Fiche explicative de la leçon: Hormones et maladies Sciences

Dans cette fiche explicative, nous apprendrons à décrire des exemples de maladies causées par le dysfonctionnement des glandes endocrines et à décrire comment ces maladies peuvent être traitées.

La personne sur la figure ci-dessous vous dit peut-être quelque chose : c’est parce qu’il s’agit du footballeur argentin Lionel Messi. Bien que la plupart des gens le connaissent pour sa carrière sportive, ce que vous ne savez peut-être pas, c’est que Messi est l’un des rares athlètes à avoir été autorisé à prendre de l’hormone de croissance humaine tout en jouant en compétition.

L'utilisation de l'hormone de croissance humaine est interdite pour les athlètes adultes car elle peut contribuer à accélérer la croissance des muscles. Cependant, Messi l’utilisait pour traiter son déficit en hormone de croissance. Étant donné que ce type de trouble est dû au dysfonctionnement d’une glande endocrinienne, Messi a obtenu une autorisation d’usage à des fins thérapeutiques.

Vous vous souvenez peut-être que le système endocrinien est un groupe de glandes dans tout le corps humain qui sécrètent des hormones dans la circulation sanguine. Comme les hormones sont sécrétées dans la circulation sanguine, elles sont très puissantes : même une petite quantité peut provoquer de grands changements dans les cellules, les organes, voire le corps tout entier. Un effet aussi puissant des hormones signifie également que tout déséquilibre hormonal peut être grave, excès comme insuffisance, surtout si ce déséquilibre est dû à un dysfonctionnement du pancréas, de l'hypophyse ou de la thyroïde.

Dans le cas de Messi, la cause de son déficit en hormone de croissance était un dysfonctionnement de son hypophyse.

L’hormone de croissance est l’une des nombreuses hormones produites par l’hypophyse, comme le montre la figure 2. Comme son nom l’indique, l’hormone de croissance (abrégée GH d’après son nom anglais) est essentielle à la croissance et au développement normaux. Ainsi, tout dysfonctionnement dans la libération de la GH peut entraîner des changements importants dans la croissance et le développement pendant l'enfance.

Normalement, la GH est libérée dans la circulation sanguine tout au long de la journée, avec des pics pendant le sommeil, la nuit. Ces pics nocturnes expliquent pourquoi les douleurs de croissance sont ressenties le plus fortement pendant le sommeil. De plus, comme la production de GH est maximale pendant le sommeil, il est très important de bien dormir, surtout pendant l'enfance.

Un dysfonctionnement de l'hypophyse peut entraîner divers troubles, tels que le déficit en hormone de croissance, également appelé nanisme. Sans une quantité suffisante de GH dans le corps, les enfants atteints de ce déficit restent anormalement petits. Par exemple, à l’âge de 11 ans, lorsque Lionel Messi a reçu un diagnostic de déficit en hormone de croissance, il ne faisait que 1,27 mètre.

Sans traitement par hormone de croissance, Messi aurait seulement atteint 1,40 mètre. Grâce à ce traitement, il a finalement atteint 1,68 mètre. Les enfants atteints de déficit en hormone de croissance sont traités par des injections d’hormone de croissance.

Pour le traitement de Messi, l’hormone de croissance utilisée était probablement produite par des bactéries génétiquement modifiées.

Par le passé, l’hormone de croissance était extraite de l’hypophyse de cadavres récemment décédés. Cependant cette méthode ne permettait d’extraire qu’une petite quantité de GH, donc elle n’était ni très utile ni très durable pour le traitement.

Mais en 1979, grâce aux progrès du génie génétique, des chercheurs ont trouvé un moyen de produire de l’hormone de croissance à l’aide de bactéries. Avec cette méthode, le gène humain qui contrôle la production de la GH pouvait être inséré dans l'ADN d'une cellule bactérienne. Avec suffisamment de cellules bactériennes modifiées pour porter ce gène, une quantité suffisante de GH pouvait alors être produite pour traiter des troubles comme le déficit d’hormone de croissance (nanisme).

Un dysfonctionnement de l’hypophyse peut également entraîner une augmentation de la GH. Lorsque trop de GH est produite pendant l’enfance, les os longs continuent de grandir bien au-delà de la puberté, ce qui entraîne une maladie appelée gigantisme. Les enfants atteints de gigantisme peuvent atteindre jusqu’à 2,13 mètres, voire plus.

La cause la plus fréquente du gigantisme est une tumeur non cancéreuse de l’hypophyse. Ainsi, le traitement du gigantisme implique généralement l’enlèvement ou la destruction (au laser) de la tumeur de l’hypophyse, ce qui arrête la surproduction de GH.

