Cette leçon-ci est consacrée aux glandes hypophyso-dépendantes:
la thyroïde, les surrénales et les parties endocrines
des gonades. Nous débutons par l'étude de la thyroïde.
La glande thyroïde
est située dans la partie antérieure du cou. Elle
comprend deux lobes latéraux de forme allongée
reliés par un isthme. Ces lobes sont accolés
aux faces latérales du larynx et de la trachée;
ils sont enveloppés d'une capsule conjonctive dépendant
des aponévroses cervicales. Un troisième
lobe est inconstant, il est localisé à la
face antérieure de la trachée. On l'appelle la pyramide
de Lalouette.
Examinons une coupe de thyroïde
à faible grossissement. Le lobe est entouré d'une
fine capsule conjonctive; des septa conjonctifs s'en détachent
et s'y enfoncent. Ils le divisent en lobules. Des vaisseaux
sanguins parcourent les septas. Les lobules sont composés
de vésicules qui en coupe apparaissent circulaires ou ovalaires:
les follicules thyroïdiens. Ce sont les unités
fonctionnelles de la glande.
Les follicules thyroïdiens possèdent une assise unique de cellules cubiques, pavimenteuses ou cylindriques selon l'état fonctionnel de la glande, et une lumière remplie d'un liquide visqueux, le colloïde.
Lorsque les préparations sont enrobées en paraffine,
le colloïde se rétracte; ces artéfacts de rétraction
qui ont l'aspect de taches claires en périphérie
des lumières, n'existent pas lorsqu'on utilise d'autres
techniques de préparation. Quelques nodules cellulaires
compacts sont répartis entre les follicules. Leurs cellules
ne diffèrent pas des cellules folliculaires et interviendraient
dans la genèse de nouveaux follicules. Le plus souvent,
ces nodules sont des coupes polaires de follicules thyroïdiens.
L'épithélium thyroïdien
repose, par l'intermédiaire d'une membrane basale, sur
un chorion riche en capillaires. Les noyaux de leurs cellules
endothéliales sont ici bien visibles. L'épithélium
contient en outre des cellules volumineuses et claires, indiquées
par des flèches. Ce sont les cellules C qui produisent
la calcitonine et seront étudiées avec les
glandes impliquées dans la régulation du métabolisme
phosphocalcique.
Dans plusieurs espèces, notamment chez les petits rongeurs, on trouve dans le stroma de larges structures bordées par un épithélium très aplati. Ce sont des kystes ultimobranchiaux dont la lumière contient une substance protéique dont on ne connaît pas la nature et qui est moins dense que le colloïde. Leur épithélium est composé de plusieurs types cellulaires et notamment de cellules ciliées. Les cils sont visibles en coupe transversale à gauche (flèches) et en microscopie en balayage à droite. Ces kystes sont les vestiges des corps ultimobranchiaux.
Chez l'homme, il existe en outre de petits kystes différents
limités par des cellules cubiques, restes du canal thyréoglosse.
Ils sont rares et ne sont pas représentés dans cette
image.
La thyroïde provient de trois ébauches,
représentées en A dans une vue ventrale du pharynx
embryonnaire. L'ébauche la plus importante, colorée
en violet, est médiane; elle provient du plancher
pharyngien.
Elle est à l'origine des follicules et est située en avant de l'ébauche de la trachée (T) et des poumons.
Les ébauches latérales, colorées en gris, sont les corps ultimo-branchiaux, qui proviennent des quatrièmes fentes branchiales. Les fentes branchiales, numérotées de 1 à 4, sont des excroissances tubulaires latérales du pharynx primitif.
Le schéma B représente un stade plus avancé
du développement. L'ébauche principale s'est détachée
du plancher pharyngien, a migré caudalement puis a fusionné
avec les ébauches latérales en prenant sa forme
bilobée définitive (1). Les cellules C, d'origine
neurectoblastique, colonisent les corps ultimo-branchiaux, puis
migrent avec eux. Lorsque ceux-ci fusionnent avec l'ébauche
médiane, elles envahissent toute la thyroïde. Les
parathyroïdes (2), et l'ébauche endoblastique du thymus
(3) se développent également à partir des
fentes branchiales. Les ébauches du larynx (4) et de la
langue (6) sont situées plus haut.
