Hormone

Définition des hormones

Une hormone est un composé biologique utilisé par les organismes multicellulaires pour organiser, coordonner et contrôler les fonctions de leurs cellules et tissus. Ces substances chimiques peuvent tout contrôler, du métabolisme au comportement, et sont nécessaires à la survie et à la reproduction des organismes. Une hormone peut être fabriquée à partir de nombreuses molécules de départ, mais chaque hormone a un récepteur spécifique pour lequel elle est fabriquée. De nombreuses hormones voyagent dans le sang jusqu’à leur cellule cible, qui possède un récepteur spécifique nécessaire pour recevoir le signal.

Le signal peut être reçu à l’extérieur, ou d’abord il peut être transporté vers le cytosol ou le noyau de la cellule cible où il se fixera à son récepteur spécifique. Si le signal est reçu de l’extérieur, un second messager chimique est libéré dans le cytosol, mettant en œuvre un processus dans la cellule cible. Les systèmes hormonaux sont très complexes, et de nombreux types de cellules peuvent réagir de différentes manières à la même hormone. Vous trouverez ci-dessous quelques fonctions courantes des hormones chez les plantes et les animaux.

Les hormones appartiennent à l’une des trois catégories suivantes . Les hormones endocrines parcourent de longues distances à travers les tissus vasculaires jusqu’au tissu cible. Les hormones paracrines voyagent vers les cellules voisines à travers les espaces interstitiels entre les cellules. Certaines hormones sont libérées à l’extérieur d’une cellule, puis affectent directement cette cellule. Elles sont connues sous le nom d’hormones autocrines. Certaines hormones agissent dans plusieurs catégories, agissant à la fois sur les cellules locales et se frayant un chemin dans la circulation sanguine. Chaque cellule d’un organisme est spécifiquement fabriquée avec des récepteurs pour diverses hormones qui détermineront leur fonction dans le corps et les signaux auxquels elles réagissent.

Fonctions d’une hormone

Hormones chez les animaux

Le système neuroendocrinien est un agencement complexe de cellules chez les animaux qui peuvent faire passer des messages via des hormones. De la conception à la mort, différentes hormones vont agir sur l’organisme et modifier son développement et son cours. Ces signaux chimiques fonctionnent à différents niveaux chez les animaux.

Une réponse hormonale chez les animaux commence par une entrée dans les systèmes sensoriels. La lumière, le toucher, l’odeur, le goût et d’autres entrées physiques sont traitées par le système nerveux central. Le cerveau décide de ce qu’il faut faire à partir de ces entrées en se basant sur la génétique et les expériences passées. En réponse à ces données, le cerveau envoie un signal à l’hypothalamus, le centre de traitement des instructions hormonales. Pour les instructions qui doivent être délivrées rapidement, l’hypothalamus contacte l’hypophyse postérieure par le biais de connexions nerveuses. Ces impulsions signalent à l’hypophyse postérieure de libérer rapidement une hormone. Les artères à l’intérieur de la glande transportent les hormones libérées directement par le sang vers les tissus auxquels elles sont destinées.

Alternativement, l’hypothalamus est relié par de courts vaisseaux sanguins directement à l’hypophyse antérieure. L’antéhypophyse contient un grand nombre d’hormones différentes qui peuvent être activées par des hormones spécifiques provenant de l’hypothalamus. L’hormone signal libérée par l’hypophyse antérieure peut se déplacer vers des tissus spécifiques par le biais du sang. Elle peut être dirigée vers d’autres glandes du système endocrinien, comme les glandes surrénales ou les gonades. Ces glandes recevront le signal, provoquant la cascade d’une hormone différente.

Alors qu’il existe des centaines de réactions provoquées par une cascade hormonale, il n’y a que quelques actions différentes provoquées par les hormones au niveau biochimique. De nombreuses hormones se lient à une protéine de surface, qui s’étend à travers la membrane cellulaire. La protéine change alors de forme, entraînant un changement de conformation à l’intérieur de la cellule également. Ce changement peut activer un second messager, qui transmet le message à un autre point de la cellule. D’autres hormones traversent la membrane cellulaire et activent un processus dans le cytosol ou voyagent jusqu’à l’enveloppe nucléaire pour délivrer un message sur le taux de transcription.

Il existe des centaines de signaux différents qui peuvent être édictés par le système hormonal. Des hormones différentes activent des systèmes différents. Les hormones stéroïdes, par exemple, activent la transcription des gènes et régulent les enzymes créées à partir des gènes. La vitamine D, une hormone et une vitamine, régule le calcium dans le sang et les os. D’autres signaux peuvent activer des enzymes déjà présentes dans la cellule cible, déclenchant rapidement un processus métabolique. Les neurotransmetteurs sont une forme particulière d’hormones, qui ne parcourent que de courtes distances entre les neurones. Les animaux possèdent également des hormones spéciales appelées phéromones qu’ils libèrent dans l’environnement pour stimuler les comportements d’autres animaux. Ces hormones peuvent être sexuelles, territoriales ou d’instruction.