Le problème de croissance de Messi est un exemple de dysfonctionnement de glande dans le système endocrinien. Examinons de plus près d'autres exemples.

Le pancréas est une glande du système endocrinien. Cette glande fabrique de l’insuline et du glucagon, qui sont les hormones qui contrôlent la glycémie. Le glucose est considéré comme une ressource énergétique importante dans l'organisme, à tel point qu'il est généralement stocké pour être utilisé ultérieurement. Un résumé de la manière dont l’insuline et le glucagon équilibrent la glycémie est illustré ci-dessous dans la figure 3.

Lorsque la glycémie est trop élevée, par exemple après avoir mangé trop de gâteau ou de bonbons, le pancréas le détecte et produit de l'insuline qui est libérée dans le sang. L'insuline se rend au foie, lui indiquant de transformer l'excès de glucose en glycogène. Lorsque le glycogène se forme, la glycémie diminue.

Si la glycémie devient trop faible, comme après un exercice intense ou un long examen scolaire, le pancréas libère du glucagon qui agit sur le foie et les muscles. Ces signaux hormonaux amènent le foie et les muscles à convertir le glycogène en glucose.

Un dysfonctionnement du pancréas provoque un arrêt de la production d'insuline, ce qui entraîne le diabète.

Le diabète est une maladie qui survient lorsque le pancréas fonctionne mal et cesse de produire de l’insuline. Sans une quantité suffisante d’insuline sécrétée, la glycémie reste très élevée, ce qui augmente la soif et la production d’urine du patient et le rend fréquemment très fatigué. L'un des aspects les plus difficiles du diabète est que, comme ces symptômes se développent avec le temps, la plupart des gens ne se rendent pas compte qu’ils sont problématiques.

Plusieurs chercheurs ont souligné que le diabète se manifeste de deux manières principales.

Le diabète de type 1 n’a pas de cause connue, mais on pense qu’il s’agit d’une réaction où le système immunitaire attaque par erreur un tissu sain de l'organisme. Dans ce type de diabète, le pancréas ne produit pas d’insuline. On diagnostique généralement le diabète de type 1 à des enfants ou jeunes, et leurs symptômes doivent être traités tous les jours par la prise d’insuline.

Le diabète de type 2 se développe habituellement plus tard dans la vie. Dans ce type de diabète, les cellules deviennent résistantes à l’action de l’insuline. Sans insuline, le glucose sanguin ne peut pas se déplacer vers les cellules où il est nécessaire à la production d'énergie. Cela entraîne une accumulation de glucose dans le sang.

La figure 4 compare les différences entre les deux types de diabète et une personne en bonne santé.

Si le pancréas ne produit pas d'insuline, un geste aussi simple que l'ingestion d'une boisson sucrée, comme un soda, peut être dangereux. La courbe de la figure 5 illustre la différence de glycémie lorsqu’une personne en bonne santé consomme une boisson sucrée par rapport à une personne diabétique.

Sur le graphique, l’ représente le niveau de la glycémie et l’ représente le temps, en heures.

Chez une personne en bonne santé, après avoir bu une boisson sucrée, une augmentation rapide de la glycémie a lieu, jusqu’à atteindre un pic environ une heure plus tard. Puis, après une heure, la glycémie baisse rapidement grâce à la production d’insuline par le pancréas. L’action de l’insuline est si forte que, après avoir consommé la boisson sucrée, la glycémie, qui est tombée en dessous du taux normal de glucose dans le sang, reste très basse.

Chez une personne atteinte de diabète, le pancréas ne produit plus d’insuline ou ses cellules sont résistantes à l’insuline.

Ainsi, après l’ingestion d’une boisson sucrée, la glycémie augmente rapidement. Cependant, sans l’action de l’insuline, ce glucose sanguin ne peut être transformé en glycogène et stockée dans le foie. Ainsi, la glycémie reste très élevée pendant plusieurs heures.

C’est cette glycémie élevée chez une personne atteinte de diabète qui cause de graves problèmes de santé, comme des maladies cardiaques ou des accidents vasculaires cérébraux.

Comme le montre la figure, la glycémie est très difficile à contrôler sans insuline. C’est pourquoi certains traitements pour les personnes diabétiques comprennent des injections d’insuline. Cependant, ce traitement ne fonctionne que si une personne est atteinte de diabète de type 1. Dans le cas du diabète de type 2, les cellules étant résistantes à l'absorption de l'insuline, son injection, quelle qu'en soit la quantité, ne fonctionne pas.

