteurs nucléaires impliqués en pathologie

La plus spectaculaire des maladies génétiques liées à l’anomalie d’un récepteur nucléaire est celle qu’on appelait syndrome de féminisation testiculaire, bien que la dénomination de syndrome d’insensibilité aux androgènes soit plus appropriée. Il s’agit de patients génétiquement mâles (caryotype XY) mais présentant un aspect féminin. La maladie se révèle après la puberté par l’absence de règles et de pilosité. Ces malades ont des concentrations plasmatiques d’hormone mâle (testostérone) élevées. Les testicules sont soit palpables dans les canaux inguinaux, soit intra-abdominaux. C’est l’anomalie du récepteur des androgènes qui rend compte du phénotype de ces malades. En effet, la masculinisation du sinus urogénital responsable de sa fermeture et du développement du scrotum et de la verge est sous la dépendance des hormones mâles qui ne peuvent agir qu’en présence d’un récepteur fonctionnellement intact. Depuis l’avènement de la biologie moléculaire, plusieurs altérations du gène codant pour le récepteur des androgènes responsables de ce syndrome ont été décrites. Il peut s’agir de délétions plus ou moins importantes ou de mutations ponctuelles. Celles-ci peuvent affecter le domaine de liaison de l’hormone, empêchant celle-ci de se lier au récepteur, et donc d’avoir un effet biologique. Des anomalies du domaine de liaison à l’ADN et des domaines comprenant les fonctions de transactivation ont aussi été découvertes.

Le syndrome de résistance généralisé aux hormones thyroïdiennes se caractérise par un état d’hypothyroïdie ou d’euthyroïdie clinique associé à des concentrations élevées des hormones thyroïdiennes et de l’hormone thyréostimulante TSH. La majorité des patients ont des mutations du gène du récepteur des hormones thyroïdiennes c-erbA 廓 localisé sur le chromosome 3. De même, les rachitismes vitamino-résistants caractérisés par des signes de rachisme associés à des concentrations normales de vitamine D et ne répondant pas à l’administration de ce composé sont liés à des anomalies similaires du récepteur de la vitamine D 3. Des anomalies génétiques du récepteur des minéralocorticoïdes sont fortement suspectées chez des nouveau-nés présentant des syndromes de perte de sel avec hyperkaliémie malgré des concentrations élevées de l’hormone minéralocorticoïde endogène aldostérone. Cependant, elles n’ont pas été mises en évidence jusqu’à présent. Finalement, jamais un syndrome de résistance aux estrogènes ou aux progestatifs n’a été décrit.

3. Les hormones des Vertébrés

Chez tous les êtres vivants multicellulaires, et plus spécialement chez les Vertébrés, une corrélation fonctionnelle entre les divers tissus spécialisés est assurée par des échanges de messages dont les principaux vecteurs sont d’une part l’influx nerveux, et d’autre part des hormones. Le même type d’organisation étant réalisé chez les divers Vertébrés, avec des différences reflétant l’évolution du phylum, on devine que certaines hormones seront les mêmes , ou qu’elles aient des caractères similaires dans les divers groupes.

En revanche, les rapports entre l’être vivant et le milieu extérieur présentent des aspects très divers. Cela tient au milieu extérieur lui-même (nature: milieu terrestre ou aquatique; température, luminosité; caractères biologiques, etc.) et à la diversité des solutions utilisées par les animaux pour vivre dans ce milieu et supporter ses variations. Les hormones jouant un rôle dans le maintien d’un équilibre optimal entre l’organisme et le milieu, on peut prévoir que des différences importantes existent dans certains cas entre les systèmes endocriniens de Vertébrés différents.

Les études d’endocrinologie comparée permettent, d’une part, de dégager ce qui est commun, d’autre part, de préciser les différences et de les mettre en rapport avec la position phylogénétique ou l’écologie des groupes considérés.

Nature chimique

Les mêmes hormones sont-elles présentes chez tous les Vertébrés, chez les Poissons, les Amphibiens, les Reptiles et les Oiseaux comme chez les Mammifères?

La réponse est positive dans un petit nombre de cas comme l’adrénaline et les hormones thyroïdiennes, thyroxine (T4) et triiodothyronine (T3); de plus, en ce qui concerne ces dernières, on a tendance à penser que c’est la 3 qui est le plus souvent la véritable molécule active, la 4 étant une prohormone (Larsen et al., 1981).

