Image: « Midbrain (mésencéphale) » par Life Science Databases (LSDB) – de Anatomography. Licence: CC BY- SA 2.1 JP

Développement Embryologique du Diencephale

Tout au long du développement embryonnaire, le cerveau, la moelle et le système nerveux central proviennent du tube neural , qui provient lui-même de l’ectoderme de la surface dorsale. Trois vésicules cérébrales primaires se développent à partir du segment crânien du tube neural.

Image: Stades de développement des vésicules primaires et secondaires. Par Phil Schatz, Licence: CC BY 4.0

L’une de ces vésicules cérébrales se transforme en prosencéphale (cerveau antérieur). L’autre 2 vésicules cérébrales forment le rhombencéphale (cerveau postérieur) et le mésencéphale (mésencéphale). Le diencéphale et le télencéphale se développent à partir du prosencéphale.

Structure du diencéphale (interencéphale)

Le thalamus , l’épithalamu s, l’hypothalamus et le subthalamus se développent à partir du diencéphale, qui se développe à partir du prosencéphale.

Image: Le diencéphale. Par Phil Schatz, Licence: CC BY 4.0

Structure du thalamus

La structure divisée en deux du thalamus constitue la majorité du diencéphale et a été surnommée le ‘ porte à la conscience », car une grande quantité d’informations sensibles la traverse avant d’être traitée dans le cortex pour atteindre la conscience.

La topographie du thalamus

Le thalamus n’est pas visible en tant que tel de l’extérieur, car il est entouré par le télencéphale. Le corps calleux du télencéphale, ainsi que les 2 ventricules latéraux, bordent le thalamus du côté crânien. L’hypo- et le sous-thalamus sont situés du côté caudal du thalamus.

Image: Image du thalamus . By Life Science Databases, Licence: CC BY-SA 2.1 JP

La séparation du thalamus et de l’hypothalamus est appelée sulcus hypothalamicus.

Médialement, le thalamus est bordé par la paroi externe du 3ème ventricule. C’est également l’emplacement de l’adhésio interthalamica, qui relie les 2 thalamus. Cependant, ils ne partagent aucune fonction, c’est-à-dire qu’il n’y a pas de fibres commissurales entre les 2 thalami.

Latéralement, le v. Thalamostriata forme la frontière entre le di- et le télencéphale, où la capsula interne du télencéphale se trouve ici.

La fonction du thalamus

La commutation des informations sensorielles et motrices se produit dans le thalamus avant de passer dans le télencéphale, et donc dans la conscience (radiatio thalami) . Sur le chemin, ces informations sont filtrées dans le thalamus pour éviter que trop d’informations ne passent dans le télencéphale. C’est pourquoi le thalamus est appelé la «porte de la conscience».

Si le thalamus est blessé, par exemple lors d’un AVC, il peut y avoir des perturbations de la perception sensorielle. L’odorat est une exception au système sensoriel, car les informations du tractus olfactif ne sont pas transférées dans le thalamus.

Les noyaux du thalamus et leurs projections

En ce qui concerne à ses noyaux et à leurs connexions, le thalamus peut être divisé en une zone spécifique et une zone non spécifique. La zone spécifique (= palliothalamus) est reliée à certaines zones du cortex cérébral, tandis que la zone non spécifique (= truncothalamus) communique principalement avec le tronc cérébral. Le thalamus se compose d’un total de 120 noyaux.

Image: Thalmus. Par Madhero88, Licence: CC BY-SA 3.0

Noyaux thalamus du palliothalamus

Il existe 4 groupes de noyaux différents dans la zone du palliothalamus nommés pour leur emplacement topographique ; chacun d’eux se projette dans différentes zones du cerveau.

Le groupe antérieur (noyaux antérieurs) transmet principalement des informations dans le système limbique, le groupe médial (noyaux médiaux) se projette sur le lobe frontal et le groupe dorsal (noyaux dorsaux) au cortex visuel.

