Le stress aigu : acteurs et mécanismes - Maxicours

Le stress aigu : acteurs et mécanismes

Objectifs
  • Définir la notion de stress aigu.
  • Citer quelques agents stresseurs.
  • Expliquer le rôle du système limbique et des glandes médullosurrénales dans la première réponse (rapide) face à l’agent stresseur.
  • Expliquer le rôle de l’axe hypothalamo-hypophyso corticosurrénalien dans la deuxième réponse face à l'agent stresseur.
  • Connaitre le rôle du cortisol.
  • Construire une boucle de régulation neuro-hormonale complète.
Points clés
  • Stress aigu : ensemble des réponses adaptatives, défensives et naturelles de notre organisme qui lui permettent un comportement approprié face aux agressions physiologiques et psychologiques (= agents stresseurs).
  • Première réponse de l’organisme très rapide : le système limbique est stimulé, en particulier les zones impliquées dans les émotions telles que l’amygdale.
  • Une communication s'instaure entre le système nerveux et le système endocrinien.
  • Les glandes médullosurrénales libèrent alors de l’adrénaline qui provoque une augmentation du rythme cardiaque, de la fréquence respiratoire et la libération de glucose dans le sang.
  • Deuxième réponse de l’organisme : sécrétion de CRH par l’hypothalamus entrainant la libération du cortisol par les glandes corticosurrénales.
  • Le cortisol favorise la mobilisation du glucose et inhibe certaines fonctions (dont le système immunitaire).
  • Le cortisol joue un rôle pour le retour à la normale suite à une situation stressante en agissant par rétrocontrôle négatif sur l’hypothalamus : phénomène de résilience.
  • Ces différentes voies physiologiques sont coordonnées au sein d’un système, qualifié de complexe, et permettent l’adaptabilité de l’organisme.
Pour bien comprendre
  • Connaitre l’organisation de l’axe hypothalamo-hypophysaire du cerveau vue en seconde.
  • Maitriser la notion de résilience vue dans la partie « écosystèmes » en enseignement de spécialité de SVT en classe de première.
1. La notion de stress aigu et d’agents stresseurs

Notre organisme réagit aux agents stresseurs de l’environnement pour se protéger et rétablir son état d’équilibre qualifié d’homéostasie.

Le stress aigu correspond à l’ensemble des réponses adaptatives, défensives et naturelles de notre organisme qui lui permettent un comportement approprié face aux agressions physiologiques et psychologiques.

Ces agressions peuvent être qualifiées d’agents stresseurs.

L’Homme a toujours réagi face à des agents stresseurs. Exemple : fuir face à un prédateur pour les premiers hommes préhistoriques.

Aujourd’hui, les agents stresseurs ont changé : problèmes familiaux, examens, pression au travail, accidents de la route, etc. Mais nos réponses de base restent les mêmes.

Les agents stresseurs peuvent aussi varier en fonction des individus (âge, personnalité, contexte social).

Face à un agent stresseur, nous ressentons rapidement des modifications de notre comportement : notre cœur bat plus vite, notre respiration s'accélère.

2. Le rôle du système nerveux et du système endocrinien face au stress
a. Rappel sur le système nerveux et présentation du système endocrinien

Le système nerveux est impliqué dans les mécanismes physiologiques du stress aigu. Il participe à la réception des agents stresseurs, ou stimuli, et à l’élaboration des réponses adaptatives.

Le système nerveux se compose de deux parties : le système nerveux central (cerveau et moelle épinière) et le système nerveux périphérique (nerfs).

Dans le cas d’une situation de stress aigu, le système nerveux interagit également avec d’autres systèmes biologiques de l’organisme comme le système endocrinien (ex : glandes , hypophyse…) et le système immunitaire.

Le système endocrinien est un système composé de glandes qui sécrètent des hormones (molécules chimiques sécrétées dans le sang et qui ont pour rôle d’agir à distance par voie sanguine sur des organes cibles).

b. Mise en place de la première réponse face à un agent stresseur : la réaction d’alarme

Face à un agent stresseur, la première réponse de l’organisme est très rapide : c’est une réaction d’alarme.

Une zone particulière du cerveau appelée système limbique est stimulée. Le système limbique est formé de différentes structures cérébrales impliquées dans l’olfaction, la mémoire, les apprentissages et les émotions.

Face à un agent stresseur, c’est l’amygdale du système limbique qui est stimulée : c’est le récepteur du stimulus.

 

Suite à la stimulation de l’amygdale, les glandes surrénales, qui appartiennent au système endocrinien, entrent en action. Le système nerveux ne travaille donc pas seul : il recrute le système endocrinien.

Les glandes surrénales sont deux glandes triangulaires situées au-dessus des reins, formées d’une partie dite médullosurrénale et d’une partie dite corticosurrénale.

Ce sont les cellules de la zone médullo-surrénale qui réagissent suite à la stimulation du système limbique : elles libèrent dans le sang une hormone appelée adrénaline.