La situation est déjà moins simple pour les hormones stéroïdes (Sandor et Mehdi, 1979). Les principaux stéroïdes surrénaliens sont le cortisol, la corticostérone et l’aldostérone et ils sont répartis très inégalement selon la classe considérée. Chez les Poissons osseux et les Mammifères, le cortisol est le plus important, tandis que la corticostérone est le corticostéroïde prépondérant chez les Amphibiens, les Reptiles et les Oiseaux. Un composé original, la 1 見-hydroxycorticostérone, a été identifié chez certains poissons cartilagineux, les Sélaciens. L’aldostérone n’a été mise en évidence avec certitude que chez les Tétrapodes, et elle est bien plus abondante chez les Amphibiens, les Reptiles et les Oiseaux que chez les Mammifères. Quant aux stéroïdes sexuels, les principaux d’entre eux (testostérone, 17 廓-œstradiol, œstriol, œstrone et progestérone) sont présents dans les diverses classes de Vertébrés; les poissons osseux se singularisent par la présence d’androgènes 11 oxygénés (en particulier la 11 cétotestostérone) et par celle de la 17 見20 廓-hydroxyprogestérone.

Le problème se pose de façon tout à fait différente dans le cas des hormones protéiques et peptidiques; avant de présenter en détail le cas de certaines d’entre elles, il est utile de rappeler les étapes qui ont conduit à nos conceptions actuelles. On a d’abord recherché les relations entre elles en s’attachant aux activités biologiques. Cela permit de mettre en évidence chez divers Vertébrés des hormones analogues à celles que l’on connaît chez les Mammifères, c’est-à-dire capables d’exercer les mêmes effets que ces dernières. L’étude, sur divers receveurs, des activités biologiques d’extraits bruts d’organes (hypophyse, par exemple) puis d’hormones purifiées d’origine zoologique variée, a ensuite montré que des hormones analogues étaient les plus souvent des entités différentes; les résultats obtenus dans ce domaine ainsi que la détermination de certains caractères chimiques et immunologiques ont, d’une part, révélé l’étendue des différences entre hormones analogues et, d’autre part, suggéré que ces dernières étaient homologues , c’est-à-dire qu’elles dérivaient, par le jeu de l’évolution, d’une même molécule ancestrale. Cette hypothèse a suscité de nombreux travaux sur les séquences d’aminoacides de ces hormones. Ils ont révélé, dans la majorité des cas, une similitude frappante des enchaînements d’acides aminés qui témoignait bien d’une réelle homologie. En revanche, ce type d’études a aussi démontré que des hormones qui n’étaient pas analogues, c’est-à-dire qui exerçaient des activités différentes chez différentes espèces, pouvaient pourtant faire partie d’une même famille de protéines homologues. C’est au sein de chacune de ces familles que l’on peut suivre la marche de l’évolution, caractérisée par des changements non seulement de structure des hormones, mais aussi, comme on le verra plus loin, de leurs sites de production et d’action. En ce qui concerne l’évolution moléculaire, elle reflète évidemment celle des gènes codant pour les protéines considérées et se résout en deux types complémentaires d’événements: d’une part des modifications de la séquence d’acides aminés (remplacements, additions, délétions) du fait de mutations géniques, d’autre part des duplications, à la suite de duplication du gène correspondant; ce dernier événement donne naissance à deux lignées de protéines, d’abord identiques, qui pourront ensuite évoluer différemment et s’individualiser.

Famille de l’insuline

On a montré chez les Mammifères que plusieurs hormones pancréatiques et gastro-intestinales (en particulier le glucagon, la sécrétine et la gastrine) sont homologues de l’insuline (Blumdell et Humbel, 1980; Van Nordeen et Polak, 1979). Toutes dérivent donc d’un ancêtre commun qui, au cours de l’évolution et selon des modalités encore très mal connues, a dû donner naissance par duplications successives d’abord à 2 puis à 4 lignées moléculaires. Le glucagon et l’insuline existent en tout cas chez tous les Vertébrés. En ce qui concerne les insulines, les plus étudiées, les différences de structure sont faibles (trois acides aminés au maximum) si l’on compare des hormones de Mammifères; ces différences sont plus importantes entre les hormones de Mammifères et celles de Poissons (dix-sept acides aminés entre insuline de morue et insuline de bœuf). Les activités biologiques sont pourtant très similaires (l’insuline de morue, purifiée, est sensiblement aussi active sur la souris que l’insuline purifiée de bœuf) même si une certaine spécificité zoologique de l’insuline est suggérée par des dosages biologiques croisés et des études immunologiques.

