Signalisation nerveuse et endocrinienne

Le système nerveux utilise deux types de communication intercellulaire — la signalisation électrique et chimique — soit par l'action directe d'un potentiel électrique, soit, dans ce dernier cas, par l'action de neurotransmetteurs chimiques tels que la sérotonine ou la norépinéphrine. Les neurotransmetteurs agissent localement et rapidement. Lorsqu'un signal électrique sous la forme d'un potentiel d'action arrive à la terminaison synaptique, ils diffusent à travers la fente synaptique (l'espace entre un neurone émetteur et un neurone récepteur ou une cellule musculaire). Une fois que les neurotransmetteurs interagissent (se lient) avec les récepteurs de la cellule réceptrice (post-synaptique), la stimulation du récepteur est transduite en une réponse telle qu'une signalisation électrique continue ou une modification de la réponse cellulaire. La cellule cible répond en quelques millisecondes après avoir reçu le « message » chimique ; cette réponse cesse ensuite très rapidement une fois que la signalisation nerveuse prend fin. De cette manière, la communication nerveuse permet des fonctions corporelles impliquant des actions rapides et brèves, telles que le mouvement, la sensation et la cognition. En revanche, le système endocrinien n'utilise qu'une seule méthode de communication : la signalisation chimique. Ces signaux sont envoyés par les organes endocriniens, qui sécrètent des substances chimiques — l'hormone — dans le liquide extracellulaire. Les hormones sont transportées principalement par la circulation sanguine dans tout le corps, où elles se lient aux récepteurs des cellules cibles, induisant une réponse caractéristique. En conséquence, la signalisation endocrinienne nécessite plus de temps que la signalisation nerveuse pour déclencher une réponse dans les cellules cibles, bien que le temps précis varie selon les différentes hormones. Par exemple, les hormones libérées lorsque vous êtes confronté à une situation dangereuse ou effrayante, appelée la réponse de lutte ou de fuite, se produisent par la libération d'hormones surrénales — l'épinéphrine et la noradrénaline — en quelques secondes. En revanche, il peut falloir jusqu'à 48 heures aux cellules cibles pour répondre à certaines hormones reproductrices.

De plus, la signalisation endocrinienne est généralement moins spécifique que la signalisation nerveuse. La même hormone peut jouer un rôle dans une variété de processus physiologiques différents selon les cellules cibles impliquées. Par exemple, l'hormone ocytocine favorise les contractions utérines chez les personnes en travail. Elle est également importante dans l'allaitement et peut être impliquée dans la réponse sexuelle et les sentiments d'attachement émotionnel chez l'homme.

En général, le système nerveux implique des réponses rapides aux changements rapides de l'environnement externe, et le système endocrinien est généralement plus lent — prenant en charge l'environnement interne du corps, maintenant l'homéostasie et contrôlant la reproduction (Tableau 17.1). Alors, comment la réponse de lutte ou de fuite mentionnée précédemment se produit-elle si rapidement si les hormones agissent généralement plus lentement ? C'est parce que les deux systèmes sont connectés. C'est l'action rapide du système nerveux en réponse au danger de l'environnement qui stimule les glandes surrénales à sécréter leurs hormones. En conséquence, le système nerveux peut provoquer des réponses endocriniennes rapides pour faire face aux changements soudains des environnements externe et interne lorsque cela est nécessaire.

Structures du système endocrinien

Le système endocrinien est constitué de cellules, de tissus et d'organes qui sécrètent des hormones comme fonction primaire ou secondaire. La glande endocrine est l'acteur majeur de ce système. La fonction principale de ces glandes sans conduit est de sécréter leurs hormones directement dans le liquide environnant. Le liquide interstitiel et les vaisseaux sanguins transportent ensuite les hormones dans tout le corps. Le système endocrinien comprend l'hypophyse, la thyroïde, les parathyroïdes, les glandes surrénales et la glande pinéale (Figure 17.2). Certaines de ces glandes ont des fonctions à la fois endocrines et non endocrines. Par exemple, le pancréas contient des cellules qui fonctionnent dans la digestion ainsi que des cellules qui sécrètent les hormones insuline et glucagon, qui régulent les niveaux de glucose dans le sang. L'hypothalamus, le thymus, le cœur, les reins, l'estomac, l'intestin grêle, le foie, la peau, les ovaires et les testicules sont d'autres organes qui contiennent des cellules ayant une fonction endocrine. De plus, le tissu adipeux est connu depuis longtemps pour produire des hormones, et des recherches récentes ont révélé que même le tissu osseux a des fonctions endocrines.

Figure 17.2 Système endocrinien Les glandes endocrines et les cellules sont situées dans tout le corps et jouent un rôle important dans l'homéostasie.

Les glandes endocrines sans conduit ne doivent pas être confondues avec le système exocrine du corps, dont les glandes libèrent leurs sécrétions par des conduits. Des exemples de glandes exocrines incluent les glandes sébacées et sudoripares de la peau. Comme il vient d'être noté, le pancréas a également une fonction exocrine : la plupart de ses cellules sécrètent du suc pancréatique par les canaux pancréatiques et accessoires vers la lumière de l'intestin grêle.

Autres types de signalisation chimique

Dans la signalisation endocrinienne, les hormones sécrétées dans le liquide extracellulaire diffusent dans le sang ou la lymphe, et peuvent ensuite parcourir de grandes distances dans tout le corps. En revanche, la signalisation autocrine a lieu au sein de la même cellule. Une autocrine (auto- = « soi ») est une substance chimique qui provoque une réponse dans la même cellule qui l'a sécrétée. L'interleukine-1, ou IL-1, est une molécule de signalisation qui joue un rôle important dans la réponse inflammatoire. Les cellules qui sécrètent l'IL-1 ont des récepteurs à leur surface cellulaire qui lient ces molécules, entraînant une signalisation autocrine.

La communication intercellulaire locale est le domaine de la paracrine, également appelée facteur paracrine, qui est une substance chimique qui induit une réponse dans les cellules voisines. Bien que les paracrines puissent pénétrer dans la circulation sanguine, leur concentration est généralement trop faible pour provoquer une réponse des tissus distants. Un exemple familier pour les asthmatiques est l'histamine, une paracrine qui est libérée par les cellules immunitaires dans l'arbre bronchique. L'histamine provoque la constriction des cellules musculaires lisses des bronches, rétrécissant les voies respiratoires. Un autre exemple est celui des neurotransmetteurs du système nerveux, qui agissent uniquement localement au sein de la fente synaptique.