Expérience

On constate que l’adrénaline est libérée quasi instantanément suite à la présence de l’agent stresseur. Elle atteint un pic puis revient progressivement (en moins de 30 minutes) à une valeur normale.

Les glandes médullosurrénales sont les acteurs de la mise en place d’une réaction d’alarme face à un agent stresseur.

L’adrénaline a pour organes cibles le cœur, les poumons et le foie.

Son action provoque une augmentation du rythme cardiaque, de la fréquence respiratoire et la libération de glucose dans le sang (en activant la glycogénolyse).

c. Mise en place de la seconde réponse face à un agent stresseur : la phase de résistance
Rôle de l’axe hypothalamo-hypophyso-corticosurrénalien

Suite à cette première phase d’alarme, une seconde réponse de l’organisme se met en place. On l’appelle phase de résistance.

L’axe hypothalamo-hypophyso-corticosurrénalien entre en action.

L’hypothalamus, petite région située au cœur de l’encéphale, est aussi un récepteur aux stimuli stresseurs.

L'hypothalamus sert de liaison entre le système nerveux et le système endocrinien via l’hypophyse.

L’hypothalamus, stimulé face à un agent stresseur, sécrète une neurohormone appelée CRH (en anglais corticotropin-releasing hormone ; en français corticolibérine).

La CRH stimule l’hypophyse qui stimule à son tour les glandes corticosurrénales via une hormone appelée ACTH.

Remarque : L’ACTH n’est pas une notion du programme à savoir.
 
Expérience

On voit d’après le graphique que l’ACTH stimule la libération d’une hormone appelée cortisol. Cette libération se fait progressivement (sur une cinquantaine de minutes).

Ce sont les glandes corticosurrénales qui libèrent le cortisol. Elles sont donc qualifiées d’acteurs de la phase de résistance au stress aigu.

Rôle du cortisol dans la phase de résistance

Expérience
On réalise l’expérience suivante : on suit l’évolution de la concentration en glucose dans le sang chez un témoin à jeun et chez un individu à jeun recevant, au bout de 2 heures, une perfusion d’une forte dose de cortisol.

Le graphique présente les résultats obtenus.

Observations
Chez le témoin à jeun, la concentration en glucose dans le sang reste globalement stable dans le temps.
Chez l’individu à jeun ayant reçu une forte dose de cortisol en perfusion à T=2h, on constate une augmentation importante de la concentration en glucose dans le sang. Cette hausse reste stable durant plusieurs heures.

Interprétation
Le cortisol favorise donc la libération dans le sang de glucose.

C’est le foie qui en est responsable : il réalise la glycogénolyse. La glycémie augmente alors. Une source d’énergie, le glucose, est disponible pour l’organisme.

Le cortisol joue également un rôle sur le système immunitaire. On a observé chez des rats ayant subi un stress aigu que le nombre de leucocytes diminuait progressivement si la durée du stress dépassait 6 minutes.

Le cortisol a donc pour rôle d’inhiber certaines fonctions du système immunitaire mais l’explication de cet effet inhibiteur n’est pas au programme.

Après avoir réagi face à un agent stresseur, l’organisme retourne rapidement à un fonctionnement normal. Il retrouve un état homéostasique.

3. Le rôle du cortisol dans le phénomène de résilience
On appelle résilience la capacité de l’organisme à réagir à une perturbation, puis à revenir à son fonctionnement antérieur.

En effet, suite à un agent stresseur, l’organisme qui a répondu efficacement en déclenchant la réaction d’alarme puis la phase de résistance doit ensuite retrouver un fonctionnement de base.

C’est le cortisol qui joue un rôle dans ce phénomène.

Nous savons qu’une hormone, pour agir, se fixe à des récepteurs spécifiques présents sur des cellules cibles.

Dans le cas du cortisol, il peut se fixer sur deux types de récepteurs spécifiques :

  • ceux présents sur des cellules cibles du foie et des muscles ;
  • ceux présents sur des cellules cibles de l’hypothalamus.

Cependant, l'affinité de ces récepteurs pour le cortisol est différente. Les récepteurs des cellules du foie ou des muscles se lient beaucoup plus facilement au cortisol que les récepteurs des cellules de l’hypothalamus.

Ainsi, en condition normale, le cortisol libéré se lie prioritairement aux cellules du foie ou des muscles mais en cas de stress aigu, l'hypersécrétion de cortisol permet également sa fixation sur les cellules de l’hypothalamus.

Cela a pour conséquence d’inhiber leur fonctionnement et donc de diminuer la sécrétion de CRH : on parle de rétrocontrôle négatif.

Toutes ces voies physiologiques (nerveuses, endocriniennes, immunitaires) sont donc coordonnées au sein d’un système complexe et permettent l’adaptabilité de l’organisme face à un stimulus stresseur.

4. Bilan

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