Famille des hormones neurohypophysaires

Les hormones neurohypophysaires sont de petits peptides composés de neuf acides aminés dont, le plus souvent, seuls ceux qui sont placés en positions 3, 4 ou 8 varient selon l’origine zoologique. La figure 7 donne quelques exemples de ces séquences; on connaît aussi l’aspartocine et la valitocine chez les Requins; la phénypressine, chez les Marsupiaux; la lysine vasopressine, chez le Porc (Acher, 1981). Il convient de noter que l’arginine vasotocine, seule présente chez les Vertébrés les plus primitifs (les Cyclostomes) a également été mise en évidence dans toutes les autres classes. Quant à l’ocytocine , elle semble bien exister non seulement chez les Mammifères, mais aussi chez certains Poissons cartilagineux (les Holocéphales ou Chimères), les Dipneustes, les Amphibiens et les Reptiles. Plusieurs auteurs ont proposé, à partir de ces données, un schéma de la phylogénie de ces hormones à l’évidence homologues: même dans ce cas relativement simple, la discussion reste ouverte (fig. 8).

Les familles d’hormones antéhypophysaires

Les résultats obtenus chez les Mammifères et ceux, beaucoup plus limités, qui concernent les hormones d’autres Vertébrés permettent de diviser les hormones de l’hypophyse antérieure en trois familles de molécules homologues: celle des hormones de croissance (GH) et prolactines (PRL), celle des hormones gonadotropes (GTH) et thyréotropes (TSH), celle enfin des hormones corticotropes (ACTH) et mélanophorotropes (MSH).

En ce qui concerne les GH et les PRL; on sait que les hormones mammaliennes présentent des séquences communes importantes et dérivent donc d’un ancêtre commun; la séparation des deux lignées a été précoce, puisque des études biochimiques, immunologiques et biologiques ont montré que les autres Vertébrés (en tout cas à partir des poissons osseux) possédaient une PRL et une GH (Farmer et Papkoff, 1979).

L’évolution de la lignée “hormone de croissance” se manifeste surtout par l’existence d’une importante spécificité zoologique. C’est ainsi que, chez l’Homme, seules des GH de primates se sont révélées actives, ce qui posait, pour l’application thérapeutique, un problème en voie d’être résolu grâce aux techniques du génie génétique, qui permettent de synthétiser la GH humaine. Dans le cas de la lignée “prolactine”, l’évolution moléculaire est illustrée non seulement par les phénomènes de spécificité zoologique mais aussi par des changements considérables, sur lesquels on reviendra, du type d’activité biologique exercée. En ce qui concerne les premiers, signalons seulement que les prolactines de Poissons téléostéens ne sont que très peu actives chez les Vertébrés supérieurs (jabot de pigeon, glande mammaire) tandis que chez les Poissons eux-mêmes les prolactines mammaliennes sont efficaces.

Les caractères de la seconde famille d’hormones hypophysaires sont également remarquables. Il s’agit des hormones gonadotropes (GTH) c’est-à-dire, chez les Mammifères, la lutéotropine (LH) et la folliculotropine (FSH) et aussi de l’hormone thyréotrope (TSH). Ces hormones (GTH et TSH) ont des fonctions bien différentes, mais on avait constaté que toutes étaient capables de stimuler la thyroïde des poissons; ce résultat suggérait une homologie qui s’est trouvée confirmée et précisée par des études de séquences (Pierce et Parsons, 1981).

On a montré pour de nombreuses hormones mammaliennes que chacune est constituée de deux sous-unités 見 et 廓 (glycoprotéines formées d’environ 100 acides aminés) et que la sous-unité 見 est la même pour les trois hormones d’une espèce donnée; de plus, il est apparu une homologie très nette entre les trois sous-unités 廓, c’est-à-dire que les lignées LH 廓, FSH 廓 et TSH 廓 doivent avoir un ancêtre commun. Quelle fut l’évolution moléculaire au sein de cette famille? On sait que les Tétrapodes (dont les Amphibiens) possèdent déjà les trois hormones. En revanche, chez les Poissons Téléostéens, il semble bien n’exister, à côté d’une TSH, qu’une seule GTH glycoprotéique; cette dernière est formée aussi de deux sous-unités dont les séquences ont été partiellement établies et qui sont respectivement homologues des 見 et 廓 des hormones mammaliennes, tout particulièrement de la LH. Ces résultats suggèrent que l’ancêtre commun des sous-unités 廓 a d’abord donné naissance par duplication à une TSH 廓 et une LH 廓, une seconde duplication permettant (chez des Amphibiens primitifs?) l’apparition de la FSH 廓 (Fontaine et Burzawa-Gérard, 1977, fig. 9). L’évolution moléculaire au sein de chaque lignée ( 見, LH 廓, TSH 廓, FSH 廓) a été importante et se traduit par l’existence, ici aussi, d’une importante spécificité zoologique d’action des hormones. La thyroïde des Poissons Téléostéens répond aux TSH des autres Vertébrés, tandis que, inversement, les TSH de Poissons Téléostéens n’agissent que très faiblement sur les Mammifères. D’un point de vue évolutif, il est intéressant de noter qu’un Dipneuste (“poisson” osseux apparenté aux Crossoptérygiens) possède déjà une TSH de type mammalien.

