Hormone de croissance

Hormone de croissance
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Molécule de somatotropine.

L'hormone de croissance, somatropine ou somatotropine, est une hormone polypeptidique secrétée par les cellules somatotropes de la partie antérieure de l'hypophyse, qui stimule la croissance et la reproduction cellulaire chez les humains et les autres vertébrés.

Chez l'homme, c'est un polypeptide de 191 acides aminés, proche chimiquement de la prolactine et de l'hormone lactogène placentaire humaine.

Diverses pathologies sont liées à cette hormone : nanisme (en cas de déficit de sécrétion), gigantisme et acromégalie (en cas d'excès de sécrétion). L'administration de l'hormone constitue un traitement du nanisme.

Sommaire

Terminologie

L'hormone de croissance est généralement dénommée GH (de l'anglais Growth Hormone) mais également somatotropine (ST), en particulier l'hormone bovine (bST) utilisée, hors d'Europe, pour stimuler la production laitière des vaches. On la trouve aussi parfois sous le nom de somathormone (STH), ou hormone somatotrope.

Il existe une spécificité d'espèce animale. Pour désigner la forme humaine de l'hormone, ces sigles sont généralement précédées de la lettre 'h' (ex: hGH ou hSTH). Pour la forme bovine, c'est la lettre 'b' qui est utilisée.

Structure et gène de la molécule de l'hormone humaine de croissance

La forme majoritaire (75-85%) de la GH humaine est un polypeptide de 191 acides aminés (22kDa de masse molaire) comprenant deux ponts disulfures. Une forme minoritaire (env 5-10%) est un polypeptide de 176 acides aminés (20 KDa) dérivant du même gène que la hGH 22KDa par épissage alternatif de son exon 3 entrainant la perte des acides aminés 32-46. Une partie de ces molécules (env. 10%) forment des homo-(22-22, 20-20) ou hétérodimères (20-22) associés de manière covalente (ponts disulfures) ou non-covalente. Quand la GH est sous forme de monomère elle est plus efficace que sous le forme d'oligomère (mais les deux types sont présents dans la circulation). La hGH a une demi-vie de 20 à 30 minutes.

Sécrétion d'hormone de croissance

Valeurs normales et facteurs de sécrétion

La concentration plasmatique basale est faible chez l'adulte (1 à 4 ng/ml), plus élevée chez l'enfant (environ 10 ng/ml) et le nouveau-né (de 30 à 70 ng/ml).

La sécrétion de l'hormone de croissance par l'adénohypophyse est pulsatile.

  • Il y a des pics de nuit après l'endormissement (lors des phases de sommeil lent profond, où la concentration monte à 12 ng/ml environ chez l'adulte).
  • Il existe aussi des pics de jour spontanés ou favorisés par différents stimulus : stress, effort physique, hypoglycémie brutale (ex: augmentation très importante et rapide après injection d'insuline) ou progressive (jeûne), froid, traumatisme chirurgical, perfusion de certaines molécules (arginine[1], DOPA).

Régulation

La régulation de cette sécrétion est assurée par des hormones hypothalamiques. La somatolibérine ou GHRH (Growth Hormone Releasing Hormone) stimule la sécrétion de GH ((en) growth hormone) et la somatostatine ou GHIH (Growth Hormone Inhibiting Hormone) l'inhibe. La somatolibérine est stimulée par l'hypoglycémie, le sommeil profond, le stress et l'exercice. La sécrétion pulsatile de GH est due à l'alternance de sécrétion de GHRH et GHIH. Il existe également un rétrocontrôle négatif par la GH sur ces hormones hypothalamiques. On peut observer d'autres variations du rythme de sécrétion de la GH au cours de la vie, on observe notamment une diminution de sécrétion avec l'âge.

Fonctions de l'hormone de croissance

Rôles métaboliques

Les effets de l'hormone de croissance sont de type anaboliques et touchent tous les métabolismes :

  1. Métabolisme protéique : anabolisme protéique

L'hormone de croissance est nécessaire pour la croissance normale et la synthèse des protéines. Elle agit à divers niveaux du métabolisme des acides aminés (AA), en positivant le bilan azoté : augmentation du transport des AA à travers la membrane cellulaire, diminution de la quantité d'AA libres dans le plasma, diminution du catabolisme des AA, augmentation de l'activité RNA-messager dans les ribosomes.