Au niveau de l'ébauche médiane,
l'épithélium pharyngien s'épaissit (1), s'
enfonce dans le tissu mésenchymateux sous-jacent puis se
dilate en une vésicule creuse (2) qui reste en rapport
avec l'épithélium d'origine par le canal thyréoglosse.
Plus tard, ce canal régresse; la vésicule perd son
contact avec l'épithélium pharyngien et se comble
rapidement (3). La masse compacte est ensuite dissociée
par des cellules mésenchymateuses et des vaisseaux (4).
Des cavités contenant le colloïde, apparaissent au
sein des cordons cellulaires (5). Deux mécanismes ont été
proposés pour expliquer leur formation. Pour les uns, elle
serait intracellulaire et due à la fusion de vésicules
d'exocytose. Pour d'autres, elle serait extracellulaire et due
à l'accumulation de la sécrétion à
des endroits spécialisés de l'espace intercellulaire.
Quelle que soit leur origine, ces petites cavités fusionnent
et croissent pour donner naissance aux follicules thyroïdiens
(6,7).
Les cellules folliculaires
sont attachées les unes aux autres par des systèmes
de jonction, localisés près du pôle apical
et bien visibles dans cette micrographie électronique à
faible grossissement (flèche). Le noyau est central et
possède quelques blocs d'hétérochromatine
périphériques et un ou plusieurs nucléoles
qui ne sont pas visibles dans cette coupe. Le réticulum
endoplasmique rugueux, bien développé est surtout
basal; l'appareil de Golgi est apical et les lysosomes sont répartis
dans tout le cytoplasme. Les vésicules d'exocytose sont
sous la membrane apicale dont les microvillosités,
qui plongent dans le colloïde (C), sont une des particularités
des cellules thyroïdiennes. Le pôle cellulaire basal
est en rapport avec un capillaire fenestré (V) par
l'intermédiaire d'une double membrane basale.
Voici des microvillosités
dans un follicule thyroïdien ouvert, lavé de son colloïde
et observé au microscope à balayage. Le pôle
apical des cellules bombe dans la lumière; il est garni
de nombreux petits diverticules qui ont l'aspect de points blancs
dans cette micrographie. Les systèmes de jonction forment
un réseau de gouttières entre les cellules.
Les hormones thyroïdiennes ont la particularité d'être iodées, c'est pourquoi leur synthèse est complexe; on peut la décomposer en trois étapes :
La synthèse de la thyroglobuline, macromolécule de 660.000 daltons, est classique: élaboration de la chaîne peptidique dans le RER à partir d'un ARN messager provenant du noyau, passage dans l'appareil de Golgi où se continue la glycosylation, puis transfert dans la lumière après exocytose par de petites vésicules.
La seconde étape est extracellulaire. L'iodure, pompé activement au pôle basal de la cellule, est oxydé en iode moléculaire par une peroxydase de la membrane plasmique apicale. Cette réaction nécessite de l'eau oxygénée dont la production est induite par une NAD(P)H-oxydase. L'iode est fixé sur les cycles aromatiques des radicaux tyrosine de la thyroglobuline qui deviennent des mono- ou diiodotyrosines (MIT ou DIT). Ceux-ci se couplent pour former de la triiodo-thyronine (T3) ou de la thyroxine (T4). Les futures hormones sont ainsi stockées dans la lumière folliculaire, au sein même de la molécule de thyroglobuline.