La troisième famille d’hormones antéhypophysaires, qui comprend les ACTH, les MSH et les lipotropines (LPH), présente des caractères particuliers. Non seulement toutes les molécules connues possèdent en commun un enchaînement de 7 acides aminés (ou 5 pour un Sélacien), mais de plus, il existe entre elles des relations précurseur-produit, l’ACTH donnant naissance à l’ 見-MSH et la 廓-LPH à la 廓-MSH; enfin ACTH et 廓-LPH ont elles-mêmes un précurseur commun où la séquence commune est répétée à la suite de duplications internes. Ce schéma semble valable chez la plupart des Vertébrés; l’évolution biologique fut relativement conservatrice puisque les ACTH et MSH d’origines zoologiques diverses manifestent des activités biologiques voisines sur différents receveurs (Baker, 1979).

Origine tissulaire

Chez les divers Vertébrés, les hormones sont synthétisées par des cellules très variées souvent groupées en tissus et organes spécialisés, mais des différences importantes existent selon le groupe zoologique. Elles concernent en particulier le degré d’association, en une glande endocrine bien individualisée, des cellules possédant la même spécialisation, et le degré d’association de plusieurs tissus endocriniens différents entre eux. Un bon exemple est fourni par les tissus thyroïdien, parathyroïdien et ultimobranchial, qui ne sont pas groupés chez tous les Vertébrés, comme ils le sont en général chez les Mammifères. Chez la plupart des Poissons Téléostéens, les follicules thyroïdiens sont distribués en de nombreux nodules isolés, situés le long de l’aorte ventrale entre le cœur et la langue. La thyroïde est cependant individualisée chez quelques Poissons Téléostéens, chez les Poissons cartilagineux et chez les Dipneustes. Chez les Poissons, les Amphibiens et les Oiseaux, les cellules ultimobranchiales, qui produisent la calcitonine, sont réunies en un organe indépendant de la thyroïde, le corps ultimobranchial; cette disposition a été fort utile pour la démonstration de l’origine cellulaire de la calcitonine. Au cours de l’ontogenèse des Mammifères, on a pu suivre le cheminement des cellules ultimobranchiales vers la thyroïde; la signification physiologique éventuelle de l’association réalisée chez les Mammifères est énigmatique. Les parathyroïdes ne se trouvent accolées à la thyroïde que chez les Mammifères.

Les îlots de Langerhans sont, chez certains Vertébrés inférieurs, partiellement isolés du pancréas exocrine, ce qui a rendu de grands services pour la purification et l’étude de l’insuline.

Le tissu chromaffine, qui produit l’adrénaline et la noradrénaline, est plus étroitement associé au tissu corticosurrénalien chez les Batraciens, les Oiseaux et les Mammifères que chez les Poissons. Cela peut avoir une signification physiologique, car il a été prouvé que chez les Mammifères les hormones corticosurrénaliennes stimulaient la transformation de la noradrénaline en adrénaline.

Le lieu de synthèse et le type cellulaire impliqué présentent dans certains cas une variété encore plus grande que dans les exemples ci-dessus. Parmi les faits qui ont été bien mis en évidence (surtout grâce au développement des méthodes immunologiques), citons ceux qui concernent des hormones contrôlant l’hypophyse, qui ont été d’abord décrites dans l’hypothalamus des Mammifères. En fait, le facteur de libération de la TSH (TRH) est chez plusieurs Amphibiens produit en grande abondance par la peau (Jackson, 1978); la somatostatine, qui inhibe la décharge de GH et qui est aussi présente dans le tractus gastro-intestinal et le pancréas des Mammifères, est homologue d’une hormone (l’urotensine II) produite par le système neurosécrétoire caudal des Poissons Téléostéens, urophyse (Pearson et al., 1980); le facteur de libération de l’ACTH (CRF) est homologue à la fois d’un peptide de la peau d’amphibien (la sauvagine) et d’une autre hormone de l’urophyse, l’urotensine I (Erspamer et Melchiorri, 1980; Vale et al., 1981). Il faut aussi souligner le cas des parathormones ou parathyrines (PTH) produites par les glandes parathyroïdes des Vertébrés supérieurs; ces glandes sont absentes chez les Poissons, mais une hormone homologue de la PTH y est sécrétée par un organe très différent, accolé aux reins, les corpuscules de Stannius (Milet et al., 1980).

