Exploration biochimique des corticosurrénales

Exploration biochimique des corticosurrénales

Exploration biochimique des corticosurrénales

Professeur Layachi Chabraoui

Cours de biochimie 2ème Année Médecine Rabat 2010-2011

1- Les hormones corticosurrénaliennes1- Les hormones corticosurrénaliennesLes corticosurrénales secrètent trois types d’hormones

stéroïdes

• Les glucocorticoïdes dont le chef de file est le Cortisol:

formés essentiellement au niveau de la zone fasciculée

(zone intermédiaire qui occupe 80% de la glande)(zone intermédiaire qui occupe 80% de la glande)

• Les minéralocorticoïdes dont le représentant est l’Aldostérone secrétés par la zone glomérulée (la plus externe: 15%)

• Les androgènes, surtout la déhydroépiandrostérone (DHA) formés dans la zone réticulée (5%).

Biosynthèse des hormones stéroïdesBiosynthèse des hormones stéroïdes

• Elle se fait au niveau de chaque zone à partir du

cholestérol.

• Les esters sulfates de stéroïdes sont formés surtout

dans la zone réticulée, il s’agit surtout de l’ester sulfate dans la zone réticulée, il s’agit surtout de l’ester sulfate

de DHA qui est le principal stéroïde plasmatique

• Le cholestérol qui sert à la biosynthèse peut être

synthétisé sur place à partir de l’acétyl-CoA ou

apporté par les LDL

Structures du cholestérol et Structures du cholestérol et du cortisoldu cortisol

Structures du cholestérol et Structures du cholestérol et du cortisoldu cortisol

HOCH2 .

HO OH

Cortisol en C21

Cholest érol en C27

18 20

2122

23

24

25

26

27

12

34

5

10

67

89

1112

13

14 15

1617

19

26

Zone Glomérulée

Cholestérol

Prègnenolone

ProgestéroneProgestérone

17-OH-Prègnenolone

1717--OHOH--PP

DHEA

∆4-A

P450scc

P450c2121-Hydroxylase

P450c17

3ß-HSD

Cholestérol

Prègnenolone

Progestérone

Zones Fasciculée et Réticulée

17-20 Desmolase

DOC

Corticostérone

18-OH-Corticostérone

Aldostérone

11-Désoxycortisol

Cortisol

21-Hydroxylase

P450c1111 ββββ OH

P450c18

DOCDOC

Corticostérone

P450scc = 20, 22 OHase + 20-22 Desmolase

Régulation de la biosynthèseRégulation de la biosynthèseAxe Hypothalamo-hypophysaire

HypothalamusCRF

-

nine

Ang

iote

nsin

e

Cellules juxtaglomérulaires

RénineAntéhypophyse

ACTH

Corticosurrénales

Cortisol

- Feed-back négatif

Sys

tèm

e R

énin

e A

ngio

tens

ine

Rénine

Ang

iote

nsin

ogèn

e

Ang

iote

nsin

e I

Ang

iote

nsin

e II

ACE Aldostérone

Transport plasmatiqueTransport plasmatique

• Le cortisol est transporté dans le sang par la CBG

(transcortine)

• Forme non liée = cortisol libre: forme active

Il diffuse et se lie au niveau des cellules cibles à des

récepteurs cytoplasmiques qui le conduisent vers

le noyau cellulaire où il exerce son action. Il subit

une filtration glomérulaire et se retrouve dans les

urines: cortisol libre urinaire

CatabolismeCatabolismeCatabolismeCatabolismeSe fait par des réactions de réduction (hydrogénation) des

doubles liaison et des fonctions cétones.

Les molécules réduites sont glycuroconjuguées ou sulfoconjuguées puis éliminées dans les urines où on trouvera:trouvera:

• Le cortisol (F) et ses dérivés di, tétra et héxahydrogénés

• La cortisone (E) et ses dérivés (DHE, THE, HHE)

• L’aldostérone (A) et son dérivé tétrahydrogéné (THA)

• Les androgènes corticosurrénaliens (DHA) et leurs catabolites: Androstérone et Etiocholanolone

Exploration statique de la sécrétion glucocorticoïde


Prélèvements• Aucune thérapeutique (corticothérapie)• Sang hépariné à 8 heures du matin le sujet étant à

jeun et au repos.• Urines de 24 heures sur antiseptique

Ionogramme sanguin: Na+, K+ et Glycémie

« Test à l’eau de Robinson »

Pour l’histoire (élimination de 80% de l’eau absorbée en 4 heures et densité < 1004 au moins pour 1 échantillon)