Exemple 2: Tracer les variations de la glycémie dans le diabète

Le graphique montre les variations de la glycémie après que deux patients comparables aient consommé la même quantité d’une boisson sucrée. La glycémie du patient diabétique est représentée en vert, et la glycémie du patient en bonne santé est représentée en rose.

Après que le patient diabétique a absorbé la boisson sucrée, qu'est-ce qui pourrait expliquer que son taux de glucose reste plus élevé pendant plus longtemps que celui du patient sain ? 

1. En raison du manque d'insuline, les cellules corporelles du patient diabétique n'absorbent pas efficacement le glucose sanguin.
2. Le pancréas du patient diabétique libère trop de glucose.
3. Les cellules hépatiques du patient diabétique ne libèrent pas suffisamment d’insuline.
4. Le patient diabétique a trop d’insuline.

Réponse

Le diabète est une maladie qui survient lorsque le pancréas fonctionne mal et cesse de produire de l’insuline. Sans une quantité suffisante d’insuline sécrétée, la glycémie reste très élevée, ce qui augmente la soif et la production d’urine du patient et le rend fréquemment très fatigué. L'un des aspects les plus difficiles du diabète est que, comme ces symptômes se développent avec le temps, la plupart des gens ne se rendent pas compte qu’ils sont problématiques.

Sur le graphique, l’ représente le niveau de glycémie et l’ représente le temps en heures. Il y a trois différences, visibles sur le graphique, entre la réponse d’une personne en bonne santé et celle d’une personne diabétique.

Chez une personne en bonne santé, après avoir bu une boisson sucrée, une augmentation rapide de la glycémie se produit, jusqu’à atteindre un pic environ une heure plus tard. Puis, après une heure, la glycémie baisse rapidement en raison de la production d’insuline par le pancréas. L’action de l’insuline est si forte que, après avoir consommé la boisson sucrée, la concentration de glucose dans le sang, qui est tombée en dessous des niveaux normaux de glycémie, reste très faible.

Chez une personne atteinte de diabète, le pancréas ne produit plus d’insuline ou ses cellules sont résistantes à l’insuline. Ainsi, après avoir bu une boisson sucrée, une augmentation rapide de la glycémie a lieu, ce qui dure une heure. Après cette augmentation initiale, les concentrations de glucose dans le sang ne diminuent mais plutôt restent très élevées. En effet, sans l’action de l’insuline, le glucose sanguin ne peut pas être converti en glycogène et stocké dans le foie. Ainsi, la glycémie reste très élevée pendant plusieurs heures.

C'est ce taux élevé et persistant de glucose dans le sang d'une personne diabétique qui est à l'origine de graves problèmes de santé, comme des maladies cardiaques ou des accidents vasculaires cérébraux.

Le niveau de glucose du patient diabétique reste élevé une heure après l'ingestion de la boisson sucrée car, en raison de son manque d'insuline, les cellules corporelles du patient diabétique n'absorbent pas efficacement le glucose sanguin.

Le dernier exemple de dysfonctionnement du système endocrinien concerne la glande thyroïde.

Rappelez-vous que la thyroïde est l’une des plus grandes glandes du système endocrinien. La glande thyroïde produit des hormones qui contrôlent la vitesse à laquelle votre corps utilise l'énergie, la vitesse de production des protéines et la sensibilité aux autres hormones. Pour exercer ce contrôle, la glande thyroïde sécrète une hormone, la thyroxine.

Étant donné que la thyroxine contrôle la libération d'énergie à partir des aliments, une sécrétion excessive ou insuffisante de thyroxine peut entraîner un grossissement de la glande, formant un goitre et vous rendant malade.

La thyroïde, située à l’avant de votre cou, est une glande en forme de papillon contrôlée par l’hypophyse située dans le cerveau. En plus d’être contrôlée par l’hypophyse, la thyroïde a besoin d’iode pour fonctionner correctement. Mais l’organisme ne produit pas d’iode, notre seule source d’iode provient des aliments que nous mangeons.

Si votre alimentation ne contient pas d’iode, alors votre glande thyroïde sera moins capable de produire de la thyroxine.

Lorsque la quantité de thyroxine sécrétée est faible, l’hypophyse essaie de la stimuler en libérant davantage une hormone appelée la thyréostimuline. Cependant, comme la thyroïde ne fonctionne pas correctement, cette augmentation de thyréostimuline entraîne une accumulation dans la glande thyroïde, qui grossit et forme un goitre dit simple. La figure 6 montre la différence de taille entre une glande thyroïde saine et une glande hypertrophiée.

