Explorer les mécanismes d’interaction entre états psychiques et physiologiques
Explorer les mécanismes par lesquels les états psychologiques et physiologiques interagissent
Les recherches approfondies sur le corps humain ont montré qu’une anxiété aiguë accélère rapidement le rythme cardiaque par activation du système sympathique, tandis que les fluctuations cycliques de l’humeur reflètent des interactions entre les ovaires et le système endocrinien.
Ces phénomènes indiquent que la communication à double sens entre les états psychologiques et les réponses physiologiques emprunte des voies plus élaborées qu’on ne le pensait.
Ces dernières années, un nombre croissant d’études lève le voile sur les mécanismes du corps humain. On observe ainsi que l’anxiété intense peut faire battre le cœur à toute vitesse, ou que l’humeur et l’état de la peau varient autour des menstruations. Autant de signes que les interactions entre état psychique et manifestations physiques sont bien plus étroites qu’on ne l’imagine.
L’axe hypothalamo-hypophyso-surrénalien, ou axe HPA, y joue un rôle important.
Pour maintenir l’équilibre du milieu intérieur et réguler le vieillissement de l’organisme, l’axe HPA — hypothalamus, hypophyse, glandes surrénales — joue un rôle essentiel.
Cet axe neuroendocrinien utilise des cascades de signaux et des boucles de rétroaction complexes pour préserver l’équilibre hormonal. Distinguons d’abord ses principales composantes anatomiques :
L’axe HPA se régule par une série complexe de voies de signalisation et de rétroactions, assurant ainsi l’équilibre hormonal. Décomposons-le en ses principaux éléments :
1. Le noyau paraventriculaire (PVN) de l’hypothalamus : situé à la base de l’encéphale, sous le troisième ventricule, il possède une connexion nerveuse directe avec l’hypophyse.
2. L’hypophyse antérieure : située sous l’hypothalamus, elle est régulée par les hormones hypothalamiques libérées dans le système porte hypophysaire.
3. Le cortex surrénalien : situé dans l’espace rétropéritonéal, au-dessus des reins, il comprend trois zones productrices de stéroïdes.
Le noyau paraventriculaire de l’hypothalamus se trouve à la base du cerveau, sous le troisième ventricule, et est directement relié à l’hypophyse.
L’hypophyse antérieure se situe à la partie inférieure du cerveau, sous le contrôle direct de l’hypothalamus.
Le cortex surrénalien se trouve dans la région rétropéritonéale, au-dessus des reins.
À travers ces trois grandes régions, on peut distinguer grossièrement deux voies de régulation de l’organisme : les voies de la CRH et de l’ACTH.
Ces trois régions permettent donc de regrouper les mécanismes de régulation en voies de signalisation de la CRH et de l’ACTH.
Le processus peut se résumer ainsi :
Stress → hypothalamus (CRH) → hypophyse (ACTH) → glandes surrénales (cortisol) → inhibition par rétroaction.
Dans une situation de stress, la voie de la CRH débute dans le noyau paraventriculaire de l’hypothalamus. La CRH, ou corticolibérine, qui y est sécrétée agit sur l’hypophyse antérieure et stimule la sécrétion d’ACTH, l’hormone corticotrope. L’ACTH gagne ensuite les surrénales par le sang et favorise la synthèse et la libération de cortisol. Par rétroaction négative, le cortisol freine à son tour la sécrétion de CRH et d’ACTH, maintenant l’équilibre hormonal.
En résumé, l’axe HPA constitue le principal mécanisme de réponse au stress ; il entraîne des adaptations physiologiques qui influencent les émotions et les comportements.
En termes simples, l’axe HPA est un mécanisme majeur de réponse au stress, susceptible de modifier nos émotions et nos comportements.
Schéma des voies de signalisation :
Comment agit-il concrètement sur le corps ? Il faut pour cela comprendre la communication bidirectionnelle des cytokines, qui transmettent les signaux inflammatoires par le nerf vague.
Comment cela fonctionne-t-il sur le plan physiologique ? Il faut examiner la communication à double sens des cytokines. Elles transmettent les signaux inflammatoires par le nerf vague et, comme messagers chimiques, influencent le cerveau et provoquent un « comportement de maladie ».
Comme nous l’avons vu, le principal produit de l’axe HPA est le cortisol. Il agit par des mécanismes génomiques et non génomiques médiés par le récepteur des glucocorticoïdes (GR), inhibant directement les cytokines pro-inflammatoires, telles que l’IL-1β, l’IL-6 et le TNFα, et renforçant les cytokines anti-inflammatoires, comme l’IL-10 et le TGFβ.
Le principal produit de l’axe HPA est donc le cortisol. Ses effets génomiques et non génomiques, médiés par le récepteur des glucocorticoïdes (GR), freinent directement l’activité des cytokines pro-inflammatoires — IL-1β, IL-6, TNFα — et favorisent celle des cytokines anti-inflammatoires — IL-10, TGFβ.
