communications inter-cellulaires récepteurs et médiateurs
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COMMUNICATIONS COMMUNICATIONS INTER-CELLULAIRESINTER-CELLULAIRES
Récepteurs et Récepteurs et médiateursmédiateurs
PLANPLAN IntroductionIntroduction Communication par contactCommunication par contact Communication à distanceCommunication à distance
Récepteurs membranairesRécepteurs membranaires MécanismeMécanisme 4 types de récepteurs4 types de récepteurs
Récepteurs cytoplasmiquesRécepteurs cytoplasmiques Communication endocrineCommunication endocrine
Hormones hydrophilesHormones hydrophiles Hormone lipophileHormone lipophile
Communication par neuro-transmetteurCommunication par neuro-transmetteur Communication autocrine et paracrineCommunication autocrine et paracrine CytokinesCytokines
IntroductionIntroduction
Les cellules sont organisées en tissusLes cellules sont organisées en tissus La coordination entre les différents tissus ne La coordination entre les différents tissus ne
peut avoir lieu que grâce à des systèmes de peut avoir lieu que grâce à des systèmes de communication inter-tissuscommunication inter-tissus
Cette communication peut se faire par contact Cette communication peut se faire par contact ou à distance plus ou moins grandeou à distance plus ou moins grande
La communication par La communication par contactcontact 11erer exemple: jonctions communicantes entre 2 cellules exemple: jonctions communicantes entre 2 cellules
cardiaquescardiaques La connexion est permanente, entre les 2 cytoplasmes La connexion est permanente, entre les 2 cytoplasmes
même si le message est discontinumême si le message est discontinu
JJonctions intercellulairesonctions intercellulaires mettant en relation le mettant en relation le cytoplasmecytoplasme de deux de deux cellulescellules voisines voisines..
22èmeème exemple: contact temporaire par des cellules exemple: contact temporaire par des cellules mobilesmobiles
Typiquement : présentation de l’antigène par les Typiquement : présentation de l’antigène par les macrophages dans la réaction immunitaire. Lors de macrophages dans la réaction immunitaire. Lors de l’intrusion dans l’organisme d’un corps étranger l’intrusion dans l’organisme d’un corps étranger (bactérie, virus) les cellules phagocytaires (bactérie, virus) les cellules phagocytaires (macrophages) le phagocytent, le digère puis (macrophages) le phagocytent, le digère puis expriment à leur surface des fragments du corps expriment à leur surface des fragments du corps étranger pour le présenter aux cellules immunitaires étranger pour le présenter aux cellules immunitaires (lymphocytes). Le clone lymphocytaire (lymphocytes). Le clone lymphocytaire correspondant va alors se développer, et protéger correspondant va alors se développer, et protéger l’organisme contre cette intrusionl’organisme contre cette intrusion
La communication à La communication à distancedistance
Ce mode de communication nécessite l’intervention Ce mode de communication nécessite l’intervention d’un messager chimiqued’un messager chimique
Ce messager est le support de l’information et va Ce messager est le support de l’information et va réagir avec une cellule « cible ». La cellule devient réagir avec une cellule « cible ». La cellule devient une cellule « cible » si elle a, au préalable fabriqué un une cellule « cible » si elle a, au préalable fabriqué un récepteur spécifique du messager chimiquerécepteur spécifique du messager chimique
Selon la distance entre la cellule émettant le messager Selon la distance entre la cellule émettant le messager et la cellule cible, on distingue des modes de et la cellule cible, on distingue des modes de communication proches ou éloignéscommunication proches ou éloignés
Selon le type cellulaire (neurone ou cellule Selon le type cellulaire (neurone ou cellule endocrine) on distingue la communication nerveuse endocrine) on distingue la communication nerveuse ou endocrineou endocrine
Selon le délai de réponse, on distingue les Selon le délai de réponse, on distingue les communications à court ou à long termecommunications à court ou à long terme
Une autre classification repose sur le type de Une autre classification repose sur le type de messager chimiquemessager chimique
Communication procheCommunication proche ParacrineParacrine AutocrineAutocrine
