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TPE Lycée Emile Zola Rennes
2) Le trajet de l'adrénaline
Le trajet de l’adrénaline est un long parcours. Tout débute par les nerfs sensitifs qui détectent une source de stress ou de danger à l’extérieur. (La fonction sensitive d'un nerf est de conduire une information,(douleur, pression, température...) de la périphérie vers le système nerveux central). Cette information va être traitée par le système limbique. Le cerveau, envoie alors un signal à l'hypothalamus, le centre de nos émotions, qui se situe au centre de notre cerveau. L'hypothalamus va envoyer un message aux glandes médullosurrénales en stimulant le système nerveux orthosympatique. L'hypothalamus réalise donc un lien entre le système nerveux et le système endocrinien par l'intermédiaire d'une glande endocrine : l'hypophyse. Les glandes médullosurrénales vont ensuite synthétisées l’adrénaline.
schéma simplifié du trajet de l'adrénaline
Que sont les systèmes limbique et orthosympathiques ?
Le système limbique est un groupe de structures du cerveau responsable surtout des émotions, de la mémoire et aussi de l'olfaction (= odorat). Il a aussi une influence sur le système endocrinien et sur le système nerveux autonome. Ces zones, se trouvent dans l’encéphale :
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Le cortex cingulaire
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le fornix
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l'hippocampe
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l'amygdale
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l'hypothalamus
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Les corps mammilaires
En conclusion le système limbique traite les sensations, comme le stress, détectées par les nerfs sensitifs, c’est particulièrement l’hypothalamus qui va transmettre le message de sécrétion d’adrénaline au système orthosympathique
Le système orthosympathique situé de part et d’autre de la colonne vertébrale se compose de 23 paires de ganglions : Trois paires de ganglions cervicaux, douze paires de ganglions thoraciques (plexus solaire et pulmonaire), quatre paires de ganglions sacrés et quatre paires de ganglions lombaires. C'est dans ces ganglions que les connections entre les neurones, les synapses ont lieu. De plus, chose très importante, ces systèmes relient la moelle épinière, ce qui permet donc de relier le système nerveux central aux organes et aux vaisseaux sanguins.
Cellules chromaffines observées au microscope
Une fois que le message est envoyé à la glande surrénale, la synthèse de l'adrénaline débute dans la partie interne : la médullosurrénale ; par les cellules chromaffines. C'est ici précisément que l'adrénaline se forme. Ces cellules permettent le stockage des molécules catécholamines ( 80% d'adrénaline, 16% de noradronaline et 4% de dopamine).
La synthèse de l'adrénaline s'effectue à partir de la phénylalanine et de l'enzyme phénylalanine hydroxylase.
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Cette enzyme permet la fixation d'un groupe OH sur une molécule, la phénylalanine va alors devenir tyrosine.
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La tyrosine va devenir la DOPA grâce à l'enzyme tyrosine hydroxylase, qui permet elle aussi la fixation d'un groupe OH sur une molécule.
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La DOPA va être à son tour transformée en dopamine, grâce à l'enzyme Dopa décarboxylase qui déclenche la décarboxylation (perte d'un groupe CO2).
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La dopamine va ensuite devenir la noradrénaline, grâce à l'enzyme dopamine hydroxylase qui permet la fixation d'un groupe OH.
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La noradrénaline va enfin être transformée en adrénaline, grâce à l'enzyme N-méthyl transférase qui fixe un groupe méthyl CH3 sur la molécule.
Code couleur: réactif (composant initiale), type de réaction, enzyme, produit de la réaction
Une fois synthétisée, l'adrénaline se trouve dans les vésicules de stockage : les cellules chromaffines. Un transporteur membranaire appelé CACNA laisse entrer du calcium dans la cellule, provoquant la fusion de la vésicule avec la membrane et permet donc la libération de l'adrénaline dans le vaisseau sanguin. Celui-ci la transporte ensuite vers les différents organes sur lesquels elle va agir.