En fait, une certaine ubiquité des hormones semble de plus en plus être la règle. Elle peut refléter une théorie qui donne des ancêtres communs aux cellules nerveuses, neuro-endocrines et endocrines; ces ancêtres communs, les “paraneurones” auraient été des cellules épithéliales déjà capables de sécréter des peptides porteurs d’information (cf. système ENDOCRINIEN); ils se seraient ensuite spécialisés et localisés de façons très diverses (Fujita et al., 1980).

Notons enfin que de nombreuses hormones de Vertébrés, ou des substances très similaires par leurs propriétés immunologiques et biologiques, ont été détectées chez d’autres organismes, Invertébrés et parfois Protozoaires et Bactéries. C’est le cas par exemple de la TRH, de la somatostatine, de la vasopressine et même de plus grosses molécules du type de l’ACTH et de la LH par exemple... La signification évolutive et physiologique de ces faits reste à évaluer (Roth et al., 1982).

Synthèse, sécrétion et transport plasmatique

Les mécanismes impliqués dans la synthèse d’hormones homologues sont vraisemblablement similaires chez les divers Vertébrés. C’est ainsi que les précurseurs de certaines hormones comme la pro-insuline et la proopiocortine (le précurseur de l’ACTH, de la MSH et aussi les morphines endogènes que sont les endorphines) existent chez les Poissons comme chez les Mammifères. Cependant, certains caractères des réactions biosynthétiques ont certainement évolué, en particulier leur thermodépendance; la formation de la GTH de carpe (à partir de ses sous-unités 見 et 廓) est bien plus lente et dépend beaucoup moins de la température que celle de la LH ovine (Marchelidon et al., 1979). La thyroglobuline, qui sert de matrice pour la synthèse des hormones thyroïdiennes, est différente selon l’espèce, sans que la signification de cette évolution moléculaire (pour la formation de 4 et 3) soit évidente.

La synthèse et la sécrétion des hormones sont sous la dépendance de stimulus très variés. Ils peuvent être de nature nerveuse: le fonctionnement de l’axe hypophyse -gonade est par exemple largement influencé par la température, la lumière, le bruit, la présence d’individus de sexe différent. Ces influences, le plus souvent atténuées ou masquées chez l’Homme ont été mises en évidence très nettement chez d’autres Mammifères et chez les Vertébrés non mammaliens. Ils déterminent, avec les “horloges biologiques” internes, les rythmes sécrétoires des hormones, qui sont souvent différents selon l’espèce (Zucker, 1980).

Les facteurs internes sont également très importants. La synthèse et la sécrétion des hormones (insuline, calcitonine et PTH) régulant les concentrations plasmatiques en certains métabolites ou ions (glucose, calcium) sont en retour contrôlées par ces concentrations (homéostasie). Enfin, l’activité des glandes endocrines peut être elle-même sous la dépendance d’autres hormones qui sont elles-mêmes, en général “rétrocontrôlées” (feedback ). Chez tous les Vertébrés, sauf sans doute certains cyclostomes, la thyroïde est stimulée par l’hormone hypophysaire thyréotrope; inversement, les hormones thyroïdiennes contrôlent la fonction thyréotrope de l’hypophyse. Ces mécanismes semblent bien exister chez la plupart des Vertébrés, mais ils présentent des aspects différents selon le groupe zoologique. Il a été suggéré que la régulation de la fonction thyroïdienne s’est perfectionnée au cours de l’évolution des Vertébrés: une relative autonomie représenterait la condition la plus primitive; le contrôle hypophysaire serait apparu ensuite, suivi par le contrôle hypothalamique de la fonction thyréotrope de l’hypophyse.

Un autre problème est celui de l’état des hormones après qu’elles ont été sécrétées dans le sang. On a montré, chez les Mammifères, que les hormones sexuelles, corticosurrénales et thyroïdiennes, sont présentes dans le sang sous deux formes: l’une libre et l’autre liée à une ou plusieurs protéines transporteuses. Chaque hormone peut s’attacher, d’une part, à une protéine présentant des propriétés de l’albumine (cette protéine est capable de lier une quantité importante d’hormone, mais l’affinité de la liaison est faible); d’autre part à une ou deux protéines spécifiques, variables selon l’hormone considérée, mais dont l’affinité pour cette hormone est très élevée: la TBG (“globuline liant la thyroxine») pour la thyroxine, la transcortine pour la corticostérone et la SBP (“protéine liant les stéroïdes sexuels”). Ce mécanisme de transport décrit chez les Mammifères présente des variantes importantes chez d’autres Vertébrés. Ainsi, la TBG n’a été trouvée chez aucun Vertébré non mammalien.

