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Mécanismes neuroendocriniens lors d'un stress aigu

Exercice 1

Mécanismes neuroendocriniens lors d'un stress aigu

1 h 30

7 points

Intérêt du sujet • Vous allez, aborder un aspect du fonctionnement intégré de l'organisme à travers l'exemple du stress aigu. Vous devrez notamment expliquer la mise en place de voies de coopération entre deux systèmes de contrôle.

 

Montrez comment le système nerveux et le système endocrinien coopèrent au cours du stress aigu en réponse à une perturbation de l'environnement d'un individu. Un schéma fonctionnel des mécanismes est attendu en conclusion.

Document d'aide

La coopération système nerveux-système endocrinien durant un état de stress aigu

a) Axe hypothalamus-hypophyse-corticosurrénale

svtT_2000_00_37C_01

b) Schéma de la médullosurrénale et de son innervation

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Le document fourni est conçu comme une aide : il peut vous permettre d'illustrer votre exposé, mais son analyse n'est pas attendue.

 

Les clés du sujet

Étape 1. Comprendre le sujet

Le sujet demande de montrer la coopération, c'est-à-dire l'intégration, des fonctionnements du système nerveux et du système endocrinien dans la réalisation des réactions physiologiques au stress aigu.

Le système nerveux, capteur de l'agent stresseur, est le premier impliqué. Il faut exposer la façon dont le système endocrinien est alors activé par le système nerveux, puis expliquer comment les messages hormonaux déclenchent les réactions physiologiques du stress.

Étape 2. Exploiter le document

Les deux parties du document d'aide vous permettent de repérer les deux grandes modalités de la coopération entre système nerveux et système endocrinien à envisager.

Ce document vous suggère en outre les points à développer.

Étape 3. Construire la réponse

Tableau de 4 lignes, 2 colonnes ;Corps du tableau de 4 lignes ;Ligne 1 : I. Activation des centres nerveux cérébraux; Évoquez l'activation du système limbique et surtout celle de l'hypothalamus.; Ligne 2 : II. Activation du système endocrinien par voie nerveuse; Montrez comment les messages nerveux émis par les neurones hypothalamiques stimulent les cellules de la médullosurrénale.Indiquez les effets de l'augmentation de la concentration plasmatique de l'adrénaline sur l'organisme.Expliquez comment les messages nerveux émis par les neurones hypothalamiques déclenchent la sécrétion de cortisol par les cellules de la corticosurrénale.Indiquez les effets de l'augmentation de la concentration du cortisol plasmatique sur l'organisme.; Ligne 3 : III. La fin du stress; Montrez comment la rétroaction du cortisol sur les neurones hypothalamiques et les cellules hypophysaires entraîne un retour à la situation initiale.; Ligne 4 : Conclusion; Réalisez un schéma bilan.;

Introduction

Le stress aigu désigne une réponse de l'organisme à une perturbation nocive ou potentiellement nocive de son environnement.

Les stimuli qui déclenchent un stress sont appelés « agents stresseurs » ou « stresseurs ». Ils sont très divers et peuvent être d'origine externe (bruits stridents, températures très basses ou très élevées, chocs, etc.) ou d'origine interne (hypoglycémie, hémorragie, etc.).

à noter

Les agents stresseurs peuvent é­ga­lement être sociaux ou psychiques (anxiété, dépression, etc.). Ils sont plus impliqués dans le stress chronique même s'ils peuvent, dans certaines conditions, déclencher un stress aigu.

Les réponses à ces agents stresseurs sont elles-mêmes très variées. Mais elles présentent des caractéristiques communes qui font intervenir de façon étroitement liée le système nerveux et le système endocrinien.

I. Activation des centres nerveux cérébraux

Des messages sensoriels afférents déclenchés par un agent stresseur parviennent au cerveau. Ils activent plus particulièrement des zones cérébrales du système limbique, et notamment des régions de l'amygdale impliquées dans les émotions et de l'hippocampe, structure où sont mémorisées les agressions passées.

Ces zones cérébrales activées émettent des messages nerveux vers l'hypothalamus, zone cérébrale fondamentale dans l'élaboration des réponses aux agents stresseurs.

II. Activation du système endocrinien par voie nerveuse

A. Activation de la glande médullosurrénale

Il s'agit de l'un des aspects de la coopération neuro-hormonale.

Les messages nerveux issus de l'hypothalamus descendent dans la moelle épinière, puis se propagent dans les nerfs splanchniques qui innervent les glandes médullosurrénales. Les axones des neurones des nerfs splanchniques établissent des contacts synaptiques avec des cellules de la médullosurrénale. Celles-ci, stimulées, réagissent en libérant une hormone, l'adrénaline, qui passe alors dans la circulation sanguine.