La thyroglobuline iodée est endocytée par des pseudopodes de la membrane apicale qui englobent une gouttelette de colloïde. Celle-ci s'enfonce dans le cytoplasme et fusionne avec des lysosomes. L'hydrolyse de la thyroglobuline, dans le phagolysosome ainsi formé, libère les hormones T3 et T4, et un isomère inactif de la T3, la "reverse T3". Toutes diffusent vers le sang tandis que les radicaux MIT et DIT non couplés sont désiodés.
Les acides aminés et l'iodure libérés par
la lyse de la thyroglobuline sont réutilisés. L'endocytose
de la thyroglobuline s'effectue également par de petites
vésicules dont la paroi est lisse ou tapissée de
spicules et qui fusionnent avec des gouttelettes de colloïde
ou avec des lysosomes.
L'accumulation de l'iode dans la lumière du follicule peut
être démontrée par une autoradiographie,
comme celle-ci, obtenue après injection d'iodure radioactif.
L'isotope est localisé grâce au dépôt
d'argent qui est noir dans la préparation. Notez l'hétérogénéité
du marquage qui traduit l'hétérogénéité
fonctionnelle des follicules.
Cette préparation provient d'une glande prélevée
une demi-heure après injection d'hormone thyréotrope.
Les gouttelettes de colloide (GC) sont importantes, limitées
par une membrane et remplies d'une substance dont la densité
peut être moindre que celle du colloïde lui-même.
Les larges expansions cytoplasmiques du pôle apical sont
des pseudopodes (P).
La sécrétion des hormones thyroïdiennes
est sous l'influence de la TSH, à son tour stimulée
par le TRF hypothalamique. Les hormones thyroïdiennes
libres exercent un feed-back négatif sur l'hypophyse
et sur l'hypothalamus. Une grande variété de stimuli
corticaux tels que le stress, ou sous-corticaux comme la fièvre,
augmentent la sécrétion de TRF en agissant directement
sur les neurones du système parvocellulaire ou par l'intermédiaire
d'un neurone qui sécrète la dopamine. Le système
nerveux autonomique influence également la sécrétion
thyroïdienne: le système orthosympathique la stimule
tandis que le parasympathique l'inhibe.
Les hormones thyroïdiennes ont deux grands types d'effets.
D'une part, elles stimulent la croissance du système nerveux
central et du squelette. D'autre part, elles assurent la régulation
du métabolisme énergétique. Un excès
d'hormones entraîne une consommation accrue d'oxygène
et la production de chaleur parce qu'elles accroissent le catabolisme
des protéines, des sucres et des graisses. Cet effet hormonal
s'effectue principalement par une régulation des enzymes
respiratoires mitochondriales.
Les glandes surrénales sont constituées de deux
organes différents : le cortex, en partie sous contrôle
de l'adénohypohyse, et la médullaire.
Les glandes surrénales
sont deux organes de couleur jaune, localisés au pôle
supérieur du rein, dans sa capsule graisseuse. Elles mesurent,
chez l'adulte, 5 cm de long, 4 cm de large et 2 à 3 cm
de haut. Elles sont cependant proportionnellement beaucoup plus
grandes chez le jeune enfant. La vascularisation artérielle
est assurée par trois groupes d'artérioles: les
surrénaliennes inférieures (1), moyennes
(2) et supérieures (3). La veine surrénalienne
droite (4) aboutit dans la veine cave inférieure (5);
la veine surrénalienne gauche (6) se jette dans
la veine rénale gauche (7).
Voici une tranche de surrénale
de rat perfusé avec une solution physiologique. L'organe
est jaune paille; la corticale, plus claire et plus épaisse
entoure la médullaire, plus sombre. La limite entre ces
deux régions est déchiquetée. Au centre de
la médullaire se trouvent des lacs sanguins qui
sont ici des taches blanches parce qu'ils ont été
vidés de leur sang.
La glande est entourée
d'une capsule de tissu conjonctif dense. Sa corticale
forme une large bande qui paraît striée radiairement
et dont la partie externe est plus claire. Sa médullaire
est centrale et contient de nombreux espaces clairs, avec ici
et là des plages rougeâtres qui sont des amas de
globules rouges. La limite entre les deux régions est très
irrégulière et parfois difficilement perceptible.
