CAS 1 = Justacrinie Jonctions intercellulaires communiquantes (Type Gap-Junctions)
Echanges inter-cytoplasmiques => Petites molécules solubles dans l'eau inférieure à 2nm de diam
Communication intercellulaire
Modalités de communication par un signal chimique
Emission des signaux LIGANDS
CAS 2 = Molécules d’adhésion à la surface (Contact direct)
Ex :
Leucocyte, globule blanc il doit traverser la paroi d’un vaisseau pour se fixer sur le tissu infecté.
Si une infection se produit, le leucocyte reçoit un message.
CAS 3 = Sécrétion de signaux chimiques (Communication à distance, Mise en jeu de récepteurs de surface)
Réception - Décodage
CAS 1 = Absence de récepteur !
Monoxyde d’azote NO : Molecule endogene Secretee et liberee par :
- cellules endotheliales,
- macrophages,
- cellules foie,
- neurones
CAS 2 = Récepteur intracellulaire
CAS 3 = Récepteur de surface
A retenir :
=> La même molécule de signalisation peut induire des réponses différentes dans des cellules cibles différentes
BANALISATION des SIGNAUX = Neuromédiateurs
A retenir :
Une cellule animale dépend de multiples signaux extracellulaires.
- Chaque type cellulaire dispose d’un ensemble de récepteurs
- Pour répondre à un ensemble spécifique de molécules de signalisation produites par d’autres cellules.
- Ces molécules de signalisation fonctionnent de façon coordonnée pour contrôler le comportement de la cellule.
A retenir :
1. Modes de communication intercellulaire
2. Modalités des molécules signal signaux chimiques
3. Banalisation des molécules signal
4. Molécules de signalisation
Transduction – Couplage du signal au message intercellulaire
Les récepteurs de surface
Récepteurs canaux
A retenir :
=> Récepteur nicotinique ionotropique
Récepteurs canal ionotropique nicotinique
Ex : PLAQUE MOTRICE JONCTION NEURO MUSCULAIRE
A retenir :
Mise en évidence expérimentale
Organe électrique (formé de prismes) = un empilement d'électroplaques
=> Lors d'1 décharge, une différence de potentiel (ΔV) est appliquée entre les cellules polarisées
Structure & métabolisme de l'Acétylcholine
Ligand neurotransmission
Acétylcholinestérase : enzyme
Récepteurs couplés aux protéines G trimériques
A retenir :
Différents éléments du couplage:
- Ligands = neurotransmetteurs, hormones peptiques, cytokines
- Récepteurs de surface= RCPG
- Protéines G trimériques = Agent de liaison
- Effecteurs primaires = Enzyme ou canal ionique
- Messagers secondaires: Ions ou petites molécules intracellulaires
- Effecteurs secondaires: Enzymes ou proteines canal intracellulaires
LIGANDS
RCPG
PROTEINE G TRIMERIQUE
Variétés de protéines G :
+ de 20 sous unites α
+ de 5 sous unites β
+ de 10 sous unites γ !