Exemple 3: Identifier la cause d'une hypertrophie de la thyroïde

La figure montre comment la glande thyroïde peut grossir et former un goitre.

Quelle carence en éléments nutritifs peut conduire à la formation d’une hypertrophie de la thyroïde, comme représenté sur la figure ? 

1. fer
2. protéine
3. calcium
4. vitamine D
5. iode

Réponse

Comme vous vous en rappelez peut-être, la thyroïde est l'une des plus grosses glandes du système endocrinien. Cette glande, qui se trouve dans votre cou, est contrôlée par l’hypophyse située dans le cerveau. La thyroïde produit des hormones qui contrôlent la vitesse à laquelle votre organisme utilise l’énergie, la vitesse de production des protéines et la sensibilité aux autres hormones.

En plus d’être contrôlée par l’hypophyse, la thyroïde a besoin d’iode pour fonctionner correctement. Cependant, l’organisme ne produit pas d’iode, notre seule source d’iode provient des aliments que nous mangeons. Si votre alimentation ne contient pas d’iode, votre glande thyroïde sera moins en mesure de produire de la thyroxine.

Lorsque la quantité de thyroxine sécrétée est faible, l’hypophyse essaie de la stimuler en libérant davantage une hormone appelée la thyréostimuline. Cependant, comme la thyroïde ne fonctionne pas correctement, cette augmentation de thyréostimuline entraîne une accumulation dans la glande thyroïde, qui grossit et forme un goitre.

Par conséquent, le nutriment dont la carence peut entraîner la formation d'une thyroïde hypertrophiée, donnant un goitre, est l'iode.

Un dysfonctionnement de la thyroïde peut également provoquer une sécrétion excessive de thyroxine, ce qui provoque un goitre exophtalmique (aussi appelé maladie de Basedow). Ce type de goitre entraîne également une perte de poids, une augmentation de la fréquence cardiaque et de l’irritabilité. Il y a un autre symptôme qui peut aider les médecins à faire la différence entre les goitres simples et les goitres exophthalmiques.

Le mot exophtalmique fait référence aux yeux exorbités qui sont observés avec ce type de goitre. Ce symptôme peut aider les médecins à identifier le traitement adéquat.

Si un patient avec un goitre a également les yeux exorbités, comme illustré en figure 7, cela peut indiquer que le goitre fait partie d’une réaction où le système immunitaire attaque par erreur un tissu sain de l’organisme. Ce type de goitre nécessiterait une modification du traitement. Dans le cas d'un goitre avec symptôme de gonflement des yeux, les médecins peuvent procéder à l'ablation chirurgicale d'une partie de la glande afin de réduire la production de thyroxine plutôt que de la traiter par des modifications du régime alimentaire.

Exemple 4: Décrire les symptômes d’un goitre exophtalmique

La figure ci-dessous représente l’apparence d’une personne ayant une thyroïde hypertrophiée.

1. Quel est le nom de cette maladie ? 
   1. goitre exophtalmique
   2. nanisme
   3. goitre simple
   4. gigantisme
   5. diabète
2. Quelle est la cause du gonflement des yeux ? 
   1. trop peu de thyroxine
   2. trop de thyroxine
   3. trop peu d’hormone de croissance
   4. trop d’hormone de croissance

Réponse

Comme vous vous en souvenez peut-être, la thyroïde est l'une des plus grosses glandes du système endocrinien. Cette glande, qui se trouve dans votre cou, est contrôlée par l'hypophyse qui se trouve dans le cerveau. La glande thyroïde produit des hormones qui contrôlent la vitesse à laquelle votre organisme utilise l’énergie, la vitesse de production des protéines et la sensibilité aux autres hormones.

Partie 1

Un dysfonctionnement de la thyroïde peut provoquer une sécrétion excessive de thyroxine. Cela entraîne une augmentation du volume de la thyroïde et la formation d'un goitre (de type exophtalmique). Pour différencier ce type de goitre d'un goitre normal, les médecins examinent généralement les yeux.

Par conséquent, le nom de la maladie indiquée dans la figure est « goitre exophtalmique ».

Partie 2

Si un patient avec un goitre a également les yeux exorbités, cela peut indiquer que le goitre fait partie d’un dérèglement qui provoque une sécrétion excessive de thyroxine et provoque un goitre exophtalmique.

Ce type de goitre nécessite une modification du traitement. Les médecins utilisent de l'iode radioactif plutôt que de modifier le régime alimentaire pour traiter les goitres avec symptôme de gonflement des yeux.

Par conséquent, la cause du gonflement des yeux est une trop grande quantité de thyroxine.

Passons en revue ce que nous avons appris dans cette fiche explicative.