09 Jan 2017

Hypothalamus : l’importance des hormones dans notre cerveau

Qu’est-ce que l’hypothalamus ? Premièrement, mettons-nous dans le contexte : votre ventre gronde. Cela fait depuis très tôt ce matin que vous n’avez rien avalé et une sensation de faim vous envahit. L’envie de manger tous les aliments que vous voyez dans les vitrines. Vous avez beaucoup de peine à vous concentrer sur l’activité que vous êtes en train de réaliser et vos pensées ne cessent de se fixer sur le repas qui vous attends. Vous devenez même inconfortable jusqu’au moment où enfin vous vous décider à manger. Est-ce que cette situation vous paraît familière ?

Le responsable de tout ce processus est l’hypothalamus, une petite structure sous-cortical située au centre de notre cerveau. Mesurant seulement la taille d’un petit pois, l’hypothalamus se charge de réguler les différentes fonctions essentielles à noter survie, comme la faim ou encore le maintien de l’homéostasie. Sans cette structure, nous ne saurions pas quand nous avons besoin de manger, et nous finirions mort de faim.

Si vous souhaitez en savoir plus sur l’hypothalamus, continuez votre lecture et ne manquez pas la dernière partie de cet article nommée “En savoir un peu plus” pour connaître plus les détails de cette structure cérébrale.

Hypothalamus

L’hypothalamus régule le comportement alimentaire grâce aux sensations de faim et de satiété.

Qu’est-ce que l’hypothalamus ?

L’hypothalamus est une structure cérébrale qui, en compagnie du thalamus, forme le diencéphale. Il fait partie du système limbique et contient la plus grande densité de neurones de tout le cerveau. Il est chargé de contrôler le système nerveux autonome et le système endocrinien. C’est une glande endocrinienne qui libère des hormones chargées de gérer les comportements liés au maintien de l’espèce, et qui régule la sécrétion des hormones de l’hypophyse, avec lequel il forme l’axe hypothalamo-hypophysaire. Il contient deux types de neurones sécréteurs : les parvocellulaires (qui sécrètent les hormones péptidiques) et les magnocellulaires (qui sécrètent les hormones neurohypophysaires).

Où se trouve l’hypothalamus ? Avoir un bon emplacement est important

L’hypothalamus se situe sous le thalamus (d’où son nom). De plus, il est délimité par la couche terminale, par les tubercules mamillaires, par les capsules internes et par le chiasme optique. Il est connecté à l’hypophyse par la tige hypophysaire. Une position si centrale dans le cerveau qu’elle permet à l’hypothalamus de communiquer parfaitement bien, recevant des informations (afférences) de différentes structures du corps, et envoyant des information (éfférences) à d’autres.

Hypothalamus

Localisation de l’hypothalamus (en jaune) sur une coupe sagittale du cerveau. Source : Tirotactico.

À quoi sert l’hypothalamus ? Comment nous maintient-il vivant ?

Les fonctions qu’il remplit sont essentielles pour notre survie. Il est chargé de gérer la faim et la satiété, de maintenir la température corporelle, de réguler le sommeil, la reproduction, l’agressivité et participe également à la gestion des émotions. La plus grande partie de ces fonctions se régule grâce à la sécrétion d’hormones qui s’inhibent ou s’excitent entre elles.