L'augmentation du taux d'adrénaline provoque :

une augmentation de la fréquence cardiaque ;

une vasodilatation des artérioles des muscles et une vasoconstriction dans d'autres territoires (cutanés par exemple) ;

une augmentation de la ventilation pulmonaire et la dilatation des bronches ;

l'augmentation de la glycogénolyse hépatique et ainsi une augmentation de la production de glucose.

Cet ensemble de réactions facilite une réponse immédiate susceptible de s'opposer à l'agent stresseur.

B. Activation de la corticosurrénale

La stimulation de l'hypothalamus entraîne une sécrétion accrue de cortisol à la suite de l'activation de l'axe hypothalamus-hypophyse-corticosurrénale. Le fonctionnement de cet axe fait intervenir trois voies.

La première voie assure la communication entre l'hypothalamus et l'hypophyse par l'intermédiaire d'une neurohormone, la CRH. Les axones des neurones hypothalamiques, stimulés au cours du stress, se terminent au contact d'un premier réseau capillaire situé à la base de la tige hypophysaire. Les potentiels d'action arrivant à leurs extrémités provoquent la libération de la CRH qui passe dans le sang de ce réseau capillaire. Ces neurones hypothalamiques transforment donc le message nerveux en un message hormonal.

mot-clé

La CRH est libérée comme l'est un neuromédiateur au niveau d'une synapse. Mais comme elle passe dans le sang, on dit que c'est une neurohormone.

La CRH transportée par le sang de la veine porte parvient à l'hypophyse où elle stimule certaines cellules hypophysaires qui, activées, secrètent à leur tour une hormone : l'ACTH transportée par la circulation générale.

mot-clé

Système porte où deux réseaux capillaires en série sont reliés par une veine qui collecte le sang du premier et le conduit vers le second. La veine porte hypophysaire relie le premier réseau capillaire à un second situé au niveau de l'hypophyse. La CRH est libérée dans ce système porte et non dans la circulation générale.

La deuxième voie, purement hormonale, assure la liaison entre l'hypophyse et la corticosurrénale. L'ACTH agit sur les cellules de la corticosurrénale qui sécrètent alors une hormone : le cortisol.

La troisième voie assure la communication entre la corticosurrénale et les organes possédant des récepteurs spécifiques du cortisol.

L'axe hypothalamus-hypophyse-corticosurrénale fonctionne en permanence, mais son activation par des agents stresseurs amplifie son fonctionnement.

Le stress aigu est caractérisé par une augmentation importante de la concentration de cortisol dans le sang.

C. Le rôle du cortisol

Le cortisol a essentiellement un rôle sur le métabolisme glucidique : il active surtout la néoglucogenèse par les cellules hépatiques, et donc la production de glucose par le foie. C'est une hormone hyperglycémiante.

à noter

Le cortisol agit aussi sur les muscles et le tissu adipeux en provoquant la libération de métabolites (acides aminés, glycérol, acides gras) qui sont utilisés pour la néoglucogenèse hépatique. Il a é­ga­lement une action anti-inflammatoire et tend à abaisser l'efficacité des réponses immunitaires adaptatives.

Son rôle est de mettre à disposition de l'organisme les métabolites énergétiques dont les cellules (notamment musculaires) ont besoin pour répondre aux agents stresseurs.

III. La fin du stress

Quand l'agent stresseur disparaît ou est maîtrisé, une concentration élevée de cortisol et d'adrénaline deviendrait nocive pour l'organisme (en particulier à cause de la fragilisation du système immunitaire).

Cela est évité grâce au rétrocontrôle négatif du cortisol sur l'hypothalamus et l'hypophyse. En effet, ces deux organes possèdent des récepteurs au cortisol, et la fixation de celui-ci sur ces récepteurs freine la production de CRH par les neurones hypothalamiques et celle d'ACTH par les cellules hypophysaires.

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Action où un paramètre (le cortisol, par exemple) inhibe l'activité d'organes (hypothalamus et hypophyse, par exemple) qui régissent sa production.

Ces freins entraînent une baisse de la sécrétion de cortisol et d'adrénaline et permettent donc un retour à l'état initial.

Conclusion

Le schéma ci-après (figure 1) montre les relations étroites entre le système nerveux et le système endocrinien au cours du stress aigu.

Le système nerveux est le premier à être mobilisé et activé. Il agit de deux façons :

dans un premier temps via des messages nerveux activant directement les cellules de la médullosurrénale, qui répondent en sécrétant de l'adrénaline ;

dans un second temps par l'intermédiaire d'une neurosécrétion de la neurohormone hypothalamique CRH qui, via la sécrétion d'ACTH par l'hypophyse, active la sécrétion de cortisol par la corticosurrénale.

Dans les deux cas, il y a bien coopération entre système nerveux et système endocrinien, d'autant plus que les actions conjuguées de l'adrénaline et du cortisol se complètent et facilitent une réaction adaptative vis-à-vis de l'agent stresseur. Par rétroaction, le cortisol agit en retour sur le système nerveux en freinant son activité.

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Figure 1. Schéma bilan fonctionnel

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