- Gs : Protéines G stimulatrice
- Gi/0 : Protéines G inhibitrice
Autres
- Gq : Protéine G (Voie PLC)
- G12 /13 : Protéine G (canaux ioniques)
EFFECTEURS PRIMAIRES
Effecteur primaire : Adénylate cyclase
Phosphorylations / Déphosphorylations
Groupe Hydroxyle (–OH)
=> Transfert d’un Pi de l ATP sur une séquence (résidus SER/THR ou TYR)
Effecteur secondaire : Proteine Kinase AMPc Dépendante
Voie de l’AMPc = Voie de l’Adényate Cyclase
4 niveaux d’amplification du signal
Voie de l’AMPc = Voie de l’Adényate Cyclase
A retenir :
- Effet dans le cytosol
=> phosphorylationpar la PKA
- Enzyme du métabolisme du glycogène
- Concentration GLUCOSE
- ou membranaire
=> phosphorylation par la PKA de
- canaux ioniques,
- récepteurs membranaires
- ou protéines cytoplasmiques
Voie de l’AMPc = Voie de l’Adényate Cyclase
A retenir :
Effet nucléaire :
CAS : monocytes, macrophages & neutrophiles activés
Adrénaline = LIGAND ( molécule signal )
- Actions vasoactives
- Actions sur les fonctions immunitaires
=> Expression de cytokines proinflammatoires
Mécanismes d'inactivation de la voie de l’AMPc
Action Phospho Di Etesrase (PDE)
Voie de l’AMPc = Voie de l’Adényate Cyclase => Cellule hépatique
Exemples :
EPINEPHRINE
GLUCAGON
Exemple :
EPINEPHRINE= ADRENALINE (FOIE)
=> Régulation du Métabolisme du glycogène
➔AUTRES VOIES DE SIGNALISATION (en bleu)
- Désensibilation du Récepteur RCPG via l action de kinases (phosphorylation)
- Hydrolyse du GTP de la protéine G => GTP => GDP retour à un état de repos
- Hydrolyse de l AMPc via phosphodiesterase (PDE) => production de 5’AMP
- Inhibition de Protéine Kinase AMPc (PKA) dépendante via l’effet de la PDE
- Action de Phosphatases sur les protéines cibles de Protéine Kinase AMPc : PKA
- Activation d'une voie antagoniste (G inhibitrice G i)
A retenir :
QUI EST CREB ?
CREB = cAMP Response Element Binding
= Facteur de transcription = Protéine ubiquitaire
- expression dans toutes les cellules
- interaction directe avec ADN
- fixation via des séquences connues
- CRE = cAMP Response Element
- > Reconnaissance spécifique à ADN
Dégradation de l’AMPc en 5ʼAMP
DEMI VIE de l’AMPC COURTE
= Retour à l’ETAT DE REPOS
A retenir :
GLUCAGON = hormone produite par le pancréas
Fonction = augmenter la glycémie : le taux de sucre dans le sang.
=> Augmentation de la production de glucose par le foie en stimulant les deux voies : gluconéogenèse & glycolyse
Cas d’ une hypoglycémie sévère avec perte de conscience pour une personne traitée à l'insuline
=> Administration de GLUCAGON (nasal & injectable)
Enzyme CIBLE = Glycogène Phosphorylase
Réponse cellulaire coordonnée :
- ACTIVATION de l’enzyme cible
- Contrôle de la glycogénolyse
- Libération de GLUCOSE
Exemple : EPINEPHRINE (FOIE)
=> Régulation du métabolisme du glycogène
A retenir :
Enzyme CIBLE : Glycogène Synthase
Réponse cellulaire coordonnée :
- INHIBITION de l’enzyme cible
- Contrôle de la glycogénolyse
- Modulation de la concentration du GLUCOSE intracellulaire
Exemple : EPINEPHRINE= ADRENALINE (FOIE)
=> Action sur l’Enzyme CIBLE : Glycogène synthase
- Effet sur la glycogenèse
- Libération du GLUCOSE
A retenir :
Le messager secondaire AMPC intervient dans :
- La glycogénolyse (cellule du foie)
ET AUSSI dans
- La relaxation des muscles lisses vasculaires et bronchiques
- La stimulation du rythme cardiaque (cœur)
- La lipolyse (cellule Tissus adipeux) - La régulation des flux transépithélialiaux d’eau et d’électrolytes Na+, K+, Cl-, Ca++
A retenir :
Effet dans le noyau :
- Phosphorylation de CREB
- Dimérisation de CREB
- Modulation de l’expression d’1 gène
- => Transcription
- => Traduction : Synthèse protéique
Effet nucléaire :
Adrenaline = LIGAND
REPONSE CELLULAIRE COORDONNEE
➔SYNTHESE DE CYTOKINES
(En cas de stress aigu, les catécholamines incitent les cellules immunitaires à se déplacer dans les tissus)
A retenir :
L'adrénaline CATECHOLAMINE, sécrétée par la médullosurrénale,
= médiateur chimique des voies nerveuses adrénergiques.