La corticale est composée de trois couches. La plus externe ou couche glomérulaire est formée de cellules de taille moyenne, groupées en îlots, séparés les uns des autres par de fins septa conjonctifs.
La partie moyenne ou couche fasciculaire, la plus épaisse, est formée de cordons parallèles qui s'enfoncent radiairement vers la profondeur. L'aspect clair de leur volumineuses cellules est dû aux nombreuses vacuoles lipidiques qu'elles contiennent.
La partie la plus profonde ou couche réticulaire,
moins épaisse, est formée de petites cellules disposées
en réseau.
La médullaire
est formée de grandes cellules disposées en îlots,
séparés par de larges espaces vasculaires, reconnaissables
aux globules rouges qui s'y trouvent et à l'endothélium
qui les borde.
Comme toutes les glandes endocrines, les surrénales sont fortement vascularisées. Les artères surrénaliennes forment d'abord un plexus capsulaire (1). Celui-ci est drainé par un réseau capillaire qui irrigue toute la corticale. Sa conformation épouse celle de la glande. Au niveau de la glomérulaire, le réseau enveloppe les îlots cellulaires (2). Dans la fasciculaire, il est composé de fins capillaires rectilignes et parallèles qui tapissent les faces latérales des cordons et s'enfoncent avec eux (3). Au niveau de la réticulaire, il reforme un réseau (4) avant de s'aboucher aux sinusoïdes de la médullaire ou à de petites veinules (5) qui se jettent dans la veine centrale (6).
Quelques artérioles du plexus capsulaire atteignent directement la médullaire (7). Le réseau capillaire de la médullaire est drainé par des veines qui toutes se jettent dans la veine centrale. Celle-ci quitte la glande pour rejoindre la veine cave inférieure à droite et la veine rénale à gauche.
La vascularisation de la surrénale assure donc une relation
très étroite entre corticale et médullaire.
Le sang d'origine corticale transporte les hormones corticales
et les met en contact étroit avec les cellules médullaires.
L'origine embryonnaire de la surrénale est double. La
corticale dérive de l'épithélium des cavités
coelomiques: l'origine est donc mésoblastique. La médullaire
dérive des crêtes neurales: l'origine est donc neurectoblastique.
Ces différents schémas expliquent cette embryogénèse.
Les premiers bourgeons naissent de part et d'autre du mesentère
dorsal (1). L'épithélium coelomique forme une
masse pleine (2) qui rapidement s'en détache (3). C'est
l'ébauche du cortex foetal, formé de grandes
cellules au cytoplasme acidophile.
Peu après, une seconde ébauche provenant du même
épithélium, forme un fin feuillet de petites cellules
qui entourent incomplètement la masse primitive (4) et
perd son contact avec 1'épithélium coelomique (5).
C'est l'ébauche du cortex permanent.
Les cellules de la médullaire dérivent des ganglions nerveux préaortiques embryonnaires, eux-mêmes provenant des crêtes neurales. La plupart s'accolent au cortex foetal là où il n'est pas recouvert par l'ébauche du cortex permanent (6). Le cortex foetal s'invagine et les cellules colonisent la poche ainsi formée (7). Progressivement, l'invagination se referme et les deux cortex entourent complètement l'ébauche médullaire, le cortex permanent se différenciant déjà en glomérulaire et fasciculaire (8). Quelques cellules s'accolent à la périphérie de l'ébauche; elles donneront naissance aux ganglions sympathiques de la capsule.
L'évolution des différentes régions de la
surrénale diffère au cours de l'embryogenèse.
Le cortex foetal, qui participe avec le placenta à la production
d'oestrogènes, est très important durant la vie
in utero et disparaît dans les mois qui suivent la
naissance (9), ce qui réduit le poids glandulaire de 30%.
La glande corticale définitive croît progressivement
jusqu'à l'âge de deux ans.