RIA ou EIA

Enzymo-Immunodosage par

Dosage du cortisol plasmatique

DO ≡≡≡≡ Activité enzymatique

Enzymo-Immunodosage par

compétition entre F et F* vis-

à-vis d’un Ac anti F (ou de la

transcortine)

Mesure de l’activité enzymatique

liée au complexe AgAc F en nmol/l



Cycle nycthéméral ou

Dosage du cortisol plasmatiqueF en nmol/l

circadien avec un maximum

à 8 heures du matin et un

minimum à minuit

Heures

F = Cortisol émie

F à 8h: 300 à 550 nmol/l

Dosage d’autres stéroïdes sanguinsDosage d’autres stéroïdes sanguins

•• Corticostérone: par Corticostérone: par radiocompétitionradiocompétition après après séparation chromatographiqueséparation chromatographique

Intérêt: Intérêt: ↑↑ en cas de déficit en cas de déficit en 17 en 17 αα hydroxylasehydroxylase



Intérêt: Intérêt: ↑↑ en cas de déficit en cas de déficit en 17 en 17 αα hydroxylasehydroxylase

•• 11 11 désoxycortisoldésoxycortisol: : cortéxolonecortéxolone ou composé Sou composé S

Intérêt: déficit en 11 Intérêt: déficit en 11 ββ hydroxylasehydroxylase et test à la et test à la métopironemétopirone ↑↑

•• 17 OH Progestérone: déficit en 21 17 OH Progestérone: déficit en 21 hydroxylasehydroxylase ↑↑

Èvaluation de l’activité corticotrope

• Dosage radioimmunologique de l’ACTH plasmatique



• Cycle nycthéméral : 8 heures chez le sujet au repos (maximum)

• Précautions: tube dans la glace. Prélèvement à traiter rapidement sinon congeler le plasma.

Dosage des stéroïdes urinaires� 17 OH corticostéroïdes: par la réaction de Porter

et Silber qui consiste à:�Extraire les stéroïdes des urines par le chloroforme après

hydrolyse enzymatique des conjugués



hydrolyse enzymatique des conjugués�Faire réagir l’extrait avec une solution sulfoéthanolique de

phénylhydrazine → coloration jaune

Les stéroïdes qui réagissent sont: – Cortisol (F) + DHF + THF– Cortisone (E) + DHE + THE– Cortexolone (S) + THS

Homme: 11 à 22 µmol/24h

Femme: 9 à 18 µmol/24h

Dosage des stéroïdes urinaires� Cortisol libre urinaire = FLU:Une faible partie du cortisol plasmatique (< 5%) est

libre (fraction active). Elle subit une excrétion



libre (fraction active). Elle subit une excrétion urinaire → le FLU qui reflète le cortisol libre plasmatique actif. Cette fraction augmente de façon fidèle au cours des hypercorticismes

La meilleure méthode de dosage du FLU est l’HPLC après extraction à partir des urines sans hydrolyse.

VU: 85 à 250 nmol/24h

Dosage des stéroïdes urinaires

� THS: métabolite de la cortexolone (même intérêt)


V U: < 280 nmol/24h

�Prégnènetriol: catabolite de la 17 OH Progestérone

Epreuve de freinage à la dexaméthazone

• La dexaméthazone (Dectancyl) a une action analogue à celle du cortisol sur l’hypothalamus. Elle

Exploration dynamique de la sécrétion glucocorticoïde

analogue à celle du cortisol sur l’hypothalamus. Elle freine la sécrétion d’ACTH par l’antéhypophyse → ↓de la cortisolémie et des 17 OH CS urinaires

• Plusieurs modalités: 3 mg/j x 5 ou 1 mg à minuit ou 2 mg/j x 2 puis 8 mg/j x 2 (Epreuve de Liddle).

Epreuve de stimulation au synacthène

• Le synacthène = ACTH de synthèse (1-24). Il stimule les

corticosurrénales.


corticosurrénales.

• 2 modalités:

– Injection de 250 µµµµg de synacthène simple: taux de F (30 min)

multiplié par 1,5

– Injection de 1 mg de forme retard: F (24 h) multiplié par 2 et

les 17 OH CS par 3 à 4.

Test à la métopirone

• Test de stimulation par l’ACTH endogène. La métopirone =

inhibiteur de la 11 β hydroxylase qui entraîne une ↓ de la


inhibiteur de la 11 β hydroxylase qui entraîne une ↓ de la

cortisolémie → ↑ de l’ACTH et une stimulation des

corticosurrénales

• On donne 4,5 g de métopirone en 6 prises (toute les 4

heures) et on prélève sang et urines (j0, j1 et j2): ↑ des 17

CS et des 17 OHCS.