Le groupe ventral (noyaux ventrolaterales) ne se projette pas uniquement en 1 zone, mais peut plutôt être divisé en différents noyaux; chacun connecté à des régions spécifiques du cerveau. Parmi les noyaux du groupe ventral se trouvent le noyau ventralis antérieur (NVA), le noyau ventralis lateralis (NVL) et le noyau ventralis postérieur (NVP). La projection vers la NVA dessert le cortex prémoteur, la NVL le cortex moteur et la NVP qui est la zone sensible du cortex.

Le noyau reticularis thalami se trouve à l’emplacement le plus latéral, complexé extérieurement avec les autres noyaux. Ses impulsions dévient dans l’électroencéphalogramme (EEG).

Le corpus geniculatum laterale et mediale comptent également parmi les noyaux thalamus du palliothalamus, par lequel le corpus geniculatum laterale (CGL) est projeté vers le cortex visuel et le corpus geniculatum mediale (CGM) à la voie auditive. Ensemble, les deux sont appelés le métathalamus.

Situé au-dessus du CGL et du CGM se trouve le pulvinar thalami, qui est également attribué au noyau spécifique du thalamus (groupe latéral). Les thalamus pulvinar reçoivent des afférents via le CGL et les colliculi superiores. Ses efférents se déplacent principalement dans la zone corticale des lobes temporal, occipital et pariétal. Une partie des efférents se déplace également dans le lobe frontal – mais uniquement vers le champ oculaire frontal.

Ensemble, les fibres qui se déplacent du noyau spécifique du thalamus au cortex cérébral sont appelées radiatio thalami, et celles-ci peut être divisé par la zone de projection.

Le radiatio thalami antérieur se déplace à travers les noyaux médiaux jusqu’au lobe frontal, le radiatio thalamica postérieur au lobe occipital, le radiatio thalami centralis à travers les noyaux ventrales jusqu’au pariétal lobe, et le radiatio thalami inférieur au lobe temporal, ce qui signifie que toutes les zones du cerveau sont atteintes.

Une partie du radiatio thalami inférieur est le radiatio acustica, alors que le radiatio optica fait partie du radiatio thalamus postérieur.

Noyaux thalamus du truncothalamus

Les noyaux thalamus non spécifiques sont connectés aux noyaux gris centraux, la formatio reticularis (principalement le système d’activation réticulaire ascendant (ARAS)), et le cervelet via af ferents de ces régions. Les efférents du truncothalamus mènent aux noyaux spécifiques du thalamus – par lesquels ceux-ci stimulent les noyaux respectifs – à d’autres noyaux du diencéphale, au tronc cérébral et au corps strié.

Contrairement aux noyaux spécifiques, ceux-ci n’ont pas de connexion directe avec le cortex cérébral et n’ont donc qu’une influence non spécifique sur le cortex. Parmi les noyaux non spécifiques se trouvent, entre autres, les noyaux médians et les noyaux intralaminares. Le noyau centromédianus est le plus grand noyau du groupe intralaminaire.

Symptômes cliniques en cas de dommages aux noyaux du thalamus

Les dommages aux noyaux spécifiques du thalamus entraînent une parésie du côté controlatéral (hémiparésie) et les perturbations dans le domaine de la sensibilité. Les perturbations de la sensibilité peuvent entraîner des brûlures; douleurs neuropathiques piquantes qui surviennent sans stimulus de douleur reconnaissable, et qui sont appelées «douleur au thalamus».

Les dommages aux noyaux non spécifiques du thalamus peuvent cependant entraîner une diminution de la vigilance et de l’apathie.

Structure de l’épithalamus

L’épithalamus est, comme son nom l’indique (epi = top), situé au-dessus du thalamus. Il comprend l’épiphyse, les stries medullaris thalami et les habenulae avec leurs noyaux habenulares, la zone praetectalis et la commissura posterior (epithalamica).

L’épiphyse (glandula pinealis) est responsable de la production de mélatonine , qui est principalement distribué la nuit et a un effet apaisant sur le fonctionnement du système nerveux central. Les informations concernant la luminosité et l’obscurité de l’environnement de l’individu, et donc le rythme circadien, sont reçues par l’épiphyse via le noyau suprachiasmaticus de l’hypothalamus.

