Le cortisol est une hormone glucocorticoïde produite par la glande surrénale en réponse au stress, à l’activité physique, au jeûne ou au rythme circadien. Il exerce une influence profonde sur le métabolisme des glucides, des lipides et, de façon notable, sur le métabolisme des protéines. Cette régulation est cruciale pour mobiliser les ressources énergétiques de l’organisme, en particulier en situation de stress ou de déficit énergétique. Cet article explore les mécanismes par lesquels le cortisol agit sur les protéines, ses effets physiologiques, et les conséquences d’un excès ou d’un déficit.
Synthèse et sécrétion du cortisol
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Le cortisol est synthétisé dans la zone fasciculée du cortex surrénalien à partir du cholestérol.
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Sa production est régulée par l’axe hypothalamo-hypophyso-surrénalien :
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CRH (Corticotropin-releasing hormone) sécrétée par l’hypothalamus.
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ACTH (Adrenocorticotropic hormone) sécrétée par l’hypophyse antérieure.
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ACTH stimule la sécrétion de cortisol dans la circulation.
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La sécrétion suit un rythme circadien, avec un pic en début de matinée.
Récepteurs et mécanisme d’action
Le cortisol agit par un récepteur glucocorticoïde (GR) situé dans le cytoplasme des cellules cibles :
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Le cortisol diffuse à travers la membrane cellulaire.
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Il se lie à son récepteur, entraînant un changement conformationnel et la libération de protéines chaperonnes.
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Le complexe hormone-récepteur migre dans le noyau, où il se fixe à des éléments de réponse aux glucocorticoïdes (GRE) sur l’ADN.
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Cela modifie l’expression des gènes codant pour des enzymes ou protéines du métabolisme.
Effets du cortisol sur le métabolisme des protéines
1. Stimulation de la protéolyse
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Le cortisol augmente la dégradation des protéines dans les muscles squelettiques.
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Cela libère des acides aminés qui seront utilisés dans d'autres tissus, notamment le foie.
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Objectif : fournir des substrats pour la néoglucogenèse hépatique.
2. Inhibition de la synthèse protéique
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Le cortisol réduit la synthèse de nouvelles protéines, surtout dans les muscles, la peau et les os.
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Cela permet de conserver l’énergie et de rediriger les ressources vers les fonctions vitales.
3. Effet sur la néoglucogenèse
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Les acides aminés libérés par la protéolyse sont utilisés par le foie pour produire du glucose.
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Ce mécanisme est essentiel lors du jeûne prolongé ou du stress aigu.
4. Effets tissulaires spécifiques
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Muscle : catabolisme protéique élevé → fonte musculaire en cas d’hypercortisolisme chronique.
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Peau : altération de la synthèse de collagène → fragilité cutanée.
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Os : inhibition des ostéoblastes et stimulation des ostéoclastes → ostéoporose.
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Foie : augmentation de la synthèse des enzymes de néoglucogenèse.
Rôle physiologique
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Adaptation au stress : permet la mobilisation rapide des acides aminés pour produire du glucose.
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Maintien de la glycémie en période de jeûne prolongé.
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Préparation à l’effort physique, en libérant des ressources énergétiques.
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Réponse immunomodulatrice et anti-inflammatoire, bien que cela ne soit pas directement lié au métabolisme des protéines.
Conséquences d’un excès ou d’un déficit
Hypercortisolisme (ex : syndrome de Cushing) :
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Fonte musculaire.
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Faiblesse musculaire.
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Amincissement de la peau.
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Retard de cicatrisation.
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Ostéoporose.
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Résistance à l’insuline et hyperglycémie.
Hypocortisolisme (ex : maladie d’Addison) :
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Diminution de la néoglucogenèse.
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Hypoglycémie.
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Fatigue chronique.
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Diminution de la tolérance au stress.
Applications cliniques
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Les glucocorticoïdes de synthèse (comme la prednisone) sont utilisés pour traiter l’inflammation, les maladies auto-immunes ou les allergies, mais à haute dose ils peuvent reproduire les effets cataboliques du cortisol.
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Il est essentiel de surveiller la dégradation protéique chez les patients traités au long cours.
Conclusion
Le cortisol joue un rôle majeur dans la régulation du métabolisme des protéines, en particulier en période de stress ou de jeûne. En favorisant la protéolyse et la néoglucogenèse, il assure l’approvisionnement énergétique nécessaire aux organes vitaux. Toutefois, un excès chronique peut avoir des effets délétères sur la masse musculaire, la peau et les os.