Exploration de la sécrétion androgénique

Dosage des 17 cetostéroïdes urinaires (17 CS)

• Les 17 CS proviennent des androgènes corticosurrénaliens et gonadiques et des corticostéroïdes:

• la DHA, l’Androstérone (A), l’Etiocholanolone (Et) Androgènes

• les 11 OH et 11 céto A et Et Corticostéroïdes• les 11 OH et 11 céto A et Et Corticostéroïdes

• Hydrolyse acide, extraction et dosage (coloration violette avec le métadinitrobenzène en milieu alcalin: réaction de Zimmermann)

Séparation des 17 CS par CPG

• → analyse qualitative: % de chaque catabolite

VN: Homme: 40 à 60 µmol/j Femme: 24 à 40 µmol/j

Dosage des androgènes corticosurrénaliens dans le sang par RIA ou EIA

• DHA

Exploration de la sécrétion androgénique

Origine mixte• Delta 4 Androstènedione

• SDHA: Origine corticosurrénales

Valeurs usuelles: 4 à 8 µmol/l chez l’homme

3 à 6 µmol/l chez la femme

Origine mixte

Demandée généralement chez des sujets hypertendus qui doivent être sous régime normosodé et sans traitement

antihypertenseur

Exploration de la s écrétion min éralocortico ïde

Etude des effets métaboliques de l’aldostérone

Ionogrammes sanguin et urinaire: Na+, K+ et Cl-

• Dans l’ insuffisance surrénale il y a une hyperkaliémie avec hyponatrémie: Rapport Na+ / K+ toujours bas, c’est le cas dans le syndrome de perte de sel grave chez les enfants atteints d’hyperplasie congénitale des surrénales

• Dans les hyperaldostéronismes on note une hypokaliémie

1- Dosage de l’aldostérone plasmatiqueRadioimmunologieValeurs usuelles

Sujet couché: 30 à 300 pmol/lSujet debout: 100 à 850 pmol/l


2- Dosage de la THA urinaire

Double dilution isotopique ou CPGValeurs usuelles: 80 à 160 nmol/24h

3- Activité Rénine Plasmatique (ARP)

Méthode radioimmunologique utilisant l’angiotensinogène*

4- Exploration dynamique

• Stimulation par l’orthostatisme, déplétion sodé

ou synacthène


ou synacthène

• Freinage par un régime hypersodé ou en

créant une hypervolémie (perfusion d’un grand

volume de sérum physiologique)

1- Insuffisance surrénale acquiseMaladie d’Addison

• Etiologies: rétraction corticale: atrophie progressive des glandes due à la présence d’autoanticorps antisurrénaliens,

Pathologies corticosurr énaliennes

Infections (tuberculose..), traumatisme…

• Clinique: asthénie, hypotension, opsiurie, hypoglycémie et hyperkaliémie (dus à la carence en glucocorticoïdes et minéralocorticoïdes). La mélanodermie due au défreinagehypothalamohypophysaire → ↑ ACTH

AddisonHyperpigmentation

http://www.gfmer.ch/selected_images_v2/detail_list.php?cat1=1&cat3=1&stype=d

1- Insuffisance surrénale acquiseMaladie d’Addison

• Diagnostic biologique– Test à l’eau: opsiurie corrigée par l’administration de

cortisone–Hypoglycémie à jeun (+ ↑ de l’urée + hémoconcentration ±


–Hypoglycémie à jeun (+ ↑ de l’urée + hémoconcentration ±acidose)

– Hyponatrémie avec hyperkaliémie en cas de poussée aigue– Hypernatriurèse– Hormones: ↓ de la cortisolémie et des 17 OH CS avec ↑ de

l’ACTH– Pas de réponse à la stimulation par le synacthène

2- Syndrome de Cushing

• Etiologies:– Adénome ou microadénome des CS: tumeurs bénignes

–Carcinome des CS: tumeur maligne (corticosurrénalome)


–Carcinome des CS: tumeur maligne (corticosurrénalome)

– Microadénomes hypophysaires secrétant l’ACTH = Maladie de Cushing → Hyperplasie bilatérale des CS

– Hypercorticisme para néoplasique: tumeur maligne thymique, bronchique … secrétant un polypeptide ACTH mimétique.