  1. Métabolisme lipidique : mobilisation des réserves lipidiques

Elle augmente la quantité d'acides gras libres dans le plasma (utilisés à des fins énergétiques).

  1. Métabolisme des glucides

Elle élève la glycémie (action "diabétogène") : une prise simultanée de glucides entraîne une hyperglycémie. Elle inhibe l'oxydation des glucides dans les tissus.

Comme la plupart des hormones peptidiques, l'hormone de croissance agit en se fixant sur un récepteur spécifique à la surface des membranes plasmiques.

Bien des facteurs entrent en jeu dans la croissance. Les gènes, les hormones, l'alimentation, le repos - tous ces éléments aident les enfants à croître, de la naissance à l'âge adulte. Un élément clé de ce processus est le facteur de libération de l'hormone de croissance ou le facteur de régulation de la croissance (GH-RF ou GRF). Ce messager chimique est produit dans une partie du cerveau appelée hypothalamus. Le GH-RF permet à l'hypophyse (" glande maîtresse " qui intervient dans le processus de croissance) de sécréter l'hormone de croissance, soit la principale hormone responsable de la croissance d'une personne. La croissance est l'augmentation des dimensions du corps. Ce phénomène, caractéristique de l'enfance, est lié à l'interaction entre des facteurs génétiques et du milieu La puberté représente l'ensemble des phénomènes physiques, psychiques, affectifs qui caractérise le passage de l'état d'enfant à l'état d'adulte aboutissant à la fonction de reproduction."C'est pendant cette période que le taux d'hormones de croissance sécrété naturellement atteint son maximum".

L'hormone de croissance ou somatropine ou somatotropine est une hormone polypeptidique secrétée par la partie antérieure de l'hypophyse, qui stimule la croissance et la reproduction cellulaire chez les humains et les autres vertébrés

Mais la GH(growth hormon) n'est pas seulement impliquée dans les phénomènes de croissance, elle joue aussi un rôle dans la régulation fine des phénomènes de reproduction aussi bien chez les mammifères mâles que femelles.

Chez le mâle cette hormone a des actions extragonadiques parmi lesquelles on peut citer l'accroissement et le maintien de la taille du pénis, la différenciation des canaux spermatiques chez l'adolescent et la stimulation de la synthèse d'enzymes dans certaines glandes annexes (vésicules séminales et la prostate). Cette hormone a aussi des effets sur les fonctions gonadiques parmi lesquelles nous retiendrons la spermatogenèse, la stimulation de la synthèse des androgènes, l'accroissement de la mobilité des spermatozoïdes.

Cette hormone exerce des effets gonadiques chez la femelle parmi lesquels on trouve la stimulation de la synthèse d'hormones stéroïdiennes, l'induction de l'ovulation, le recrutement et la croissance folliculaire, la maturation nucléaire et cytoplasmique de l'ovocyte. Cette hormone exerce aussi des effets extragonadiques sur l'activité sécrétoire des cellules épithéliales du tractus génital féminin, sur la croissance placentaire et sur divers aspects de la lactation.

Répétons-le encore ces actions de la GH sur la reproduction interviennent sur des mécanismes de régulation fine.

La GH agit sur le foie et stimule la production d'IGF (insulin growth factor). L'hormone de croissance a une action lipolytique (mobilisation des graisses), hyperglycémiant et diabétogène, elle stimule la chondrogénèse et l'ostéogénèse par l'intermédiaire de l'IGF, et est antinatriurétique.

Problèmes cliniques : excès ou déficience

Excès d'hormone de croissance

Un excès d'hormone de croissance (par hyperactivité hypophysaire, tumeur ou défaut d'inhibition par la somatostatine) avant la maturité sexuelle provoque un gigantisme. Un excès acquis après la puberté provoque une acromégalie.

Les manifestations cliniques de l'acromégalie sont des sueurs, céphalées, macroglossie (grosse langue), cyphose, diabète, organomégalie, un gigantisme chez l'enfant, un syndrome du canal carpien (arthrose) chez l'adulte, de l' HTA.

Se manifeste également un syndrome dysmorphique acquis (infiltration des tissus mous) caractérisé par: un gonflement des extrémités, un épaississement des traits du visage, un prognathisme, entre autres.