Glomérulaire, fasciculaire et réticulaire
ne sont en fait que les trois parties des mêmes cordons.
La partie externe est enroulée sur elle-même et formée
de petites cellules; la partie centrale est rectiligne et formée
de volumineuses cellules; la partie interne est divisée
en petits rameaux formés de cellules de taille réduite.
La glomérulaire est la seule zone où les cellules
se divisent. Les divisions provoquent une lente migration
cellulaire de la périphérie vers le centre de la
glande. Chaque cellule est donc successivement localisée
dans la glomérulaire, puis dans la fasciculaire et enfin
dans la réticulaire qui seraient pour cette raison respectivement
une zone de différenciation, puis de maturation et enfin
de vieillissement.
Les cellules de la glomérulaire
sont petites et ont un noyau rond; leur cytoplasme est acidophile.
Elles sont associées en nodule et chaque nodule est entouré
de capillaires. Les gouttelettes lipidiques sont petites et peu
nombreuses.
L'abondance de leurs mitochondries
explique leur acidophilie. La richesse en réticulum endoplasmique
lisse, ici vésiculaire, l'aspect tubulaire des crètes
mitochondriales, la structure spongieuse du nucléole et
les gouttelettes lipidiques doivent être reliés à
la fonction cellulaire.
Les cellules de la glomérulaire sécrètent
les minéralocorticoïdes (aldostérone
et désoxycorticostérone), hormones qui participent
à la régulation de la volémie en stimulant
l'absorption ou la réabsorption du sodium au niveau du
rein, de l'intestin, des glandes salivaires et des glandes sudoripares.
La sécrétion des minéralocorticoïdes
est contrôlée par le système rénine-angiotensine.
Les cellules de la fasciculaire
sont les plus grandes. Leurs très nombreuses gouttelettes
lipidiques sont responsables de leur aspect vacuolaire et expliquent
pourquoi elles sont appelées spongiocytes. Leur
noyau est rond, le nucléole est généralement
bien visible.
Les caractères les plus évidents sont la taille
et le nombre des gouttelettes lipidiques
qui remplissent le cytoplasme. Les autres organites, en particulier
les petites vésicules du réticulum endoplasmique
lisse et les grandes mitochondries sont regroupés en petits
amas entre les gouttelettes lipidiques.
Les cellules de la fasciculaire sécrètent les glucocorticoïdes
(cortisol, hydrocortisone, corticostérone), hormones stéroïdes
dont les effets sont multiples. Celles-ci sont principalement
hyperglycémiantes et anti-inflammatoires.
La sécrétion des glucocorticoïdes est contrôlée
par l'ACTH adénohypophysaire.
Les cellules de la réticulaire
sont disposées en cordons. La taille des cellules, le nombre
et la densité des vacuoles lipidiques sont moindres que
dans les deux autres régions. Par contre, les capillaires
disposés en réseau, sont beaucoup plus distendus.
La microscopie électronique
révèle une autre particularité des cellules
de cette région: la présence dans le cytoplasme
de corps résiduels au contenu hétérogène.
Ces corps résiduels sont d'anciens phagolysosomes et contiennent
des lipofuscines. Leur nombre augmente avec l'âge
et, lorsqu'ils sont suffisamment nombreux, ils deviennent visibles
en microscopie optique.
Les cellules de la réticulaire sécrètent les glucocorticoïdes et des stéroïdes sexuels mâles et femelles.
Chez la femme, ces cellules produisent une quantité réduite
d'hormones mâles qui ont un rôle dans l'établissement
de certains caractères sexuels secondaires. On ignore cependant
leur importance relative par rapport aux androgènes d'origine
ovarienne et comment se fait la régulation de leur sécrétion.
Les cellules de la médullosurrénale
sont appelées cellules chromaffines parce que leur
cytoplasme est colorable par les sels de chrome. Dans cette coloration
trichromique, elles ont un aspect granulaire finement poudreux
et sont rassemblées en petits îlots entre
les larges veines centromédullaires.