2- Syndrome de Cushing•Clinique: (Cf. cours endocrinologie)

Morphologie évocatrice

– obésité de la face et du tronc

–nuque en bosse de bison


–nuque en bosse de bison

– érythrose du visage

– Amyotrophie des membres inférieurs et supérieurs

– Ostéoporose

– HTA

– Virilisation

2- Syndrome de Cushing: Diagnostic biologique

• Diagnostic positif:

–Conséquences métaboliques de l’hypercorticisme: Polyglobulie,


–Conséquences métaboliques de l’hypercorticisme: Polyglobulie,

polynucléose, éosinopénie, hypercholestérolémie, Intolérance

au glucose (hyperglycémie), hypokaliémie

– Anomalies de la sécrétion du cortisol: ↑ cortisolémie avec

disparition du rythme circadien, ↑ des 17 OH CS, ↑↑ du FLU

2- Syndrome de Cushing: Diagnostic biologique

• Diagnostic étiologique: – Exploration statique:

• Maladie de Cushing: ↑ modérée et concordante des 17 OH


CS et des 17 CS

• Adénome CS: ↑ des 17 OH CS, les 17 CS sont normaux

• Carcinome: ↑↑ de tous les stéroïdes CS (F + androgènes)

• L’ACTH: ↓ dans l’adénome et le carcinome, ↑ dans l’hyperplasie bilatérale et ↑↑ dans syndromes paranéoplasique

3- Les hyperaldostéronismes• Hyperaldostéronismes primaires:

– Syndrome de CONN: plus de 80% des cas

• Adénome CS sécrétant l’aldostérone

• Clinique: HTA , Asthénie, pseudoparalysie, Syndrome


• Clinique: HTA , Asthénie, pseudoparalysie, Syndrome polyuropolydypsique

• Diagnostic biologique:

–Troubles métaboliques: ↓ de la Kaliémie (< 3 mmol/l) avec conservation de l’élimination rénale →hyperkaliurie (Na/K < 1), alcalose métabolique

–↑ aldo et THA et ↓ ARP. Pas de réponse à la DOCA

3- Les hyperaldostéronismes

• Hyperaldostéronismes primaires:

–Hyperaldostéronisme non tumoral: rare


Hyperplasie bilatérale des corticosurrénales

↑ aldo et THA et ↓ ARP. Réponse à la DOCA

positive (ou dexaméthasone)

3- Les hyperaldostéronismes• Hyperaldostéronismes secondaires (HAS):

–HAS avec HTA:• Tumeur rénale secrétant la Rénine• Clinique: HTA+++ avec risque de rétinopathie et


• Clinique: HTA+++ avec risque de rétinopathie et d’Insuffisance rénale

• Diagnostic biologique: –Troubles métaboliques: Hypokaliémie avec hypervolémie–↑ aldostérone de la THA et de l’ARP

–HAS sans HTA: syndromes oedémateux (syndrome néphrotique, cirrhose), insuffisance cardiaque, tubulopathies

4- Hypercorticismes androgéniquesHyperandrogénies d’origine corticosurrénalienne

→Virilisation de la femme ou de l’enfant

• Etiologies:


–Tumeurs des CS secrétant des androgènes

–Hyperplasies Congénitales des Corticosurrénales (HCC): déficits enzymatiques de la synthèse du cortisol (surtout 21 OHase, puis 11 β OHase). La ↓de la cortisolémie ⇒ ↑ ACTH qui stimule les CS et ⇒ l’Hyperplasie et l’hyperandrogénie

4- Hypercorticismes androgéniques• Clinique:

–Signes de virilisation:

• Femme: acnée, hirsutisme


• Fillette: DSD= Désordre du Développement Sexuel(malformation des organes génitaux externes) et pseudopuberté précoce hétérosexuelle

• Garçon: pseudopuberté précoce isosexuelle

–HTA: déficit en 11 β hydroxylase

–Déshydratation: forme d’HCC avec perte de sel

4- Hypercorticismes androgéniques• Diagnostic biologique:

–Tumeurs: sécrétion des androgènes → ↑↑ 17 CS (DHA) et des œstrogènes. Test dexa négatif


–Hyperplasies Congénitales des Surrénales (HCS): • Déficit en 21 OHase: ↑↑ 17 OHP et PT, ↑ 17 CS alors

que les 17 OHCS sont normaux. Freinage à la dexa +

• Déficit en 11 β OHase: ↑↑ S et THS, ↑ 17 OHP

• Autres déficits rares: 3 β ol DH, 17 α OHase et Desmolase

Déficit en 21 -hydroxylaseDésordre autosomique récessif

a / b c / d a / b c / d

Bras court du chromosome 6

Mutation sévère

b / ca / d a / c b / d a / d a / c b / c b / d

Mutation peu sévère

a / d: Forme classique c / d et a / c: Formes non classique

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