Hormones chez les plantes

Comme chez les animaux, les plantes ont de nombreuses hormones différentes qui contrôlent leurs cycles de vie et leur développement. Il existe plusieurs groupes d’hormones végétales, dont les auxines, les gibbérellines et l’éthylène, entre autres. Les hormones végétales sont étudiées depuis longtemps, comme moyen de modifier et de manipuler la croissance des plantes. Certaines hormones végétales ont été développées artificiellement, pour être utilisées sur des cultures commerciales. Par exemple, les tomates sont souvent mûries par la libération d’éthylène, une hormone végétale. Cela permet de s’assurer que toutes les tomates sont prêtes à être cueillies au même moment. Cela permet aux machines commerciales de traiter rapidement et facilement des champs entiers en même temps. L’auxine et les hormones apparentées sont utilisées pour favoriser l’enracinement et développer les cultures de tissus. Cette hormone inhibe également la croissance de nombreuses plantes adultes et peut agir comme désherbant.

Les plantes possèdent également des hormones qui proviennent de diverses molécules de départ. En effet, une hormone de la famille des brassinolides ressemble aux hormones stéroïdes animales comme la testostérone. D’autres, comme les hormones de la famille des gibbérellines, ont des centaines de formes différentes et ne ressemblent pas clairement à une hormone animale connue. Des versions synthétiques de nombre de ces hormones ont été créées en laboratoire, afin que leurs effets et leur composition puissent être étudiés plus facilement.

A travers ce processus, on a découvert que les plantes ont développé de nombreuses voies qui utilisent une hormone particulière comme signal entre les plantes. Des plantes attaquées par des sauterelles pourraient libérer une hormone qui signale aux plantes voisines de préparer leurs défenses. Cela est très similaire à la façon dont les animaux communiquent avec les phéromones.

Maladies hormonales

Il existe une grande variété de maladies hormonales qui affectent à la fois les humains et les animaux. En raison de la complexité du système endocrinien, les problèmes peuvent survenir à de nombreux endroits. Parmi les problèmes hormonaux courants, on trouve des problèmes au niveau de l’hypothalamus, de l’hypophyse ou des glandes surrénales. Des irrégularités dans ces organes peuvent affecter de manière importante la croissance, le développement et le métabolisme. Parmi les autres maladies liées aux hormones figurent l’hyperthyroïdie, l’ostéoporose et le diabète, qui sont toutes causées par une ou plusieurs hormones mal régulées ou mal acceptées par l’organisme. Une maladie hormonale peut être génétique, ou être induite par l’environnement ou l’alimentation.

Quiz

1. Le cortisol est une hormone associée au stress. Le cortisol est libéré lorsqu’un animal a peur, est menacé ou souffre. Le cortisol affecte de nombreux tissus, mais ils ont des réactions différentes. Comment est-ce possible ?
A. Différentes cellules transforment le cortisol en différents produits chimiques
B. Les protéines réceptrices sont les mêmes à l’extérieur, mais initient des processus différents
C. Le cortisol que chaque cellule reçoit est différent

2. Un scientifique a identifié une nouvelle hormone et un récepteur spécifique. Bien que le scientifique ne sache pas grand-chose sur l’hormone, il est clair que le récepteur est présent uniquement sur l’enveloppe nucléaire. Que peut déduire le scientifique de l’action de l’hormone ?
A. L’hormone est soluble dans l’eau
B. Elle signale un changement métabolique rapide
C. L’hormone signale un changement dans la transcription de l’ADN

3. Vous étudiez un système de signalisation, et vous devez identifier les éléments du système. Un produit chimique prend naissance dans une glande et circule dans le sang. C’est le produit chimique A. Le produit chimique B est fixé à la membrane cellulaire de la cellule cible, et le produit chimique C est créé par le produit chimique B après que le produit chimique A s’y soit fixé. Le produit chimique C se déplace dans le cytosol de la cellule et active une enzyme. Qu’est-ce que le produit chimique C?
A. Hormone
B. Récepteur
C. Second messager

Référence

• Lodish, H., Berk, A., Kaiser, C. A., Krieger, M., Scott, M. P., Bretscher, A., . . . Matsudaira, P. (2008). Molecular Cell Biology (6th. ed.)New York : W.H. Freeman and Company.
• McMahon, M. J., Kofranek, A. M., & Rubatzky, V. E. (2011). Plant Science : Croissance, développement et utilisation des plantes cultivées (5e éd.). Boston : Prentince Hall.
• Nelson, D. L., & Cox, M. M. (2008). Principes de biochimie. New York : W.H. Freeman and Company.

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