  • Faim : quand notre corps détecte que nos réserves d’énergie viennent à manquer et que nous avons par conséquent besoin de manger, il envoie une hormone (ghréline) à l’hypothalamus pour lui indiquer que nous devons manger. L’hypothalamus libère alors la neuropéptide Y, qui est l’hormone qui produit la sensation de faim. Dans l’exemple du début de l’article, l’hypothalamus était en train de libérer une grande quantité de neuropéptides Y, ce qui fait que notre sensation de faim était très forte.
  • Satiété : au contraire, quand nous avons mangé suffisamment, notre corps doit dire à notre cerveau que nous n’avons pas besoin de plus d’aliments et que nous devons arrêter de manger. Pendant que nous mangeons, notre corps produit de l’insuline, ce qui augmente la production d’une hormone nommée “léptine”. La léptine voyage dans le sang jusqu’au noyau ventromédian de l’hypothalamus, et lorsqu’elle arrive aux récepteurs de celui-ci, elle inhibe la production de neuropéptide Y. Le fait de ne plus produire de neuropéptide Y nous quitte la sensation de faim, en d’autres termes, nous ressentons de la satiété.
  • Soif : d’une façon similaire à la faim, quand le corps a besoin de plus d’eau, l’hypothalamus libère une hormone antiduirétique (ou vasopressine), qui agit pour empêcher la perte de fluide et encourager l’ingestion de liquide.
  • Température : la température à laquelle le sang arrive dans l’hypothalamus détermine si nous devons augmenter ou diminuer notre température corporelle. Si la température est trop haute, nous devons perdre de la chaleur, ce qui fera que la partie antérieure de l’hypothalamus (hypothalamus antérieur) inhibe la partie postérieure, provoquant une série de conséquences qui permettrons de réduire la température corporelle (comme la sudation par exemple). Si par contre la température corporelle est trop basse, nous devons produire de la chaleur, ce qui fera que la partie postérieure de l’hypothalamus (hypothalamus postérieur) inhibe la partie antérieure. Ainsi, à travers l’axe hypothalamo-hypophysaire, se libère l’hormone stimulante de la thyroïde (TSH) et l’hormone adrénocorticotrope (ACTH), favorisant la conservation de la chaleur.
  • Sommeil : la raison pour laquelle il peut nous résulter difficile de nous endormir lorsque la lumière est allumée se trouve dans l’hypothalamus, Le cycle vigilance-sommeil est réguler par le cycle circadien. La structure qui se charge de la régulation du cycle circadien est un ensemble de neurones de l’hypothalamus médian appelé noyau suprachiasmatique. Le noyau suprachiasmatique reçoit des informations des cellules ganglionnaires de la rétine à travers le tractus rétinohypothalamique. De cette façon, la rétine détecte les changements de lumière à l’extérieur et envoie cette information au noyau suprachiasmatique. Cet ensemble de neurone traite l’information, qui est ensuite envoyée à la glande pinéale (ou épiphyse cérébrale). Si la rétine détecte qu’il n’y a pas de lumière, la glande pinéale sécrète de la mélatonine, qui favorise le sommeil. Si la rétine détecte qu’il y a de la lumière, la glande pinéale réduit les niveaux de mélatonine, ce qui est plus propice à la vigilance.
  • Reproduction et agressivité : ces comportements (si différents chez les humains, pourtant très proche dans le règne animal) sont régulés par la même partie de l’hypothalamus (le noyau ventromédian). Il y a des neurones qui s’excitent uniquement lors des comportements de reproduction, alors qu’il y en a d’autres qui s’activent uniquement lors des comportements agressifs. Dans ce cas, les amygdales cérébrales sont chargées d’envoyer les informations liées avec l’agressivité à la partie adéquate de l’hypothalamus afin que celle-ci libère les hormones nécessaires afin d’adapter notre comportement à la situation dans laquelle nous nous trouvons.
  • Émotions : quand nous ressentons une émotion, celle-ci est accompagnée de changements physiologiques. Si nous marchons seuls la nuit et que nous devons traverser une ruelle sombre d’où proviennent des bruits étranges, notre réaction la plus probable est de ressentir de la peur. Le corps a besoin d’être prêt à n’importe quel cas de figure qui va se présenter, et pour cela l’hypothalamus envoie des informations aux différentes parties de notre corps (augmentation de la respiration, du rythme cardiaque, contraction des vaisseaux sanguins, dilatation des pupilles et tension des muscles). De cette manière, nous sommes plus capables de détecter une menace quelconque et de nous défendre ou de courir si nécessaire. Ainsi, l’hypothalamus est chargé des changements physiologiques liés aux émotions.

Quelle relation existe entre l’hypothalamus et l’amour ?

Les émotions dans le cerveau sont gérées par le système limbique. L’hypothalamus fait partie de ce système et est chargé de faire savoir au corps quelle est l’émotion dominante du moment. Bien que les sentiments soient une chose complexe au niveau cérébral, nous savons que l’hypothalamus est le responsable du fait que nous ressentions l’amour de la forme dont nous la ressentons. L’hypothalamus produit de la phényléthylamine, un neurotransmetteur qui a des effets similaires aux amphétamines, ce qui explique la sensation agréable et euphorique de l’amour. De plus, l’hypothalamus augmente la production d’adrénaline et de noradrénaline, ce qui se traduit par une augmentation du rythme cardiaque, augmentant l’oxygénation et la pression sanguine (provoquant la sensation de “papillons dans le ventre”). D’un autre côté, le cerveau produit de la dopamine, qui nous permet d’augmenter notre attention sur la personne qui nous provoque ce sentiment, et de la sérotonine qui modifie notre moral. Ainsi, si nous souhaitons expliquer pourquoi l’hypothalamus est si important, il suffit de dire que sans lui, nous serions incapables de ressentir l’amour !