Sur les récepteurs cellulaires, une molécule Sur les récepteurs cellulaires, une molécule ayant une structure proche du messager peut se ayant une structure proche du messager peut se fixerfixer
2 types d’effet :2 types d’effet : Agoniste, si ce type de molécule entraîne le même Agoniste, si ce type de molécule entraîne le même
effet que le messager (complet ou partiel)effet que le messager (complet ou partiel) Antagoniste si effet bloquant (action réversible ou Antagoniste si effet bloquant (action réversible ou
non)non)
Les récepteurs Les récepteurs membranairesmembranaires
Protéine trans-membranaireProtéine trans-membranaire
mécanismemécanisme
Le messager s’arrête au niveau de la surface de Le messager s’arrête au niveau de la surface de la cellule ciblela cellule cible
Il reconnaît le récepteur spécifique et s’y fixeIl reconnaît le récepteur spécifique et s’y fixe La fixation entraîne une réaction au niveau du La fixation entraîne une réaction au niveau du
cytoplasmecytoplasme Parfois génération d’un 2Parfois génération d’un 2èmeème messager à messager à
l’intérieur de la cellulel’intérieur de la cellule
4 types de récepteurs4 types de récepteurs
Récepteur canalRécepteur canal
Récepteur enzymeRécepteur enzyme
La partie enzymatique du récepteur est activée La partie enzymatique du récepteur est activée après la fixation du messager (L)après la fixation du messager (L)
Récepteur couplé à une enzyme Récepteur couplé à une enzyme (intracytoplasmique)(intracytoplasmique)
Récepteur couplé aux protéines G : activation Récepteur couplé aux protéines G : activation par le récepteur ayant fixé le messager, de par le récepteur ayant fixé le messager, de petites protéines dites G fixées sur la face petites protéines dites G fixées sur la face cytoplasmique de la membrane. Ces protéines cytoplasmique de la membrane. Ces protéines ont une action intracytoplasmique.ont une action intracytoplasmique.
Les protéines G - découvertes par Alfred G. Gilman et Les protéines G - découvertes par Alfred G. Gilman et Martin Rodbell (Martin Rodbell (prix Nobel de médecine 1994prix Nobel de médecine 1994))
Les protéines G (G pour "Les protéines G (G pour "Guanine nucleotide binding Guanine nucleotide binding proteinsproteins") participent à la transduction du signal : ce sont ") participent à la transduction du signal : ce sont des intermédiaires entre les récepteurs de messagers situés des intermédiaires entre les récepteurs de messagers situés dans la membrane plasmique et les systèmes réactionnels dans la membrane plasmique et les systèmes réactionnels intracellulaires intracellulaires production d’AMPc (2ème messager) production d’AMPc (2ème messager)
Les protéines G amplifient le signalLes protéines G amplifient le signal Chaque récepteur activé par un messager stimule de Chaque récepteur activé par un messager stimule de
nombreuses molécules de protéines Gnombreuses molécules de protéines G Chaque complexe [protéine G - enzyme cible] catalyse de Chaque complexe [protéine G - enzyme cible] catalyse de
nombreuses réactions. Cette série d'amplification s'appelle nombreuses réactions. Cette série d'amplification s'appelle une cascade.une cascade.
Les récepteurs Les récepteurs cytoplasmiquescytoplasmiques
Les messagers lipophiles peuvent franchir les Les messagers lipophiles peuvent franchir les membranes de cellules cibles et se fixer sur un membranes de cellules cibles et se fixer sur un récepteur présent dans le cytoplasmerécepteur présent dans le cytoplasme
Le complexe formé agit sur l’ADN en activant Le complexe formé agit sur l’ADN en activant l’expression de certains gènesl’expression de certains gènes
Synthèse protéiqueSynthèse protéique La protéine effectrice est excrétée hors de la La protéine effectrice est excrétée hors de la
cellulecellule
Communication Communication endocrineendocrine
Les messagers chimiques secrétés par les tissus Les messagers chimiques secrétés par les tissus glandulaires sont appelés des glandulaires sont appelés des hormoneshormones
Ils sont véhiculés par le sang et capables d’agir à Ils sont véhiculés par le sang et capables d’agir à distance sur une cellule cible par l’intermédiaire d’un distance sur une cellule cible par l’intermédiaire d’un récepteur spécifique.récepteur spécifique.