Lors d’une inflammation, les médiateurs inflammatoires induisent l’expression de molécules d’adhésion par les cellules endothéliales, par exemple IL-1β, IL-6 et TNF-α, facilitant le passage des cytokines à travers la barrière hémato-encéphalique (BHE). Les terminaisons du nerf vague expriment alors des récepteurs de l’IL-1 pour les détecter. Une fois le signal perçu, l’information est transmise au noyau du tractus solitaire (NTS), qui active le PVN et l’axe HPA. Le cortisol ainsi produit inhibe ensuite la réponse immunitaire et forme une boucle de rétroaction négative. Cette circulation à double sens finit par toucher plusieurs systèmes d’organes.
Lorsqu’une inflammation apparaît, elle incite les cellules endothéliales à exprimer des molécules d’adhésion (CAM), ce qui favorise le passage des cytokines à travers la barrière hémato-encéphalique (BHE), puis leur détection par les récepteurs IL-1 des terminaisons vagales.
Après détection du signal des cytokines, l’information parvient au noyau du tractus solitaire (NTS), activant le noyau paraventriculaire (PVN) et l’axe HPA. Le cortisol produit inhibe en retour la réponse immunitaire. Des neurotransmetteurs, comme la noradrénaline et l’acétylcholine, régulent eux aussi la production des cytokines. Le processus est donc bidirectionnel et se répercute dans les différents organes.
Un schéma permet de mieux visualiser ces interactions complexes :
Tout cela paraît compliqué ? Ce schéma montre les liens entre l’axe HPA, le système immunitaire et les autres systèmes de l’organisme, et rend ces voies beaucoup plus lisibles.
En étudiant les circuits de régulation positive de l’axe HPA, il faut aussi prêter attention aux dérèglements de son rétrocontrôle négatif. De nombreuses données associent étroitement ses dysfonctionnements à des troubles psychiatriques, notamment la dépression et l’anxiété.
Étudier les circuits d’activation de l’axe HPA oblige donc aussi à considérer le déséquilibre de sa régulation négative. Les recherches associent étroitement son dérèglement à la dépression, aux troubles anxieux et à d’autres affections psychiques.
Qu’est-ce que le cortisol ?
Nous parlons depuis le début de l’un des produits de l’axe HPA, mais qu’est-ce que le cortisol ?
Le cortisol est une hormone du stress. Un déséquilibre de l’axe HPA entraîne donc un dérèglement de sa sécrétion. Un taux élevé affaiblit les cellules immunitaires, notamment les lymphocytes T, et réduit les défenses de l’organisme. Autrement dit, le cortisol issu de l’axe HPA crée une boucle de rétroaction négative qui freine cet axe et la réponse inflammatoire.
Le cortisol est une hormone du stress. Le déséquilibre de l’axe HPA perturbe donc nécessairement sa sécrétion. Un taux élevé affaiblit les cellules immunitaires, comme les lymphocytes T, et réduit l’immunité. Le cortisol crée une boucle de rétroaction négative qui freine l’axe HPA et l’inflammation. Le dérèglement de cet axe, comme celui du système neuroendocrinien en développement, est l’une des principales conséquences d’un stress chronique au début de la vie. Un déséquilibre prolongé du cortisol peut déclencher ou aggraver des manifestations physiques telles que la polyarthrite rhumatoïde.
Bien que le cerveau et le système immunitaire soient physiquement séparés, les cytokines servent de messagers chimiques entre eux. Elles jouent un rôle essentiel dans la régulation de l’immunité innée et acquise. Cela explique également pourquoi ces hormones influencent notre organisme.
Le cerveau et le système immunitaire sont distincts, mais les cytokines les relient chimiquement et régulent l’immunité innée comme l’immunité acquise. Voilà pourquoi ces hormones ont des effets sur notre corps. Face à une menace immunitaire, le système immunitaire produit donc des cytokines pro-inflammatoires pour la détruire ? Celles-ci agissent aussi directement sur le cerveau, provoquant une perte d’appétit, de la fatigue, un retrait social ou une humeur dépressive. Nous retrouvons ainsi les manifestations du début : palpitations sous l’effet de l’anxiété, baisse de forme, parfois manque d’appétit ou problèmes de peau.
L’axe HPA intervient donc dans de nombreuses fonctions physiologiques. Ce schéma détaille la façon dont il influence la neuroplasticité en régulant les neurotransmetteurs et la réponse immunitaire.
L’axe HPA joue ainsi un rôle important dans diverses fonctions du corps. Ce tableau montre comment il module la neuroplasticité par les neurotransmetteurs et les réponses immunitaires, provoquant finalement une série de changements physiques et psychiques.