Quel est la relation entre l’hypothalamus et l’hypophyse ?

L’hypothalamus régule la sécrétion des hormones de l’hypophyse (ou glande pituitaire), avec laquelle elle se trouve physiquement connecté par l’infundibulum. L’hypophyse est également une glande endocrinienne et se trouve en dessous de l’hypothalamus, protégé par la selle turcique (une structure osseuse de la base de notre crâne). Sa fonction est de déverser les hormones que selon notre hypothalamus notre corps nécessite pour régler l’homéostasie (équilibré les substances et la température de notre organisme) dans le flux sanguin. La relation entre l’hypothalamus et l’hypophyse est si étroite qu’ils forment l’axe hypothalamo-hypophysaire. Aucun des deux ne pourrait remplir pleinement sa fonction sans la collaboration de l’autre. Ainsi, l’hypophyse permet à l’hypothalamus d’étendre ses effets à tout notre corps, agissant sur d’autres glandes qui se trouvent en dehors de sa portée.

Que se passe-t-il lorsque l’hypothalamus est altéré ? Quels sont les maladies ou les troubles qui peuvent être provoqués ?

Vu l’importance de l’hypothalamus, une lésion de n’importe quel de ses noyaux peut être fatale. Par exemple, si le centre de la satiété est endommagé (et que nous ne pouvons donc pas ressentir la satiété) nous ne nous arrêterions pas d’avoir faim et mangerions donc sans nous arrêter, avec les implications que cela pourrait avoir sur notre santé. Les pathologies les plus fréquentes sont :

  • Syndrome du diabète insipide : il se produit suite à une lésion dans les noyaux supraoptique, paraventriculaire et du fascicule supraopticohypophysaire. Du fait de la petite quantité de ADH qui est produite dans ces cas-là, cela créer une augmentation des liquides absorbés et de la miction.
  • Lésion de l’hypothalamus caudolatéral : si cette région de l’hypothalamus est endommagée, cela diminuera les activités synaptiques ainsi que la température corporelle.
  • Lésion de l’hypothalamus rostromédian : si cette région de l’hypothalamus est endommagée, cela diminuera les activités parasynaptiques, mais augmentera la température corporelle.
  • Syndrome de Korsakoff : une altération des noyaux mamillaires (très liés à l’hippocampe, et donc à la mémoire) produit ce qui est connu comme l’amnésie antérograde, c’est à dire l’incapacité d’incorporer de nouveaux souvenirs sur le long terme. De plus, cela pousse notre cerveau à remplir les “vides” par des fabulations (compenser les oublis, sans intention de tromperie, avec des faits qui ne se sont pas produits ou qui ne correspondent pas à la réalité). Bien que ce trouble soit lié à l’alcoolisme chronique, il est également dû à une altération de tubercules mamillaires et ses connections (comme l’hippocampe et le noyau médiodorsal du thalamus).

En savoir un peu plus…

Quelles hormones sont produit par l’hypothalamus ?

L’hypothalamus rempli ses fonctions grâce à la libération d’hormones. Voici les types d’hormones qui sont produit par l’hypothalamus :

  • Neurohormones : hormone antiduirétique (ADH) et ocytocine.
  • Facteurs hypothalamiques : angiotensine II (AII), facteur inhibiteur de la libération de somatotropine (GIH ou somatostatine), hormone libératrice d’hormone adrénocorticotropine (CRH), hormone libératrice de gonadotropine (GnRH ou LHRH), hormone libératrice de tirotropine (TRH) et hormone libératrice de somatotropine (STH ou somatocrinine).

Quels sont les noyaux qui composent l’hypothalamus et à quoi servent-ils ?