Déficience en hormone de croissance

Un manque de GH pendant l'enfance provoque un nanisme harmonieux

Un déficit en hormone de croissance entraîne une diminution de la masse maigre, une augmentation de la masse grasse, un arrêt de la croissance des cartilages et des os, une tendance dépressive, et une diminution de la résistance à l'effort et au froid. Pour le diagnostiquer, il faut procéder à un test dynamique de stimulation en provoquant une hypoglycémie insulinique. En temps normal, une hypoglycémie provoque une augmentation du taux de GH.

Indications du traitement par l'hormone de croissance

Lorsqu'un enfant présente une taille petite selon plusieurs critères : les courbes moyennes de croissance de la population, la taille des parents, ou en cas de vitesse de croissance non régulière; et que les médecins suspectent une pathologie liée à l'hormone de croissance, des tests médicaux peuvent être effectués (tests sanguins, radiographies en vu de déterminer l'âge osseux, recherches de caryotypes...). Plusieurs causes de petite taille peuvent être traitées : le déficit en hormone de croissance, le syndrome de Turner, le Retard de croissance intra-utérin, le Syndrome de Prader-Willi ainsi que d'autres pathologies rares[2]. Le traitement se fait par une Injection sous-cutanée journalière, le soir, d'hormones bio-synthétiques produites grâce à la technologie de l'ADN recombinant[3]. Les injections peuvent être faites par l'enfant lui-même, ses parents ou, plus rarement, une personne extérieure (infirmière) à l'aide d'un stylo injecteur (du même type que ceux parfois utilisés pour les injections d'insuline des personnes diabétiques). Les doses prescrites sont déterminées par les médecins en charge du suivi de l'enfant et dépendent de nombreux facteurs, comme le poids, la taille, la pathologie, etc... Ce traitement nécessite un suivi régulier, généralement tous les trois à six mois pour surveiller le poids, la taille, ainsi que la bonne tolérance au traitement[4]. En France, Le traitement par l'hormone de croissance est pris en charge par la sécurité sociale dans le cadre le l'ALD (Maladie de longue durée)[5]. Il existe plusieurs marques selon le laboratoire fournisseur : Genotonorm, Humatrope, Norditropin, Saizen, Zomacton[6].

L'efficacité du traitement est variable. Elle dépend à la fois de chaque enfant mais aussi de la raison pour laquelle le traitement est effectué. Les effets sont importants dans les cas de déficit en hormone de croissance, le gain est aussi prouvé dans les cas de syndromes de Turner. Pour les cas d'insuffisance rénale, de syndrome de Prader Willi l'effet de l'hormone de croissance sur la taille adulte est méconnu mais on montre une accélération de la croissance[7]. Pour les cas de petite taille idiopathique (sans déficit en hormone ou autre pathologie, qui ne concerne donc pas la France puisque un traitement ne sera pas mis en place a priori) le gain est de 3 à 4 cm à l'âge adulte, avec des réponses très variables suivant l'individu[8].

Risques liés au traitement par l'hormone de croissance

  • Un premier problème grave est venu d'une production d'hormone de croissance par extraction d'hypophyses de cadavres, ce qui a causé un certain nombre de contaminations par des prions pathogènes, et occasionné des cas de maladies de Creutzfeldt-Jakob mortelles.
    En 1985, alors que les premiers cas sont signalés par des publications scientifiques aux USA, la France estimait avoir éliminé tout risque de transmission de la maladie
    En France, au 14 janvier 2009, le bilan occasionné par ce type de contamination s'élevait néanmoins à 117 décès comptabilisés, essentiellement chez des enfants. L'hormone, fabriquée à partir d'hypophyses prélevées sur des cadavres, sans contrôle ni sélection, a été distribuée entre 1980 et 1988 chez des enfants atteints de troubles de croissance. La France comptait, en 2004, 58 % de tous les cas mondiaux de maladie de Creutzfeldt-Jakob liés à l'hormone de croissance. La durée d'incubation très longue de la maladie rend difficile toute anticipation d'un bilan global[9].
    Le grand public a été informé de ce risque en 1992 par un article du journal le Monde.
    EN 2010, les familles des victimes, après vingt ans de procès attendent le verdict d'un procès en appel[10].
  • Pour contrer ce risque, l'hormone dite "synthétique" ou "recombinante" est maintenant biosynthétisée par génie génétique.
    Fin 2010, l'agence des produits de santé (Afssaps) a fait savoir qu'une étude épidémiologique dite Saghe, ayant porté sur près de 7.000 patients, concluait à un risque de surmortalité par rapport à la population générale, avec 93 décès constatés contre 70 une surmortalité chez les patients ayant reçu des hormones de croissance synthétiques pour retard de croissance dans l'enfance, sans toutefois pouvoir prouver un lien de cause à effet[10]. La surmortalité correspond à un risque plus élevé d'accidents vasculaires cérébraux (AVC), d'hémorragies et moindrement de tumeurs osseuses. Dans l'attente d'un avis européen, les médecins et malades sont invités à faire à un usage prudent de cette hormone recombinée (Selon l'étude, le risque de mortalité croît quand les doses dépassent les doses recommandées. En France, environ 10 000 patients seraient ainsi traités en 2010. Et - selon Didier Houssin[10] - les doses moyennes délivrées seraient plutôt plus faibles que dans d'autres pays (où ces hormones sont aussi utilisées pour l'alimentation animale) ; "Il y a une tendance à donner de fortes doses pour les enfants les plus petits", constate le professeur Philippe Lechat, pharmacologue (Afssaps), Les praticiens nord-américains délivreraient plus facilement de fortes doses (>50 µg/kg, surtout pour les enfants les plus petits)[10].