Transmission lente (qq minutes) mais action longueTransmission lente (qq minutes) mais action longue Les hormones sont classées selon leur affinité pour Les hormones sont classées selon leur affinité pour
l’eau: hydrophile ou hydrophobe l’eau: hydrophile ou hydrophobe Hydrophobe = lipophileHydrophobe = lipophile
Hormone hydrophileHormone hydrophile
Soluble dans l’eau donc dans le plasmaSoluble dans l’eau donc dans le plasma Incapable de franchir la membrane cellulaireIncapable de franchir la membrane cellulaire Agit en se fixant sur un récepteur membranaireAgit en se fixant sur un récepteur membranaire Une même cellule peut posséder différents récepteurs, Une même cellule peut posséder différents récepteurs,
donc différents « seconds » messagers donc donc différents « seconds » messagers donc différentes voies d’activationdifférentes voies d’activation
2 hormones peuvent agir sur la même cellule et avoir 2 hormones peuvent agir sur la même cellule et avoir des effets totalement opposés (ex: insuline et des effets totalement opposés (ex: insuline et glucagon). Elles régulent le métabolisme cellulaire.glucagon). Elles régulent le métabolisme cellulaire.
Hormone lipophileHormone lipophile
Hormones transportées dans le sang par des Hormones transportées dans le sang par des protéines (ex: hormones stéroidiennes telles protéines (ex: hormones stéroidiennes telles que cortisol, androgènes, oestrogènes…) que cortisol, androgènes, oestrogènes…)
Elles franchissent les membranes des cellules Elles franchissent les membranes des cellules cibles, se fixent sur un récepteur cibles, se fixent sur un récepteur cytoplasmique et activent l’expression d’un cytoplasmique et activent l’expression d’un gènegène
Communication par Communication par neurotransmetteurneurotransmetteur
Neurones = cellules du tissu nerveuxNeurones = cellules du tissu nerveux Communiquent par neurotransmetteurs Communiquent par neurotransmetteurs
(acétylcholine, peptides…)(acétylcholine, peptides…) L’influx nerveux se propage le long du neurone et L’influx nerveux se propage le long du neurone et
arrive au bout des terminaisons nerveuses en libérant arrive au bout des terminaisons nerveuses en libérant des vésicules contenant ces neurotransmetteurs. Ces des vésicules contenant ces neurotransmetteurs. Ces messagers atteignent leurs cibles (très proches) et se messagers atteignent leurs cibles (très proches) et se fixent sur les récepteurs membranairesfixent sur les récepteurs membranaires
Synapse = espace entre les 2 cellulesSynapse = espace entre les 2 cellules Récepteurs canaux et récepteurs activant la Récepteurs canaux et récepteurs activant la
production d’un second messagerproduction d’un second messager
Communication paracrine et Communication paracrine et autocrineautocrine
Distance courte entre la cellule fabriquant le Distance courte entre la cellule fabriquant le messager et la cellule cible (qq dizaines de messager et la cellule cible (qq dizaines de microns) exemple: neurotransmetteurmicrons) exemple: neurotransmetteur
Autocrine = la cellule émettrice est la cellule Autocrine = la cellule émettrice est la cellule cible (épithélium glandulaire)cible (épithélium glandulaire)
Les récepteurs en cause peuvent être Les récepteurs en cause peuvent être transmembranaires ou cytoplasmiquestransmembranaires ou cytoplasmiques
Les médiateurs de Les médiateurs de l’immunitél’immunité
les cytokinesles cytokines Médiateurs extra-cellulaires, de nature protéique, Médiateurs extra-cellulaires, de nature protéique, provenant essentiellement des cellules de l’immunité: provenant essentiellement des cellules de l’immunité: lymphocytes, monocytes, macrophages…lymphocytes, monocytes, macrophages…
Molécules de communication entre cellules de différents systèmes
Formes solubles et membranaires Interactions spécifiques avec des récepteurs
membranaires et solubles Facteurs non-spécifiques Mode d’action: paracrine
cytokinescytokines
Classification Interleukines: 1 à 35 TNF/ lymphotoxines Interférons Facteurs de croissance hématopoïétiques Chémokines
Conséquences de la sécrétion de cytokines