Comme nous l’avons vu dans les fonctions de l’hypothalamus, celui-ci se compose d’une grande quantité de noyaux (ensemble de corps neuronaux) et chacun d’entre eux a une fonction plus ou moins spécifique. Les principales sont :

  • Noyau arqué : participe aux fonctions émotionnelles de l’hypothalamus. De plus, il remplit une fonction endocrine d’une grande importance en synthétisant les péptides hypothalamiques et les neurotransmetteurs. Il est chargé de la libération de l’hormone libératrice de gonadotropine (GnRH), également connu comme l’hormone libératrice de l’hormone lutéinisante.
  • Noyau hypothalamique antérieur : est chargé de la perte de chaleur grâce à la sudation. Il est également chargé d’inhiber la libération de tirotropine dans l’hypophyse.
  • Noyau hypothalamique postérieur : sa fonction est de maintenir la chaleur corporelle lorsque nous avons froid.
  • Noyaux latéraux : régule la sensation de faim et de soif. Quand ils détectent un manque de sucre ou d’eau, ils tentent de rétablir l’équilibre grâce à l’ingestion d’aliments ou de liquides.
  • Noyau mamillaire : grâce à ses connections avec l’hippocampe, il est lié à la mémoire.
  • Noyau paraventriculaire : régule les sécrétions de l’hypophyse grâce à la synthèse d’hormones comme l’ocytocine, la vasopressine et l’hormone libératrice d’adrénocortotrope (CRH).
  • Noyau préoptique : agit sur les fonctions parasynaptiques liées à l’alimentation, la locomotion et les activités de reproduction.
  • Noyau supraoptique : est chargé de réguler la pression artérielle et l’équilibre des liquides grâce à la production d’hormone antidiurétique (ADH).
  • Noyau suprachiasmatique : est chargé de la fluctuation des hormones dérivées du cycle circadien.
  • Noyau ventromédian : son rôle consiste à réguler la sensation de satiété.

Où est ce que se reçoit l’information dans l’hypothalamus et où l’hypothalamus envoie-t-il des informations ?

L’hypothalamus, grâce à sa position privilégiée dans le cerveau, dispose d’une grande quantité de connections. D’un côté, il reçoit des informations (afférences) des autres structures cérébrales et de l’autre il envoie des informations (éférences) aux autres parties du cerveau.

  • Afférences :

    • Afférences réticulaires du tronc encéphalique : du tronc de l’encéphale au noyau mamillaire latéral.
    • Fascicule proencéphalique médian : de la région olfactive, des noyaux septales et de la région qui entoure les amygdales, de la zone préoptique latéral ainsi que l’hypothalamus latéral.
    • Fibres amigdalothalamiques : des amygdales arrivent, d’une partie au noyau préoptique médian, à l’hypothalamus antérieur, ventromédian et arqué. D’un autre côté, les amygdales ont des connections avec le noyau hypothalamo latéral.
    • Fibres hippocampo-thalamiques : de l’hippocampe au septum et aux noyaux mamillaires.
    • Fibres précomisurales du Fornix : connecté à la zone hypothalamique dorsale, aux noyaux septales et au noyau préoptique latéral.
    • Fibres postcomisurales du Fornix : transporte l’information au noyau mamillaire médian.
    • Fibres rétinohypothalamiques : reçoit l’information de la lumière qui est reçut par la rétine et l’envoie au noyau suprachiasmatique pour réguler le cycle circadien.
    • Projections corticales : reçoit l’information du cortex cérébral et l’envoie à l’hypothalamus.
  • Éférences :

    • Fascicule longitudinal dorsal : des régions médiane et périventriculaire de l’hypothalamus à la matière grise periaqueductal mésencéphale.
    • Fibres mamillaires éférentes : du noyau mamillaire médian et en partie aux noyaux thalamiques antérieurs ainsi qu’au mésencéphale, aux noyaux ventral et dorsal de la calotte.
    • Faisceaux supraotpique hypophysaire : des noyaux supraoptique et paraventriculaire au lobe postérieur de l’hypophyse.
    • Faisceaux tuberohypohysaire : du noyau arqué au tronc infundibulaire et à l’éminence médiane.
    • Projections descendantes du tronc encéphaliques et de la moelle épinière : du noyau paraventriculaire, la zone latérale et postérieure, au noyau solitaire, ambiguë, dorsale du nerf vague et des régions ventrolatérales du bulbe rachidien.
    • Projections éférentes du noyau suprachiasmatique : la principale éférence du noyau suprachiasmatique connecté à la glande pinéale.

Merci beaucoup de nous avoir lu. N’hésitez pas à laisser vos commentaires et vos questions plus bas 🙂

“Source : David Asensio Benito, neuropsychologue spécialisé en neuropsychologie clinique et d’investigation.”

Rédacteur spécialisé du domaine médical et de la santé. Passionné de psychologie, de philosophie ainsi que de neuroscience.
Toujours à la recherche de nouvelles sources et de nouvelles tendances, dans le but d’inspirer le publique et de le guider vers de nouvelles méthodes ou théories pour l’aider à améliorer son quotidien.

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