Le système olfactif est connecté à l’épithalamus par les stries médullaires . Cette voie de fibre commence dans la zone de la substantia perforata antérieure et se termine dorsalement du thalamus sous la forme des habenulae, qui forme un épaississement dans la voie de la fibre.

Les noyaux habenulares sont situés dans la zone de les habenulae. Il s’agit de la zone de changement pour l’information du système olfactif. De là, l’information est transmise aux noyaux moteurs et salivateurs, où la sécrétion de salive est déclenchée par l’odeur des aliments, par exemple. Les 2 habénules sont reliées par la commissura habenularum.

La zone praetectalis est située à la frontière du mésencéphale et du diencéphale et participe à la formation du réflexe pupillaire lumineux. A cet effet, il reçoit des informations (afférentes) via le tractus opticus et les colliculi superiores. De la zone praetectalis, ses efférents sont transmis au noyau accessorius nervi oculomotorii (noyau Edinger-Westphal) du côté ipsilatéral et controlatéral.

Réaction lumineuse consensuelle – c’est-à-dire lors de l’illumination d’un œil, l’ipsilatéral et controlatéral pupilles étroites – se produit à travers le noyau Edinger-Westphal.

Les zones de la formatio reticularis, les corps quadrigemaux et la zone praetectalis des deux côtés sont reliées par la commissura postérieure.

Structure du subthalamus

Le subthalamus se compose du noyau subthalamicus et du globus pallidus. Les deux sont des composants de la boucle des noyaux gris centraux, qui est responsable de la coordination des processus spécifiques, volontaires et moteurs fins.

Structure de l’hypothalamus

L’hypothalamus comprend le corpora mammillaria, le tuber cinerum, l’infundibulum, la neurohypophyse et l’eminentia mediana.

La fonction de l’hypothalamus

Une intégration des fonctions végétatives se fait par l’hypothalamus de sorte que la majorité des noyaux de l’hypothalamus sont reliés aux centres végétatifs de la région du tronc cérébral et de la moelle. Un exemple de fonction végétative transmise par l’hypothalamus est la sensation de soif.

Noyaux de l’hypothalamus

Image: Noyaux d’hypothalamus. Par le Dr Sulabh Kumar Shrestha

Les noyaux de l’hypothalamus sont le groupe central antérieur, intermédiaire et postérieur.

Le groupe central antérieur comprend les noyaux preoptici, le nucleus suprachiasmaticus, le nucleus supraopticus et le nucleus paraventricularis.

Les noyaux preoptici régulent la température corporelle et le comportement sexuel. Topographiquement, ils sont situés sous le chiasma opticum.

Le noyau suprachiasmaticus régule le rythme circadien. Les processus subordonnés à cette régulation comprennent la température corporelle, le cycle veille-sommeil et la distribution des hormones. Le noyau suprachiasmaticus tire des afférents de la rétine de l’œil et se projette dans l’épiphyse à travers ses efférents.

Situé au-dessus du tractus opticus se trouve le noyau supraopticus, qui produit l’hormone antidiurétique (ADH) – également appelée vasopressine, car il provoque une vasoconstriction artérielle. Le nom «hormone antidiurétique» vient du fait que l’ADH favorise la réabsorption de l’eau dans les canaux collecteurs du rein.

La production d’ocytocine, qui déclenche à la fois des contractions utérines à la naissance et le larmoiement des glandes mammaires , se produit dans le noyau paraventricularis. Avant d’être libérée, l’ocytocine passe par le tractus hypothalamohypophysialis jusqu’à la neurohypophyse, où elle est transmise et stockée par le sang. Le même processus s’applique également à l’ADH, qui est également stockée dans la zone de la neurohypophyse et sécrété si nécessaire.

Le groupe central intermédiaire comprend les noyaux tuberales et le nucleus arcuatus. Les noyaux tuberales sont situés dans le tuber cinerum et libèrent l’hormone de libération (libérine) et l’hormone inhibitrice de la libération ( statine), qui régule la sécrétion hormonale de l’adénohypophyse.