- Il accélère la fréquence cardiaque,
- augmente la tension artérielle,
- dilate les coronaires,
- déclenche l'activité du myocarde,
- induit une vasoconstriction,
- stimule la glycogénolyse hépatique,
- augmente la glycémie,
- inhibe l'activité des muscles bronchiques et intestinaux
- a une action hémostatique locale et inductrice d'ischémie
ISCHEMIE
- manque d'irrigation sanguine d'un organe ou d'un membre.
- Or, le sang assure le transport de l'oxygène vers les organes et tissus.
- Un défaut d'irrigation sanguine entraîne donc un manque d'oxygénation des cellules.
Récepteur métabotropique
protéines membranaires qui en réponse à la fixation d'un ligand
changent leur conformation et activent une cascade d'événements intracellulaires
- Transduction du signal
- => Réponse cellulaire coordonnée
A retenir :
Réponse cellulaire :
- Hyperpolarisation
- Ralentissement du rythme cardiaque
=> BRADYCARDIE
Innervation cholinergique (Ach)
- Ralentissement du rythme cardiaque : Bradycardie
- Diminution de la conduction auriculo-ventriculaire
- Diminution de la force de contraction des oreillettes
Injection intraveineuse Ach (Animal ou Homme)
>> CHUTE rapide & fugace de la PRESSION ARTERIELLE
CAR ralentissement cardiaque & vasodilatation
1- Ralentissement cardiaque
CAR Hyperpolarisation cellulaire suite à l'ouverture des canaux K (effecteurs liés Prot Gs)
>> SORTIE K (hors de la cellule)
>> Augmentation de la polarisation cellulaire
2- Diminution de la force de contraction
CAR diminution de l'entrée Ca2+ dans la cellule
(CAR inhibition de l'adénylcyclase)
Voie de l’AMPc = Voie de l’Adényate Cyclase
A retenir :
- Après libération du neurotransmetteur (NT)…,
- NT (Acétylcholine) =>dilué, repris ou détruit
- >>SIGNAL STOP pour la cellule cible
Trois signaux STOP :
- DIFFUSION ou DILUTION du NT dans la fente synaptique (innervation à l’Ach)
- REPRISE rapide du NT par cellule pré-synaptique
- ELIMINATION par DEGRADATION ENZYMATIQUE (Acétylcholinesterase)
EFFECTEURS PRIMAIRES
A retenir :
VOIE DE LA PLC
Effecteur PRIMAIRE
=> PLC : Phospholipase C
PIP2 : Phospholipides
IP3 et DAG : Messagers secondaires
PKC : Effecteur secondaire
EFFECTEUR PRIMAIRE ENZYME
Phospholipases => A1, A2, C ou D
CLIVAGE LIAISON SUR GLYCERO-PHOSPHOLIPIDE
DAG : Di Acyl Glycérol : MESSAGER SECONDAIRE
IP3 : Inositol Tri Phosphat : MESSAGERS SECONDAIRES
- Mobilisation & Libération Ca2+
- à partir du Reticulum endoplasmique (RESERVES CALCIQUES)
- via canaux Ca-IP3-sensibles (à la RYANODINE)
Les deux:
- Activation de PKC & Production forte de Ca++
A retenir :
Calmoduline Kinase = Régulation de l’Activité Protéines Kinases par la Ca2+-Calmoduline
Ion Calcium : MESSAGER SECONDAIRE
Augmentation dans la cellule
- Activation KINASES :
- Proteines Kinase C
- Calmoduline Kinase CamK
DAG, IP3, Ca2+ & transduction de signal
Voie de PLC
A retenir :
Effet de l’épinephrine (FOIE)
- Régulation du Metabolisme du glycogène
- En l’absence de stress, c’est un antagoniste de l’insuline (hormone hypoglycémiante),
=> VOIES DE SIGNALISATION
Phospholipase C & Calcium
- DG & IP3 => PKC et Ca++
Une bonne synthèse des 2 voies + la voie de la PLA2