L'adrénaline en tant que neurotransmetteur agit en se fixant sur les récepteurs de cellules cibles. Les récepteurs sont spécifiques à un seul ligand comme un neurotransmetteur, une hormone… Les catécholamines ont pour récepteurs spécifiques les récepteurs adrénergiques. Ces récepteurs se lient à des ligands appelés endogènes, par exemple l’adrénaline ou la noradrénaline.
Schéma du rapport entre les récépteurs et les ligands
Quand ces ligands se fixent sur leurs récepteurs spécifiques (ici la cible), l’adrénaline produit son effet créant ainsi des modifications physiologiques.
Cependant, il existe cinq sortes différentes de ces récepteurs, spécifiques à l'adrénaline qui sont les alpha 1, les alpha 2, les béta 1, les béta 2 et les béta 3. Ces récepteurs ne sont pas situés sur les mêmes organes cibles et sont présents à des proportions différentes. Ils ont donc des rôles propres à chacun. Globalement, les récepteurs alpha sont plus nombreux que les récepteurs bêta, mais ces derniers ont une plus forte affinité pour l'adrénaline. A forte dose, l'adrénaline stimule à la fois les récepteurs alpha et bêta.
Alpha 1 : Ces récepteurs sont situés principalement sur des muscles lisses, des vaisseaux, le tractus génito urinaire, l'intestin, les hépatocytes et sur le cœur. Leur stimulation entraîne une bronchoconstriction et une vasoconstriction.
Alpha 2 : Ils sont qualifiés de présynaptiques. En effet ces récepteurs sont situés aux extrémités des neurones. On les trouve également au niveau des vaisseaux sanguins. Leur activation provoque une baisse du tonus du système orthosympathique, une stimulation du système de défense cellulaire et une diminution de la sécrétion d'insuline.
Béta 1 : Ils ne se trouvent que sur le cœur et les reins. Quand on les stimule, on remarque une activation cardiaque et une hausse de la sécrétion de rénine (enzyme créée par les reins).
Béta 2 : Ils sont situés aux mêmes positions que les récepteurs Alpha 1 mais aussi sur les bronchiques, fibres musculaires lisses du poumon, l'utérus, l'intestin et le muscle strié.
Béta 3 : On retrouve ce dernier groupe de récepteurs sur les fibres musculaires lisses de l'utérus et sur les tissus adipeux, ce sont les tissus qui stockent la graisse. Leur rôle est de détendre ces fibres et de déclencher la lipolyse dans les cellules adipeuses.
La capacité qu'ont les récepteurs adrénergiques à réagir avec leur ligand endogène (ici l'adrénaline) varie, les effets physiologiques varient donc aussi. Les récepteurs adrénergiques sont couplés aux protéines G.
Mais que sont ces protéines et quel rôle ont-elles dans l'action de l'adrénaline ?
Les protéines G sont des molécules qui permettent la transmission de l’information à l’intérieur d’une cellule; cela s’appelle la transduction de signaux. Le récepteur est fixé à son ligand (adrénaline), il va ensuite se fixer à une protéine G située sur la face interne de la membrane plasmique, la protéine G devient alors active. Suite à cette activation, la protéine va se fixer sur la membrane de la cellule, qui synthétisera un second messager qui va servir à exciter les autres récepteurs à l’intérieur de la cellule.
Les protéines G servent donc à la transduction du message, ce sont des intermédiaires entre les récepteurs à hormones (récepteurs adrénergiques) et les systèmes réactionnels intracellulaires, elles permettent une amplification du signal et des réactions intracellulaires.
Les récepteurs adrénergiques sont donc dépendants de ces protéines, c’est pour ça qu’on dit que ces récepteurs sont couplés avec elles. Il existe 3 sous-groupes de protéines G : alpha, béta et gamma. Cela engendre une série d'effets sur l'organisme qui sont détaillés dans la partie suivante.
Le trajet de l’adrénaline est donc long et remplis d’étapes, qui sont pour certaines compliquées. Afin que cette deuxième partie soit bien comprise j’ai réalisé un schéma récapitulatif des étapes du trajet de l’adrénaline.