Des changements inhabituels du système nerveux peuvent provoquer des problèmes dans de nombreuses parties du corps. Regardons l’image suivante :
Les perturbations du système nerveux peuvent entraîner des troubles variés en différents endroits du corps. Voici un schéma :
Aux États-Unis, plus de 50 % de la population souffre de maladies chroniques associées à un dysfonctionnement de l’axe HPA. Ces affections interviennent aussi dans la physiopathologie de la dépression, des troubles du comportement et des symptômes post-traumatiques chez l’adulte et l’enfant.
Plus de 50 % des Américains souffrent de maladies chroniques liées à un dysfonctionnement de l’axe HPA, notamment un déficit en testostérone, un déséquilibre des œstrogènes, un syndrome métabolique ou des maladies cardiovasculaires. Ces manifestations participent aussi à la physiopathologie de la dépression, des troubles du comportement et des symptômes de stress post-traumatique chez l’adulte et l’enfant.
Examinons brièvement la tempête cytokinique et le déséquilibre neuro-immunitaire dans deux états pathologiques :
Pour relier ces mécanismes à des situations concrètes, examinons les tempêtes cytokiniques et les symptômes de dérégulation neuro-immunitaire dans deux pathologies :
1. Dépression : les taux sériques d’IL-6 et de TNFα sont élevés, tandis que l’expression des récepteurs GR dans l’hippocampe diminue, entraînant une défaillance du rétrocontrôle négatif de l’axe HPA.
1. Dépression : l’augmentation de l’IL-6 et du TNFα dans le sérum s’accompagne d’une baisse des récepteurs GR hippocampiques, ce qui met en échec la rétroaction négative de l’axe HPA.
2. Trouble de stress post-traumatique (TSPT) : les facteurs pro-inflammatoires renforcent les souvenirs de peur en augmentant l’activité de l’amygdale, tandis que les fonctions inhibitrices du cortex préfrontal sont altérées.
2. Trouble de stress post-traumatique (TSPT) : les facteurs pro-inflammatoires intensifient les souvenirs de peur via l’amygdale et affaiblissent le contrôle inhibiteur du cortex préfrontal.
Stabiliser la sécrétion de cortisol est donc essentiel au maintien d’un bon état psychique et physiologique.
La « stabilité » de la sécrétion de cortisol est donc un point clé pour préserver notre état physique et mental.
Puisque nous ne pouvons éviter toutes les réactions de stress, passons aux choses concrètes : voici quelques pistes pour atténuer ces symptômes.
Passons à la pratique. Les réactions au stress sont inévitables — anxiété avant un examen, fluctuations hormonales du cycle menstruel, notamment des œstrogènes et de la progestérone, changements des neurotransmetteurs comme la sérotonine. Nous pouvons toutefois essayer les mesures suivantes pour en atténuer les manifestations :
1. Réduire la caféine. Elle renforce l’action de la noradrénaline et de la dopamine ; après sa consommation, les taux de cortisol et d’adrénaline peuvent doubler.
2. Adopter une bonne hygiène de vie et pratiquer une activité physique aérobie chaque jour, même une simple demi-heure.
3. Si vous remarquez que votre état psychique se dégrade, demandez rapidement l’aide d’un médecin ou d’un enseignant.
1. Réduire la consommation de caféine. Elle renforce les effets de la noradrénaline et de la dopamine et, en bloquant les récepteurs de l’adénosine, perturbe le cycle du sommeil et l’endormissement. À long terme, cela peut entraîner fatigue chronique et baisse des fonctions cognitives. Un arrêt brutal peut aussi provoquer maux de tête, fatigue et difficultés de concentration. Après consommation, le cortisol et l’adrénaline peuvent doubler ; même en cas de tolérance, les effets à court terme persistent.
2. Adopter un mode de vie sain et maintenir une activité aérobie quotidienne, même limitée à une demi-heure.
3. Lorsque vous prenez conscience d’un problème dans votre état psychique, cherchez sans attendre l’aide d’un médecin ou d’un enseignant.
Références :
1. On the Neuroendocrinopathy of Critical Illness: perspectives for feeding and novel treatment — Neuroendocrinopathie des maladies graves : perspectives pour le soutien nutritionnel et de nouveaux traitements.
https://lirias.kuleuven.be/bitstream/123456789/551706/3/post_AJRCCM_Mar_2016_Van_den_Berghe.pdf
2. The regulatory response of the hypothalamus-pituitary-adrenal cortex stress response — Régulation de la réponse au stress de l’axe hypothalamo-hypophyso-corticosurrénalien.
https://europepmc.org/articles/pmc4074672?pdf=render
3. Receptor Signaling in Stress and Depression — Signalisation des récepteurs dans le stress et la dépression.
https://www.mdpi.com/1422-0067/20/11/2778/pdf
4. Research on the Mechanism of Stress on Immune Function — Recherche sur les mécanismes par lesquels le stress agit sur l’immunité : https://m.yisbei.com/literature/detail/id/9635.html