1. Voie PLC (DAG et IP3)
=> PKC Ca++
=> Proteine Calcium Calmoduline dependantes
=> Degranulation
2. Voie AC (AMPc)
=> PKA
=> Proteines cytosquelette
=> Dégranulation
3. Voie de la PLA2 (Ac Arachidonique)
=> LT et PG => Inflammation
CAS PRATIQUE :
REACTION ALLERGISANTE
Mécanismes propres aux MASTOCYTES
Grande importance des flux calciques dans la dégranulation :
- Mécanismes « classiques » via IP3 & réticulum endoplasmique
- Trois types de récepteurs
- H1 : contraction musculaire lisse (intestin, bronches), sécrétion de mucus, perméabilité vasculaire accrue
- H2 : stimulation sécrétion acide par l’estomac
- H3 : modulation de la transmission de NT aux extrémités présynaptiques
- Conversion de PS en PE : PhosphatidylSERINE en PhosphoETHANOLAMINE
- Méthylation de PE en PC (PhosphatidylCHOLINE) via des Phosphatidyl-Méthyltransférases (PMT I et II)
CAS PRATIQUE : Réaction allergisante
1) La liaison d’un allergène par 2 IgE agrégés sur la membrane d’un mastocyte =>l’activation successive
- d’une protéine Gp trimérique (pas sur le schéma)
- et d’une phospholipase C,
Ce qui induit la libération d’ions calcium stockés dans le réticulum endoplasmique (réserves calciques)
2) L’augmentation de la concentration intra-cytosolique de calcium
- l’activation de la phospholipase A2 (enzyme membranaire)
- production de leucotriènes & prostaglandines (molécules intervenant dans le développement de la réaction inflammatoire)
3) fusion des membranes des vésicules intra-cytoplasmiques (remplies de médiateurs inflammatoires TYPE HISTAMINE) avec la membrane cellulaire des mastocytes activés
Ces processus sont induits par l’action d un complexe formé
- entre Calmoduline Ca++ dépendante
- Et la PKC (=Protéine calcium dépendante)
4) Décharge du contenu des granules se réalise vers les tissus
5) Réaction inflammatoire associée à la réaction allergisante
- œdème de Quincke
= gonflement rapide (peau & muqueuses : tête & cou)
= phénomène lié à une réaction inflammatoire ou allergique
Parfois s'accompagne de gènes respiratoires/malaises ou symptômes digestifs : il doit être pris en charge en urgence !
Récepteurs Enzymes
Définition
Angiogenèse
formation de nouveaux vaisseaux depuis un réseau préexistant,
Vasculogenèse
processus développement au cours duquel un vaisseau s'établit de novo à partir de précurseurs cellulaires
voie RAS/MAPK
Un exemple de dysfonctionnement / Voie des MAP Kinases
A retenir :
RÉSUMÉ
Les voies de transduction liées aux récepteurs à tyrosine-kinase.
- P : phosphate ;
- tyr : tyrosine ;
- RAF & RAS : proteine Kinase et Proteine G monomerique
- GDP : guanosine diphosphate ;
- GTP : guanosine triphosphate ;
- MEK : mitogen-activated protein kinase - ERK-Kinase ;
- MAPK : mitogen activated protein kinase ;
- ERK: extracellularly regulated kinase ;
- PLC : phospholipase C ;
- IP3 : inositol triphosphate ;
- CaMK : calmoduline kinase ;
- DAG : diacylglycérol ;
- PKC : kinase C ;
- PI3K : phophatidylinositol-3- kinase ;
- JAK : janus kinase ;
Protéines STAT (signal transducers and activators of transcription) sont à la fois des transmetteurs du signal et des activateurs transcriptionnels.