L'Agence européenne du médicament (EMEA) va lancer (en 2011 ?) une réévaluation de la sécurité de ce traitement[10].

Usages non-médicaux

Chez l'homme

Elle est utilisée illégalement en France en tant que dopage ou comme « agent anti-âge ». Son usage est cependant autorisé aux États-Unis. Elle entraîne une diminution de la masse grasse et comporte nombre d'effets secondaires (œdèmes, douleurs articulaires, survenues de diabète, augmentation de la taille des seins chez l'homme...)[11]. Elle serait susceptible d'augmenter la masse musculaire mais cet effet reste controversé[12]. Elle ne semble pas augmenter significativement la force musculaire et pourrait même avoir un effet néfaste sur l'endurance[13]. Elle améliorerait les capacités de sprint[14].

Sa détection est difficile car il faut la différencier de l'hormone de croissance naturellement secrétée par l'organisme. Le premier test de dépistage à grande échelle a été effectué lors des Jeux olympiques d'Athènes en 2004 et nécessite une prise de sang[15].

Le 27 février 2011, l'allemand Patrik Sinkewitz est contrôlé positif à une hormone de croissance recombinante suite à un contrôle sanguin effectué lors du GP Lugano. Il est le premier coureur suspendu suite au test de détection de l’hormone de croissance dans le cyclisme et l’un des premiers cas tous sports confondus[16].

Chez l'animal

Plusieurs pays autorisent l'utilisation des hormones de croissance pour stimuler la production laitière des bovins. Il s'agit principalement de la somatotropine bovine, un polypeptide composé de 190 ou 191 acides aminés secrétée sous quatre formes différentes par les bovins. Certains laboratoires (notamment Monsanto) ont réussi à obtenir par génie génétique une hormone de synthèse, la somatotropine bovine recombinée (rBST). La somatotropine améliore la sécrétion laitière des vaches allaitantes en stimulant notamment la production d'IGF-1, une hormone peptidique composée de 70 acides aminés. En 1999, les pays suivants autorisaient l'emploi de ces hormones dans l'industrie laitière : Afrique du Sud, Algérie, Brésil, Bulgarie, Colombie, Corée, Costa Rica, États-Unis, Honduras, Hongrie, Jamaïque, Kenya, Malaisie, Mexique, Namibie, Pakistan, Pérou, République tchèque, Roumanie, Russie, Slovénie, Turquie, Émirats arabes unis, Ukraine et Zimbabwe[17].

Historique

L’identification, la purification puis la synthèse chimique de l’hormone de croissance sont liées à l’œuvre scientifique du biologiste Choh Hao Li. La société Genentech fut la première à distribuer de l'hormone de croissance humaine recombinée pour la thérapie en 1981.

Antérieurement aux recherches sur l’ADN recombiné, on ne pouvait obtenir l’hormone de croissance nécessaire aux soins qu'en l’extrayant de la glande pituitaire de cadavres. Plusieurs tentatives pour fabriquer de l'hormone de croissance humaine avaient échoué, et la faiblesse des ressources entraînait la restriction des traitements aux cas les plus graves de nanisme[18], l’hormone de croissance d’autres espèces de primates s’avérant inopérante chez l’être humain[19].

