ENDOCRINIEN SYSTÈME

L'évolution des systèmes endocriniens

Invertébrés

Le besoin de coordination des activités cellulaires des Métazoaires, comme les éponges ou les méduses, s'est traduit par la mise en place très précoce de structures nerveuses produisant à la fois des neuromédiateurs et des neurohormones : chez les Cnidaires ont été isolés de nombreux peptides dont les fonctions de neuromédiateurs ou de facteurs paracrines sont d'ailleurs loin d'être totalement élucidées. Notons que l'un de ces peptides, l'activateur céphalique, a été retrouvé à l'identique chez les mammifères.

Ce n'est qu'ensuite que sont apparues des glandes endocrines et de « véritables » hormones, chez les mollusques et les arthropodes (tabl. 2). Le système endocrinien atteint son maximum de complexité chez les Insectes, avec en particulier deux systèmes principaux que constituent les glandes de mue qui produisent les ecdystéroïdes et les corps allates, qui sécrètent les hormones juvéniles (voir insectes). Les hormones de mue sont produites par l'ensemble des Arthropodes (insectes, crustacés, arachnides) et l'anatomie comparée nous permet d'illustrer un scénario probable pour l'apparition des glandes de mue, absentes (ou non identifiées) chez les crustacés inférieurs et les arachnides. Les arthropodes primitifs sont dépourvus de glandes de mue, et l'on pense que les cellules épidermiques dans leur ensemble sont la source d'ecdysone, qui jouerait presque un rôle de « second messager » à action autocrine. Chez des espèces plus évoluées, une région spécifique de l'épiderme est devenue la source principale de cette hormone, avant de se détacher de l'épiderme et de constituer une glande endocrine épithéliale sans lien avec celui-ci. Notons que par ailleurs les insectes produisent des (neuro)hormones peptidiques/protéiques dont certaines sont fortement apparentées à des hormones de vertébrés : c'est le cas en particulier de l'insuline (bombyxine) très proche de l'hormone humaine mais qui, ici, est une neurohormone produite par des cellules du système nerveux central.

Hormones des invertébrés

tabl. 2 - Les principales hormones des invertébrés (hors neurohormones). 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Vertébrés : unité et diversité

Chez les Vertébrés, les familles d'hormones présentes sont bien conservées, bien que l'on note une certaine diversité des structures et surtout des fonctions. Dans certains cas, la conservation concerne à la fois les structures et les fonctions : c'est le cas par exemple des insulines. Dans d'autres cas, les structures sont conservées, mais les fonctions biologiques ont évolué : ainsi, la prolactine a un rôle dans l'osmorégulation des poissons et une action stimulatrice des glandes mammaires chez les mammifères. On pourrait citer de nombreux exemples pour montrer que les messagers sont mieux conservés que les messages (qui dépendent en particulier de la nature des tissus qui possèdent des récepteurs).

Dans le cas des hormones stéroïdes, on notera que les stéroïdes gonadiques sont apparus les premiers, et qu'ultérieurement les stéroïdes surrénaliens sont apparus, en deux temps, glucocorticoïdes chez les Sélaciens, puis minéralocorticoïdes chez les Téléostéens avec l'apparition des nouvelles enzymes nécessaires à leur biosynthèse, et celle de nouveaux récepteurs. Concernant les stéroïdes sexuels, seul l'estradiol possède des récepteurs chez les lamproies, le récepteur des androgènes n'étant apparu que plus tard (donc bien après son ligand, puisque celui-ci est un intermédiaire de la biosynthèse de l'estradiol).

Les scénarios évolutifs

De nombreuses hormones ont une origine très ancienne et sont présentes dans (presque) tous les groupes animaux ; d'autres sont apparues plus récemment et leur distribution est plus restreinte, par exemple aux seuls vertébrés. Ce sont les progrès de la génomique et de la phylogénie qui permettent de proposer des scénarios évolutifs, à différentes échelles, concernant les hormones, leurs récepteurs, voire les enzymes produisant les hormones (stéroïdogenèse).

La diversification s'est effectuée par des mécanismes très généraux de duplications géniques (parfois de duplications de génomes entiers), de duplication d'exons et de mutations, conduisant à une diversification et, parfois aussi, à la disparition de gènes. Dans certains [...]

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Système endocrinien
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Messagers chimiques
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Peptides et système endocrinien
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Hormones : transporteurs plasmatiques
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