Mécanismes d’action et effets physiologiques

Les effets physiologiques des hormones au niveau des cellules effectrices (par exemple sur la croissance, les capacités de synthèse ou de sécrétion) sont le résultat d’une chaîne d’événements qui débute par l’interaction de la molécule hormonale avec un récepteur spécifique. C’est la présence dans des cellules de récepteurs reconnaissant une “hormone” avec une forte affinité qui confère à cette substance son caractère hormonal et à ces cellules leur rôle d’effecteur . Le plus souvent, les hormones peptidiques et protéiques se lient à des récepteurs membranaires, l’étape ultérieure du mécanisme d’action mettant en jeu un second messager tel le monophosphate cyclique d’adénosine (AMPc) tandis que les hormones stéroïdes et thyroïdiennes se lient à des récepteurs intracellulaires (cytoplasmiques et nucléaires). Il faut remarquer que les événements qui suivent l’association de l’hormone aux récepteurs ne dépendent plus de la nature chimique de l’hormone mais des caractères de la cellule elle-même, liés à sa différenciation (équipement enzymatique, etc.). Bien que ces concepts, développés chez les Mammifères, soient de valeur très générale, des différences spécifiques importantes n’en existent pas moins. Il est vraisemblable que ces différences peuvent concerner certaines propriétés des récepteurs (par exemple, affinité et thermodépendance de la liaison à l’hormone), mais cette hypothèse reste à confirmer; beaucoup d’exemples, par contre, montrent que les effets physiologiques d’une même molécule hormonale ou de molécules hormonales homologues ne sont pas identiques chez tous les Vertébrés. À la lumière de ce qui vient d’être rappelé, il est clair que ces variations peuvent refléter plusieurs phénomènes: a. changements de la différenciation des cellules effectrices (c’est ainsi que, sous l’influence de stéroïdes sexuels, le foie synthétise de la vitellogénine chez les Vertébrés non mammaliens, mais non chez les Mammifères en relation avec le changement des caractères de l’œuf); b. changements – les plus spectaculaires – des tissus effecteurs; il peut y avoir apparition ou disparition de récepteurs dans un tissu donné et même apparition ou disparition d’un tissu (ceux de la branchie par exemple chez les Tétrapodes terrestres).

Voici quelques exemples de changements d’activités hormonales au cours de l’évolution.

Les corticostéroïdes ont deux fonctions majeures, l’une ionorégulatrice, l’autre métabolique. Chez les Poissons Téléostéens, le cortisol les exerce toutes deux, agissant donc aussi bien sur divers épithéliums (peau, intestin, branchie) que sur le foie; par contre, chez les Vertébrés supérieurs, c’est l’aldostérone qui prend en charge pour la plus grande part la régulation de l’équilibre ionique, et elle le fait en agissant sur des structures très diverses selon le groupe zoologique (peau des Amphibiens, vessie urinaire des Reptiles, intestin des Oiseaux, rein des Mammifères...). Les hormones thyroïdiennes, en plus de leur action sur le métabolisme énergétique, jouent chez les Amphibiens un rôle capital dans le déclenchement de la métamorphose , en particulier dans l’induction de la synthèse des enzymes du cycle de l’ornithine, qui permet aux larves métamorphosées et devenues terrestres d’éliminer l’ammoniac sous forme d’urée. Elles interviennent aussi dans le contrôle des transports d’ions à travers les membranes chez les Vertébrés inférieurs aquatiques. Elles stimulent l’absorption de l’iode par la branchie de certains Poissons et le transport du sodium à travers la peau des grenouilles.

En ce qui concerne les hormones neurohypophysaires , la présence chez la plupart des espèces étudiées de deux facteurs suggérait, à la lumière de ce qui est observé chez les Mammifères, qu’elles pouvaient être classées en deux lignées comprenant l’une des hormones agissant sur le métabolisme de l’eau et des sels (telle la vasopressine), l’autre des hormones intervenant dans la reproduction (telle l’ocytocine). En fait, l’histoire est probablement plus complexe (Sawyer & Pang, 1978). Les premiers effets de ces hormones, chez les Vertébrés primitifs, pourraient s’être exercés sur les parois vasculaires, les effets sur les muscles lisses de la sphère génitale puis sur les épithéliums n’apparaissant que plus tard; de plus, ce n’est pas forcément la “nouvelle” hormone qui exerce les effets “nouveaux”. La mésotocine n’est par exemple pas plus active que la vasotocine, ni sur la peau d’Amphibiens, ni sur l’oviducte de Reptiles.

