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Communication cellulaire PACES
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COMMUNICATION CELLULAIREFiche cours fac
Une cellule doit pouvoir :
- Se repérer dans l’espace et dans le temps
- Déterminer qui sont ses cellules voisines
- Repérer les variations de son environnement
Donc :
- Il y a donc reconnaissance par interaction directe cellule-cellule ou cellule-substrat ou
par voie de signaux de communication secrétés
- Développement de systèmes complexes interconnectés de réception des signaux
extracellulaires ainsi que de transmission de ces signaux a l’intérieur de la cellule
permettant l’adaptation des cellules.
2 concepts :
- Hormones : molécules informatives produites par des cellules sécrétrices à distance
et pouvant moduler une fonction de la cellule réceptrice (cellules cible). C’est un
concept du début du siècle (sécrétine sécrétée par le duodénum).
- Second messagers : petites molécules formées ou libérées dans le cytoplasme en
réponse à un signal extracellulaire pouvant relayer cette information à l’intérieur de la
cellule. Concept du milieu du XXème siècle (effet du glucagon sur le clivage du
glycogène).
I. Généralités
1. Définitions
Récepteurs : molécules protéiques (ou glycoprotéines) allostériques, c’est-à-dire que leur
structure tridimensionnelle est modifiée (= changement de conformation) de façon réversible
par la fixation spécifique de signaux chimiques (ligands).
Facteur de signalisation (ligand) : Tout signal capable d'être reconnu de façon spécifique par
un récepteur cellulaire dont la liaison déclenchera une réponse de la cellule (activation d’une
enzyme, ouverture d’un canal ionique).
Les récepteurs transmembranaires reconnaissent le facteur de signalisation par leur
domaine extracellulaire. Il y a stéréospécificité, c’est-à-dire que deux molécules peuvent se
reconnaitre par la formation de liaisons faibles réversibles (Hydrogène, Van der Waals), leurs
structures tridimensionnelles sont complémentaires.
1
, 2. Différentes voies de transport des signaux
- Voie endocrine : transmission par voie sanguine, processus lent car au rythme de la
circulation du sang. Peut atteindre des cellules très éloignées. Le signal émis par la
cellule émettrice est libéré dans le sang (parfois nécessité de transporteurs)
jusqu’aux cellules capables de reconnaitre le signal (toutes les cellules ne sont pas
capables de reconnaitre tous les signaux). Concentration 10-8 M environ =
concentrations faibles.
- Voie paracrine : Libération dans le milieu extracellulaire. Les cellules émettrice et
réceptrice sont proches, le signal diffuse sur environ une dizaine de diamètres
cellulaires. La diffusion est rapide et génère des gradients de concentration qui
peuvent avoir un effet important dans l’action de certains signaux (morphogènes. A
partir de cellules d’une blastula, on aura différents types de tissus selon la
concentration de facteur de croissance ajoutée).
- Voie autocrine : Cellules bi fonctionnelle : elle joue à la fois le rôle de cellule émettrice
et celui de cellule réceptrice → autostimulation. Permet à plusieurs cellules identiques
d’amplifier le signal, développement en groupe possible : le groupe de cellules
devient alors indépendant de son environnement. Mais la cellule peut devenir addict
a son signal qu’elle produit en grande quantité, elle a une augmentation de sa
capacité de réponse à ce signal par augmentation du nombre de récepteurs →
multiplication aberrante (cellules cancéreuses).
- Voie neurocrine
- Voie juxtacrine (vue plus loin)
3. Les facteurs de signalisation
Hydrosolubles : ce sont souvent des polypeptides ou des acides aminés (hormones
glycoprotéines, facteurs de croissance, neurotransmetteurs..)
Ils ne traversent pas la membrane plasmique car ils sont solubles en milieu aqueux :
leur entrée dans la cellule n’est pas libre.
Leur durée de vie est variable (ms à h)
Faible concentration
Possibilité de stockage : un organisme ou un tissu peut réexposer ces facteurs.
Liposolubles : hormones, principalement stéroïdiennes (thyroïdiennes qui ont un rôle
important dans l’homéostasie tissulaire, rétinoïdes)
Traversent la membrane plasmique librement car ils sont hydrophobes
Durée de vie plus ou moins longue (quelques heures à quelques jours)
Transportés par voie sanguine ou paracrine
2
, Développement important de l’industrie pharmaceutique, ils sont analogues mais ont
d’autres effets :
- Agonistes : même effet que la molécule d’origine
- Antagoniste : bloquent la molécule réceptrice et donc bloquent l’effet
Ex : β-bloquants, antihistaminiques
Acétylcholine : neurotransmetteur qui a des rôles différents selon le contexte cellulaire
- Effet de contraction du muscle strié squelettique
- Effet de relaxation sur les cellules du muscle cardiaque
4. Récepteurs
Récepteurs spécifiques :
- Membranaires : capables de reconnaitre des facteurs de croissance hydrosolubles
- Intracellulaires (nucléaires) capables de lier des molécules liposolubles
5. Caractérisation des interactions récepteurs-ligand
Grande spécificité de réponse physiologique :
- Relation entre le nombre de sites et la réponse : + il y a de récepteurs, + la
réponse est grande
- Récepteurs en faible quantité et saturables : trop de récepteurs = pas une
bonne réponse
- Faible concentration de ligand nécessaire : réponse maximale même avec
une faible concentration de ligand
Liaison récepteur ligand : affinité forte et réversible
Relation décrivant la liaison récepteur-ligand : entre le nombre de récepteurs fixés et libres
R = récepteur libre
H = ligand libre
RH = ligand lié
Kd = constante de vitesse de
dissociation
Ka = constante de vitesse
d’association
1 site par récepteur, pas de dégradation.
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