Les hormones de direction susmentionnées sont également libérées par le nucleus arcuatus, situé dans le zone de l’eminentia mediana.

Les noyaux du groupe central postérieur sont constitués des noyaux mamillares, qui font partie du système limbique.

Afférents de l’hypothalamus

L’hypothalamus comprend également les afférences de l’hippocampe, du système olfactif, de l’amygdale, des zones viscérales et des zones érogènes, comme les mamelons.

L’hippocampe est connecté à l’hypothalamus via le fornix, et au système olfactif via le faisceau médial du cerveau antérieur. À partir de l’amygdale, l’hypothalamus y est connecté via les stries terminales, et il existe également une connexion aux zones viscérales et érogènes via le pedunculus corporis mammillaris.

Efférents de l’hypothalamus

Les efférents de l’hypothalamus se déplacent à travers le tractus mammillotegementalis jusqu’au tegmentum du mésencéphale, et de là, ils continuent vers la formatio reticularis. Un efférent supplémentaire de l’hypothalamus est déplacé à travers le fasciculus longitudinalis dorsalis jusqu’aux noyaux parasympathiques du tronc cérébral.

Dans le cadre du système limbique, les fibres du fasciculus mammillothalamicus (faisceau de Vicq d’Azyr) commencent dans l’hypothalamus et atteignent le noyau thalamus antérieur.

De plus, des efférents vers l’hypophyse (voir ci-dessous) existent via le tractus supraopticahypophysialis et le tractus tuberohypophysialis. Ensemble, les 2 sont appelés le tractus hypothalamohypophysialis.

Structure de l’hypophyse

L’hypophyse est divisée en un lobe antérieur et postérieur, tous deux d’origines différentes. Le lobe antérieur (adénohypophyse) provient de l’épithélium de la poche de Rathke (toit de la gorge), tandis que le lobe postérieur (neurohypophyse) forme une éversion du diencéphale et est attribué à l’hypothalamus.

Les 2 sections diffèrent également en fonction. L’adénohypophyse est un site de production de diverses hormones (voir ci-dessous), alors que la zone de la neurohypophyse ne fait que stocker et sécréter les hormones produites dans l’hypothalamus (ADH et ocytocine).

La pars tuberalis et la pars intermedia sont situées entre la neurohypophyse et l’adénohypophyse. Les 2 parties de l’hypophyse sont reliées à l’hypothalamus via l’infundibulum.

En termes de localisation topographique, l’hypophyse est située dans la sella turcica et au-dessus du sinus sphenoidalis (sinus sphénoïdal). Le sinus sphenoidalis sert également de voie opératoire vers les tumeurs dans la zone de l’épiphyse.

Image : Complexe hypothalamus-hypophysaire. Par Phil Schatz, Licence: CC BY 4.0

Structure histologique de l’hypophyse

Les différentes origines développementales des 2 sections de l’hypophyse peuvent également être déterminées par l’histologie structure.

L’adénohypophyse se compose de cellules épithéliales, qui peuvent être divisées en 3 groupes. Ce sont les cellules acidophiles, basophiles et chromophobes. Les cellules acidophiles et basophiles comptent parmi les cellules formant les hormones, tandis que les cellules chromophobes ne sont pas teintables et sont probablement des cellules inactives.

En revanche, la neurohypophyse est constituée de tissu nerveux. C’est là que se terminent les axones des noyaux producteurs d’hormones de l’hypothalamus (nucleus supraopticus et nucleus paraventricularis).

Hormones de l’adénohypophyse et leurs effets

Les hormones de l’acidophile susmentionnées et les cellules basophiles sont les hormones de l’adénohypophyse.

La somatotropine, également appelée hormone de croissance, favorise la croissance en longueur. Une production accrue de STH entraîne des symptômes d’acromégalie. Ces symptômes diffèrent dans leur présentation clinique selon que les médecins ont déjà scellé ou non.

Si les médecins ne sont pas encore scellés, le résultat est une croissance excessive. Les physiques déjà scellées entraînent, entre autres, une hypertrophie des organes et des parties du corps, comme les mains ou la langue (macroglossie).