Les parathyrines , qu’elles proviennent, chez les Poissons, des corpuscules de Stannius ou, chez les Vertébrés supérieurs, des glandes parathyroïdes, sont hypocalcémiantes chez les premiers et hypercalcémiantes chez les seconds; cette différence est certainement liée au changement de l’effecteur principal, qui est respectivement la branchie et l’os (Milet et al., 1980). Dans chaque cas, étant donné les écophysiologies si différentes des deux groupes, la parathyrine joue un rôle positif majeur pour l’homéostasie calcique.

Les prolactines sont sans doute les hormones les plus versatiles (Clarke et Bern, 1980); leurs effets (plus de cinquante décrits à ce jour) ne sont pas seulement ceux, bien connus, qui sont en rapport avec la reproduction (stimulation de la sécrétion du lait chez les Mammifères, de l’activité des cellules épithéliales du jabot chez les Oiseaux); ils concernent aussi le développement et, très généralement, l’osmorégulation. C’est ainsi que chez les Poissons Téléostéens, la prolactine permet la survie en eau douce après hypophysectomie, en agissant sur plusieurs effecteurs (surtout la branchie, au niveau de laquelle elle diminue la perte de sodium). Par manque de prolactines purifiées des diverses classes de Vertébrés, on connaît surtout en général les effets de prolactines mammaliennes. Elles stimulent par exemple la croissance larvaire chez les Amphibiens et interagissent souvent avec la fonction thyroïdienne; ces derniers phénomènes pourraient s’expliquer – au moins en partie – par le fait (mis en évidence chez un poisson téléostéen) que la prolactine ovine est capable de stimuler la conversion périphérique de 4 en 3 (Leloup et al., 1981). On ne peut déduire de ces résultats qu’il s’agit de fonctions réellement exercées par les prolactines endogènes; il est en particulier concevable que certaines d’entre elles soient en fait l’apanage des hormones de croissance, étant donné l’homologie entre GH et PRL.

Les exemples qui viennent d’être évoqués montrent que les hormones peuvent être affectées à des tâches très diverses, selon les problèmes qui se posent aux groupes zoologiques considérés. C’est ainsi que les hormones thyroïdiennes et la prolactine, qui exerceront d’autres fonctions chez les Vertébrés supérieurs, participent au contrôle des échanges d’eau et de sels chez les Poissons, où ces phénomènes sont primordiaux.

4. Les hormones des Invertébrés

Même les plus simples des Métazoaires requièrent des mécanismes de coordination de l’activité des cellules qui les constituent. Chez les Spongiaires et les Cœlentérés existent déjà des réseaux neuronaux relativement complexes. Certains de ces neurones produisent des peptides qui agissent sur les cellules voisines selon un mode paracrine. Cela représente un premier mode de régulation mettant en jeu des neuropeptides qui, chez les Invertébrés possédant un système circulatoire, pourront devenir des neurohormones agissant à plus grande distance de leur lieu de libération. Ce sont les seules hormones présentes chez les groupes inférieurs. Les Mollusques, les Arthropodes et les chinodermes possèdent en outre de véritables glandes endocrines, le plus souvent d’origine ectodermique (épithéliale), qui prennent le relais entre le système nerveux et les organes cibles, et l’on a coutume de dire que les glandes endocrines sont apparues chez les Mollusques. Cela n’exclut en rien bien évidemment la production de facteurs tissulaires diffusibles, y compris dans les groupes les plus primitifs.

Les hormones peptidiques

On connaît les hormones peptidiques dans pratiquement tous les groupes d’Invertébrés. La plupart sont des neurohormones produites par des neurones neurosécréteurs. Les seules hormones peptidiques produites par des cellules non nerveuses sont l’hormone androgène des Crustacés et le facteur téléotrope (facteur de croissance) produit par les glandes de mue du criquet migrateur. La schistosomine de la Limnée, qui possède une action stimulatrice de la croissance et inhibitrice de la reproduction, est produite par les hémocytes et s’apparenterait donc plutôt à une cytokine (ou facteur de croissance).

Le premier neuropeptide identifié chez un Invertébré fut la RPCH (une hormone impliquée dans les changements de pigmentation) de la crevette Pandalus borealis (Fernlund et Josefsson, 1972). Depuis cette date, les données ont progressé de façon spectaculaire (en 1995, on recensait plusieurs centaines de peptides) grâce à la mise au point de méthodes d’analyse très sensibles ne nécessitant que des quantités infimes de substance et à l’introduction des outils de la biologie moléculaire, qui permettent de rechercher dans une espèce des molécules apparentées à celles qui sont déjà décrites dans une autre. La connaissance d’un grand nombre de séquences permet de regrouper ces peptides en familles. Certaines, comme les molécules apparentées à l’insuline (insuline-like ), sont proches de molécules décrites chez les Vertébrés; d’autres sont en revanche restreintes à un groupe (famille de la RPCH/AKH, famille de la CHH/MIH/VIH qui inclut également l’ITP...). Il est certain que l’augmentation rapide du nombre de séquences connues dans de nombreux groupes permettra de dresser un tableau plus complet dans un proche avenir.