En 1985, des cas atypiques de maladie de Creutzfeldt-Jakob se déclarèrent chez des individus qui avaient bénéficié, dix à quinze ans auparavant, de traitement hormonal à base de prélèvements chez des personnes décédées. Se fondant sur l’hypothèse que les prions infectieux responsables de la maladie venaient de ces prélèvements, on retira du marché les produits correspondants[20]. La même année, l’hormone de croissance synthétique remplaçait ces médicaments aux U.S.A. et en Europe de l’Ouest.


Voir aussi

Articles connexes

Notes et références

  1. Il existe un test à l'arginine pour tester la réactivité de l'antéhypophyse
  2. Le retard de croissance http://www.med.univ-angers.fr/discipline/pediatrie/Endoped0306/Le retard de croissance.htm consulté le 4 octobre 2010
  3. Le retard de croissance : http://www.med.univ-angers.fr/discipline/pediatrie/Endoped0306/Le retard de croissance.htm consulté le 4 octobre 2010
  4. Brochure d'information : http://crmerc.aphp.fr/centre/IMG/pdf/Ttt_par_GH_Informations_parents.pdf consulté le 4 octobre 2010
  5. Brochure "Le déficit en Hormone de croissance" - Pharmacia (une société du groupe Pfizer)
  6. Le traitement par l'hormone de croissance : http://www.cbip.be/Folia/2003/F30F06B.cfm consulté le 4 octobre 2010
  7. Centre belge d'information pharmacothérapeutique : Traitement par l'hormone de croissance [1] consulté le 9 octobre 2011
  8. Deodati A, Cianfarani S, Impact of growth hormone therapy on adult height of children with idiopathic short stature: systematic review, BMJ, 2011;342:c7157
  9. LEMONDE.FR avec AFP et Reuters, « Hormone de croissance : relaxe générale, le parquet fait appel » sur http://www.lemonde.fr, Le Monde, 14.01.09. Consulté le 15 janvier 2009
  10. a, b, c, d et e Soupçons sur l'hormone de croissance synthétique  ; L'Express + AFP, 2010/12/10
  11. (en)The Safety and efficacy of Growth Hormone in the healthy elderly, Hau Liu, Dena M. Bravata, Ingram Olkin, Smita Nayak, Brian Roberts, Alan M. Garber, Andrew R. Hoffman, Ann Intern Med, 2007;146;104-115
  12. M.J. Rennie, « Claims for the anabolic effects of growth hormone: a case of the emperor's new clothes? », Brit. J. Sports Med., vol. 37, 2003, p. 100-105.
  13. Hau Liu, D.M. Bravata, I. Olkin et al., « The Effects of Growth Hormone on athletic performance », Ann. Int. Med., vol. 148, 2008, p. 747-758
  14. Meinhardt U, Nelson AE, Hansen JL et Als. The effects of Growth Hormone on body composition and physical performance in recreational athletes: A randomized trial, Ann Intern Med, 2010;152:568-577
  15. World Anti-Doping Agency, Q&A: Human Growth Hormone Testing
  16. Sinkewitz positif à l’hormone de croissance, Velochrono.fr, 18 mars 2011
  17. Conseil fédéral du Parlement suisse, « Réponse à une interpellation visant à interdire l'importation de produits issus d'animaux traités à l'hormone de croissance » sur L'Assemblée fédérale - Le Parlement suisse, 26 mai 1999. Mis en ligne le 16 juin 2000, consulté le 6 décembre 2007
  18. (en) Nancy G. Maybe (dir.), Recombinant DNA products: insulin, interferon, and growth hormone, Boca Raton, CRC Press, 1984 (ISBN 0-8493-5542-7), « Direct expression of human growth in Escherichia coli with the lipoprotein promoter » 
  19. (en) Raymond L. Hintz (dir.), Recombinant DNA products: insulin, interferon, and growth hormone, Boca Raton, CRC Press, 1984 (ISBN 0-8493-5542-7), « Biological actions in humans of recombinant DNA synthesized human growth hormone » 
  20. D'après David G. Gardner, Dolores Shoback, Greenspan's Basic and Clinical Endocrinology, New York, McGraw-Hill Medical, 2007 (réimpr. 8e éd.) (ISBN 0-07-144011-9), p. 193–201 .

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