Une hormone est une molécule qui permet le passage d’un message vers un organe cible via le système sanguin. Une grande variété de molécules peuvent ainsi jouer ce rôle de messager chimique du vivant :

  • Des dérivés du cholestérols, tels que les célèbres stéroïdes que l’on retrouve dans les affaires de dopage sportif.
  • Des dérivés de lipides.
  • Des molécules dérivées d’un unique acide aminé.
  • Et enfin les hormones peptidiques, constituées d’une chaîne d’acides aminés, qui, selon leur taille, peuvent donc être des peptides ou des protéines. C’est cette dernière catégorie qui va nous intéresser plus particulièrement.

Une des hormones peptidiques les plus connues du grand public, c’est l’insuline, qui est impliquée dans la plupart des diabètes. Le diabète est révélé par un syndrome où une forte augmentation de la production d’urine est associée à une soif excessive. Donc si vous êtes diabétique, vous avez tout le temps soif parce que vous passez votre temps aux toilettes, et non l’inverse (et du coup c’est une très mauvaise idée de s’empêcher de boire parce qu’alors c’est la déshydratation assurée).

Pourquoi cette production accrue d’urine ?

C’est à cause du taux de sucre dans le sang. Cette hyperglycémie pouvant être toxique pour notre corps, les reins, qui jouent le rôle d’usine de recyclage des eaux usées dans notre organisme, vont éliminer l’excès de sucre en le faisant passer dans les urines. Malheureusement, il n’arrivent alors plus à filtrer l’eau et la réinjecter dans le sang, mais l’évacuent sous forme d’urine à cause de la pression osmotique. L’urine est alors composée largement d’eau sucrée, et dès l’antiquité, les médecins avaient donc pris l’habitude de goûter celle-ci pour établir leur diagnostic, donnant ainsi à cette maladie le nom de diabète sucré1.

Ce dysfonctionnement peut avoir plusieurs origines. Chez les personnes souffrant de diabète insulino-dépendant (le plus connu du grand public), les cellules qui produisent l’insuline sont défaillantes, ce qui entraîne un déficit de cette hormone dans l’organisme et un excès de sucre dans le sang.

L’insuline est donc, avec le glucagon qui a un effet inverse, impliquée dans le maintient de la glycémie, c’est à dire le taux de glucose (sucre) dans le sang. Quand le taux de glucose est important des cellules du pancréas vont sécréter de l’insuline dans le sang. Au niveau des cellules de l’organisme l’insuline va avoir plusieurs effets, notamment le transport du glucose dans les cellules puis sa polymérisation ce qui fait baisser la glycémie. Nous somme donc face à une boucle de rétroaction négative : trop de glucose fait baisser le taux de glucose.

Cette hormone est constituée de deux petites chaînes (de 21 et 30 résidus chacune) reliées entre elles par des ponts entre atomes de soufre. Elle occupe une place toute particulière dans l’histoire des protéines, car elle fut parmi les premiers systèmes étudiés par les biochimistes du XXème siècle. Le rôle physiologique de l’insuline ayant été compris dès le début des années 20, elle fut cristallisée en 1927. En 1953, Frederick Sanger déterminait sa séquence primaire (ce qui lui valut un prix Nobel de Chimie cinq ans plus tard), en 1966 la protéine était synthétisée en laboratoire et sa structure tertiaire enfin déterminée en 1969 par Dorothy Crowfoot-Hodgkin2.

Mais il peut également arriver que l’insuline ne soit pas impliquée dans le diabète et que les urines ne présentent aucun goût sucré. Il s’agit alors de diabète insipide, et c’est cette fois une autre hormone peptidique qui fait défaut : la vasopressine (appelée également hormone anti-diurétique, ADH dans le monde anglophone). Ce petit peptide ne comprend lui que neuf acides aminés, qui forment un cycle via un pont disulfure reliant deux cystéines, et a été synthétisé dès 1953 par Vincent du Vigneaud (dont les travaux furent eux récompensés par un prix Nobel de Chimie en 1955). La vasopressine est un antidiurétique, c’est à dire qu’elle diminue le volume des urines. Malheureusement pour les buveurs, sa libération est inhibée par l’alcool. C’est ainsi que lors d’une soirée trop arrosée, nous produisons beaucoup plus d’urine, ce qui entraîne une déshydratation de notre organisme, et en cas d’excès, une douloureuse gueule de bois le lendemain matin…

diabete
Diabète : The usual suspects.

1) Jean-Charles Sournia, Histoire de la médecine et des médecins, Larousse, 1997 (ISBN 2035232007)
2) Et pour les bricoleurs, on trouve le modèle et les instructions (en anglais) pour se fabriquer un beau paper toy de l’insuline sur la page suivante.