Situation normale, activation aigue transitoire Réponse inflammatoire protectrice Lutte anti-infectieuse Effet anti-inflammatoire des protéines de
l’inflammation Induction d’inhibiteurs
interleukinesinterleukines
Protéines produites par les leucocytes et les Protéines produites par les leucocytes et les macrophages, au cours de la réponse immunemacrophages, au cours de la réponse immune
Elles vont stimuler les lymphocytes B et T Elles vont stimuler les lymphocytes B et T activés eux-mêmes par leurs antigènes activés eux-mêmes par leurs antigènes spécifiquesspécifiques
Le résultat est l’activation de la production Le résultat est l’activation de la production d’anticorps et de l’immunité cellulaire (NK)d’anticorps et de l’immunité cellulaire (NK)
interleukinesinterleukines
IL-1, IL-8, IL-6, IL-23, IL-17: Inflammation,
destruction de la matrice IL-4, IL-10, IL-13: Anti-inflammation, fibrose IL-4, IL-13: Allergie, production d’IgE IL-5: Allergie, activation des éosinophiles IL-10: Production d’IgG et d’autoanticorps
interféronsinterférons
Petites protéines produites par les cellules telles que Petites protéines produites par les cellules telles que monocytes, fibroblastes…monocytes, fibroblastes…
En réponse à une infection viraleEn réponse à une infection virale GlycoprotéineGlycoprotéine En se fixant sur les cellules saines, il provoque la En se fixant sur les cellules saines, il provoque la
synthèse de molécules antivirales dans leur synthèse de molécules antivirales dans leur cytoplasme, qui stoppent la multiplication du virus en cytoplasme, qui stoppent la multiplication du virus en empêchant la traduction des ARN messagers virauxempêchant la traduction des ARN messagers viraux
Médicament: SIDA, Hépatite CMédicament: SIDA, Hépatite C
interféronsinterférons
, fibroblastes: anti-viral, hépatites virales , leucocytes: anti-inflammatoire, sclérose en
plaques , lymphocytes , cellules NK: inflammation,
immunité cellulaire
facteurs de croissancefacteurs de croissance
Ils stimulent la pousse et la différenciation des Ils stimulent la pousse et la différenciation des cellules souchescellules souches
Il en existe plusieurs sortesIl en existe plusieurs sortes Ils ont pour origine les cellules sanguines, les Ils ont pour origine les cellules sanguines, les
macrophages, les fibroblastes, les cellules macrophages, les fibroblastes, les cellules endothéliales…endothéliales…
G-CSF: greffe de cellules souchesG-CSF: greffe de cellules souches EPO: érythropoïétineEPO: érythropoïétine
TNF (tumoral necrosis TNF (tumoral necrosis factor)factor)
Le TNF (tumor necrosis factor) est classé parmi les Le TNF (tumor necrosis factor) est classé parmi les cytokines. C'est un médiateur de l'immunité naturelle cytokines. C'est un médiateur de l'immunité naturelle car sa sécrétion ne nécessite pas l'intervention d'un car sa sécrétion ne nécessite pas l'intervention d'un antigène. antigène.
L'origine du terme TNF vient d'observations L'origine du terme TNF vient d'observations anciennes de nécrose hémorragique de tumeurs anciennes de nécrose hémorragique de tumeurs chez certains patients lors d'une infection chez certains patients lors d'une infection bactérienne. bactérienne.
Il existe un TNFIl existe un TNF appelé cachectine et un TNFß appelé cachectine et un TNFß appelé lymphotoxine de structure voisine. Ils sont appelé lymphotoxine de structure voisine. Ils sont formés d'environ 200 acides aminés. Le TNF humain formés d'environ 200 acides aminés. Le TNF humain tend à s'associer sous forme de trimère. tend à s'associer sous forme de trimère.
chemokineschemokines
Influent sur la migration des cellules de Influent sur la migration des cellules de l’immunité non spécifique (leucocytes) vers le l’immunité non spécifique (leucocytes) vers le lieu de production de ces molécules lieu de production de ces molécules
Sont secrétées par les cellules endothélialesSont secrétées par les cellules endothéliales Lors d’un processus inflammatoire, permettent Lors d’un processus inflammatoire, permettent
le rassemblement des cellules concernéesle rassemblement des cellules concernées