Les peptides ont évolué selon plusieurs mécanismes, grâce, par exemple, à des mutations ponctuelles et à des mécanismes de duplication génique. On reconnaît la parenté entre des peptides qui dérivent d’un ancêtre commun à partir de l’homologie de leurs séquences (la position des cystéines impliquées dans le repliement et la formation de ponts disulfure est très importante) ainsi que celle de leurs précurseurs. Cette évolution de la nature des hormones s’est accompagnée de celle de leurs récepteurs, et cela se traduit en fin de compte par le constat que la conservation des structures ne s’est pas toujours accompagnée de la conservation des fonctions, bien au contraire. Aussi des peptides apparentés sont-ils impliqués dans des fonctions physiologiques très différentes: la RPCH des Crustacés contrôle les changements de la pigmentation, tandis que la AKH des Insectes mobilise leurs réserves lipidiques.

Les hormones non peptidiques

On connaît essentiellement des hormones lipidiques chez les Invertébrés: hormones stéroïdes et hormones terpéniques dérivées du farnésol (hormones juvéniles et farnésoate de méthyle).

Les ecdystéroïdes représentent les hormones stéroïdes classiques des Arthropodes. Pendant la vie larvaire, elles sont produites par des glandes de mue et contrôlent alors la croissance discontinue de ces animaux. Chez l’adulte, elles sont produites par les gonades (ovaires et testicules) et leurs fonctions varient selon les groupes (vitellogenèse, cyclicité de l’activité ovarienne, production de phéromones, reprise de la méiose...). Des ecdystéroïdes ont été décrits dans d’autres groupes d’Invertébrés mais, bien que ces molécules puissent provoquer des effets quand on les injecte, leur rôle physiologique d’hormones reste encore incertain.

Les gonades des Mollusques et des Échinodermes produisent des hormones stéroïdes (analogues aux hormones sexuelles des Vertébrés), auxquelles on attribue un rôle dans le contrôle de la reproduction de ces animaux. D’autres Invertébrés en contiennent également (Arthropodes, Helminthes), mais ici l’origine (endogène ou exogène) et la fonction de ces composés restent encore largement controversées.

Les Arthropodes produisent aussi des hormones terpéniques, hormones juvéniles des Insectes et farnésoate de méthyle des Crustacés. Ces molécules sont impliquées à la fois dans la croissance larvaire (maintien de l’état larvaire) et la reproduction (fonction gonadotrope) de ces animaux.

Chez les Échinodermes, les cellules folliculaires produisent la 1-méthyl-adénine, un analogue de base purique qui provoque la reprise de méiose des ovocytes (rôle paracrine) et la contraction des muscles impliqués dans la ponte (rôle endocrine).

Unité des mécanismes d’action des hormones

Lorsqu’on analyse le mécanisme d’action des hormones, on est frappé par la similitude des processus mis en jeu dans l’ensemble des groupes animaux.

Les hormones stéroïdes agissent sur l’activité chromosomique dans les tissus cibles. Les concepts relatifs à ce mécanisme ont été élaborés à la suite des études sur le contrôle par l’ecdysone du puffing des chromosomes géants (polytènes) dans les glandes salivaires des larves de Diptères (ce système permet de visualiser directement l’activité transcriptionnelle de certains gènes “inductibles”). Ces actions sont assez lentes et prolongées. Les hormones peptidiques agissent en revanche sur des récepteurs membranaires et, grâce à un mécanisme de transduction, elles sont capables de moduler de façon relativement rapide et transitoire diverses activités cellulaires. Les mécanismes cellulaires d’action des hormones manifestent finalement une très grande unité dans l’ensemble du règne animal.

Ce qui distingue les espèces primitives des espèces supérieures réside donc essentiellement dans la complexité croissante des réseaux de régulation: des hormones à activités multiples (dites pléiotropes ou polytropes) font place à des facteurs plus spécialisés; des glandes endocrines apparaissent chez les Invertébrés supérieurs, puis des systèmes où des glandes endocrines contrôlent d’autres glandes endocrines (cas du système hypothalamo-hypophysaire des Vertébrés). Tout cela concourt à mettre en place des mécanismes multifactoriels de plus en plus complexes, capables de réguler de façon très fine l’activité des cellules cibles.

Encyclopédie Universelle. 2012.