Parallèlement à la promotion de la croissance, la STH affecte également le métabolisme des glucides et des lipides.

La glande mammaire est stimulée pour sécréter du lait (larmoiement) par l’hormone prolactine. Des valeurs plus élevées d’un prolactinome peuvent conduire à une aménorrhée secondaire chez les femmes. L’augmentation des valeurs de prolactine peut entraîner une perte de lipides chez les femmes et les hommes. Des valeurs physiologiquement accrues sont exposées pendant la grossesse et la période d’allaitement.

La fonction de la FSH est la stimulation de la spermatogenèse, la maturation folliculaire et la formation d’œstrogènes.

Thyrotropine, ou thyroïde – hormone stimulante (TSH), a un effet stimulant sur la production thyroïdienne d’hormones thyroïdiennes (T3 et T4). Les hypofonctions et hyperfonctions, entre autres, de la thyroïde (hypo- et hyperthyréose) peuvent ainsi être déterminées avec la valeur TSH.

L’ACTH affecte le cortex surrénalien et entraîne également une augmentation de la production des hormones qui s’y forment c’est-à-dire l’aldostérone minéralocorticoïde, le cortisol glucocorticoïde et les androgènes. Une valeur d’ACTH accrue due à un adénome de l’adénohypophyse est appelée maladie de Cushing.

La MSH formée lors de l’adénohypophyse favorise la formation de mélanine dans la peau, entraînant ainsi une pigmentation accrue et donc une protection contre les UV rayonnement.

Hormones de la neurohypophyse et leurs effets

Les hormones de la neurohypophyse sont les hormones vasopressine (ADH) et ocytocine (voir ci-dessus), formées dans l’hypothalamus. Ceux-ci sont transportés vers la neurohypophyse via le transport axonal, y sont stockés et libérés dans la circulation sanguine si nécessaire.

Les 2 hormones sont stockées dans des vésicules, également appelées corps de hareng. Les effets des 2 hormones peuvent être trouvés dans la section « Noyaux de l’hypothalamus » (voir ci-dessus).

Image: Hypophyse postérieure Par Phil Schatz, Licence: CC BY 4.0

Un circuit régulateur hormonal de l’hypophyse

Le circuit régulateur hormonal de l’hypophyse / système hypothalamus-hypophyse peut être divisé en différents niveaux. Situé au 1er niveau se trouve l’hypothalamus, qui affecte la libération des hormones de l’adénohypophyse avec ses noyaux producteurs d’hormones de direction (groupe central intermédiaire, voir ci-dessus), et a donc un effet indirect sur le système endocrinien.

Un exemple d’hormone de direction serait TRH (hormone de libération de la thyrotropine), qui appartient au groupe libérine (voir ci-dessus) et stimule la libération de TSH.

L’hypothalamus a un influx direct nce sur des zones d’organes spécifiques, par exemple, la réabsorption d’eau dans le rein via l’ADH, en raison de ses noyaux producteurs d’hormones effectrices (ncl. paraventricularis et ncl. supraopticus).

Le système endocrinien périphérique, qui est affecté par les hormones de l’adénohypophyse, est formé par les organes effecteurs respectifs.Ceux-ci incluent les reins, les glandes surrénales, la thyroïde, la parathyroïde, les ovaires, les testicules et le pancréas.

Système veineux portail de l’hypophyse

Similaire au foie, l’adénohypophyse possède également une 2ème circulation veineuse appelée «circulation porte» de l’adénohypophyse. Par cette circulation porte, les hormones directrices de l’hypothalamus atteignent l’ordre de l’adénohypophyse pour soit stimuler (libérine) soit inhiber (statine) la distribution des hormones.

Les 2 artères hypophysiales supérieures, au sein de l’infundibulum, forment un réseau de capillaires, où se terminent les axones des noyaux hypothalamiques. Cette zone de l’infundibulum est appelée eminentia mediana. En partant des capillaires de l’eminentia mediana, le sang pénètre dans les vaisseaux porte veineux de l’adénohypophyse.

Image: Hypophyse antérieure. Par Phil Schatz, Licence: CC BY 4.0