Une coloration à l'argent
sur coupe semifine permet de distinguer deux types de cellules.
Dans l'un, les grains sont colorés en noir, dans l'autre,
ils ne le sont pas.
Dans les cellules du premier type,
représentées à gauche, les grains ont un
contenu dense, séparé de la membrane par une zone
claire. Elles sécrètent la noradrénaline.
Dans les autres, les grains ont un contenu moins dense et qui
n'est pas séparé de la membrane par un halo clair.
Elles sécrètent l'adrénaline. Cette
subdivision en deux types de cellules, quoique classique, n'est
pas acceptée par tous.
La composition chimique du contenu des granules est complexe.
Les hormones, adrénaline ou noradrénaline sont des
bioamines, petites molécules dérivées
de la tyrosine. Elles sont associées à une protéine
porteuse, la chromogranine, à de l'ATP et à une
enzyme, la dopamine -bhydroxylase.
Après exocytose, les hormones sont scindées de la
chromogranine et emportées par le sang.
Les effets de la noradrénaline et de l'adrénaline diffèrent surtout quantitativement. On peut schématiquement les classer en quatre groupes: effets sur le système cardiovasculaire, sur la musculature lisse, sur le système nerveux central, et sur le métabolisme général.
Ces actions s'effectuent via les récepteurs alpha et bêta. La noradrénaline stimule surtout les récepteurs alpha tandis que l'adrénaline agit surtout sur les récepteurs bêta.
La description complète de leurs effets n'entre pas dans le cadre de ce cours; retenons simplement que les catécholamines sont, par excellence, les hormones de mise en alerte: augmentation du débit cardiaque et de la pression artérielle, mise au repos des musculatures digestive, bronchique et urinaire, stimulation du système nerveux central et augmentation du métabolisme général.
La médullosurrénale est l'analogue d'un ganglion
orthosympathique, tant du point de vue développement
que du point de vue fonctionnel. Elle est avant tout contrôlée
par le système orthosympathique grâce aux
nerfs splanchniques dont certaines fibres font relais dans les
ganglions préaortiques. Il y a en outre une synergie entre
cortex et médullaire, due à la structure particulière
de la vascularisation. Les corticoïdes stimulent la synthèse
des hormones dans la médullaire.
Les gonades sont, rappelons-le, des glandes mixtes à
la fois exocrines et endocrines. La sécrétion exocrine
est holocrine, composée de cellules vivantes, les
gamètes. La sécrétion endocrine est de type
lipidique, ce sont les stéroïdes sexuels. Mais
les deux parties de la glande, exocrine et endocrine sont en étroite
relation structurelle et fonctionnelle et dépendent de
l'hypophyse. La structure histologique des gonades sera vue en
détail lors de l'étude du système génital.
Nous nous limiterons ici aux cellules endocrines.
Les cellules endocrines du testicule sont appelées les cellules interstitielles de Leydig. Elles dérivent du mésoblaste embryonnaire et forment des amas entre les tubes séminifères. Leur cytoplasme est bourré de gouttelettes lipidiques.
Ces lipides sont les précurseurs des stéroïdes
sexuels mâles, la testostérone et l'androstènedione.
La sécrétion des stéroïdes testiculaires
est contrôlée par la sécrétion hypophysaire
de LH.
L'ovaire produit trois types de stéroïdes: les oestrogènes,
sécrétées par la thèque interne des
follicules ovariens en maturation, les progestagènes,
sécrétés par le corps jaune et des androgènes,
en petites quantités, sécrétés par
les cellules de Berger, localisées dans le hile ovarien.
La sécrétion ovarienne est contrôlée
par l'adénohypophyse, via la LH et la FSH, selon un mécanisme
très complexe qui règle 1'évolution des follicules
et qui sera détaillé ailleurs.
Nous avons terminé ainsi l'étude des glandes hypophysodépendantes.
La prochaine leçon sera consacrée aux glandes endocrines du tube digestif.