COMMUNICATIONS INTER-CELLULAIRES Récepteurs et médiateurs

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PLAN

Introduction Communication par contact Communication à distance  Récepteurs membranaires    Mécanisme 4 types de récepteurs Récepteurs cytoplasmiques Communication endocrine   Hormones hydrophiles Hormone lipophile Communication par neuro-transmetteur Communication autocrine et paracrine Cytokines

Introduction

  Les cellules sont organisées en tissus La coordination entre les différents tissus ne peut avoir lieu que grâce à des systèmes de communication inter-tissus  Cette communication peut se faire par contact ou à distance plus ou moins grande

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La communication par contact

1 er exemple: jonctions communicantes entre 2 cellules cardiaques  La connexion est permanente, entre les 2 cytoplasmes même si le message est discontinu  J onctions intercellulaires mettant en relation le cytoplasme de deux cellules voisines.

  2 ème exemple: contact temporaire par des cellules mobiles Typiquement : présentation de l’antigène par les macrophages dans la réaction immunitaire. Lors de l’intrusion dans l’organisme d’un corps étranger (bactérie, virus) les cellules phagocytaires (macrophages) le phagocytent, le digère puis expriment à leur surface des fragments du corps étranger pour le présenter aux cellules immunitaires (lymphocytes). Le clone lymphocytaire correspondant va alors se développer, et protéger l’organisme contre cette intrusion

La communication à distance

    Ce mode de communication nécessite l’intervention d’un messager chimique Ce messager est le support de l’information et va réagir avec une cellule « cible ». La cellule devient une cellule « cible » si elle a, au préalable fabriqué un récepteur spécifique du messager chimique Selon la distance entre la cellule émettant le messager et la cellule cible, on distingue des modes de communication proches ou éloignés Selon le type cellulaire (neurone ou cellule endocrine) on distingue la communication nerveuse ou endocrine

 Selon le délai de réponse, on distingue les communications à court ou à long terme  Une autre classification repose sur le type de messager chimique  Communication proche  Paracrine  Autocrine

  Sur les récepteurs cellulaires, une molécule ayant une structure proche du messager peut se fixer 2 types d’effet :   Agoniste, si ce type de molécule entraîne le même effet que le messager (complet ou partiel) Antagoniste si effet bloquant (action réversible ou non)

Les récepteurs membranaires

 Protéine trans-membranaire

mécanisme

    Le messager s’arrête au niveau de la surface de la cellule cible Il reconnaît le récepteur spécifique et s’y fixe La fixation entraîne une réaction au niveau du cytoplasme Parfois génération d’un 2 ème l’intérieur de la cellule messager à

4 types de récepteurs

 Récepteur canal

 Récepteur enzyme  La partie enzymatique du récepteur est activée après la fixation du messager (L)

  Récepteur couplé à une enzyme (intracytoplasmique) Récepteur couplé aux protéines G : activation par le récepteur ayant fixé le messager, de petites protéines dites G fixées sur la face cytoplasmique de la membrane. Ces protéines ont une action intracytoplasmique.

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Les protéines G - découvertes par Alfred G. Gilman et Martin Rodbell ( prix Nobel de médecine 1994 ) Les protéines G (G pour "Guanine nucleotide binding proteins") participent à la transduction du signal : ce sont des intermédiaires entre les récepteurs de messagers situés dans la membrane plasmique et les systèmes réactionnels intracellulaires

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production d’AMPc (2ème messager) Les protéines G amplifient le signal Chaque récepteur activé par un messager stimule de nombreuses molécules de protéines G Chaque complexe [protéine G - enzyme cible] catalyse de nombreuses réactions. Cette série d'amplification s'appelle une cascade.

Les récepteurs cytoplasmiques

    Les messagers lipophiles peuvent franchir les membranes de cellules cibles et se fixer sur un récepteur présent dans le cytoplasme Le complexe formé agit sur l’ADN en activant l’expression de certains gènes Synthèse protéique La protéine effectrice est excrétée hors de la cellule

Communication endocrine

  Les messagers chimiques secrétés par les tissus glandulaires sont appelés des

hormones

Ils sont véhiculés par le sang et capables d’agir à distance sur une cellule cible par l’intermédiaire d’un récepteur spécifique.

  Transmission lente (qq minutes) mais action longue Les hormones sont classées selon leur affinité pour l’eau: hydrophile ou hydrophobe  Hydrophobe = lipophile

Hormone hydrophile

 Soluble dans l’eau donc dans le plasma     Incapable de franchir la membrane cellulaire Agit en se fixant sur un récepteur membranaire Une même cellule peut posséder différents récepteurs, donc différents « seconds » messagers donc différentes voies d’activation 2 hormones peuvent agir sur la même cellule et avoir des effets totalement opposés (ex: insuline et glucagon). Elles régulent le métabolisme cellulaire.

Hormone lipophile

 Hormones transportées dans le sang par des protéines (ex: hormones stéroidiennes telles que cortisol, androgènes, oestrogènes…)  Elles franchissent les membranes des cellules cibles, se fixent sur un récepteur cytoplasmique et activent l’expression d’un gène

Communication par neurotransmetteur

     Neurones = cellules du tissu nerveux Communiquent par neurotransmetteurs (acétylcholine, peptides…) L’influx nerveux se propage le long du neurone et arrive au bout des terminaisons nerveuses en libérant des vésicules contenant ces neurotransmetteurs. Ces messagers atteignent leurs cibles (très proches) et se fixent sur les récepteurs membranaires Synapse = espace entre les 2 cellules Récepteurs canaux et récepteurs activant la production d’un second messager

Communication paracrine et autocrine

   Distance courte entre la cellule fabriquant le messager et la cellule cible (qq dizaines de microns) exemple: neurotransmetteur Autocrine = la cellule émettrice est la cellule cible (épithélium glandulaire) Les récepteurs en cause peuvent être transmembranaires ou cytoplasmiques

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Les médiateurs de l’immunité les cytokines

Médiateurs extra-cellulaires, de nature protéique, provenant essentiellement des cellules de l’immunité: 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

cytokines

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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

interleukines

 Protéines produites par les leucocytes et les macrophages, au cours de la réponse immune   Elles vont stimuler les lymphocytes B et T activés eux-mêmes par leurs antigènes spécifiques Le résultat est l’activation de la production d’anticorps et de l’immunité cellulaire (NK)

interleukines

 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

interférons

   Petites protéines produites par les cellules telles que monocytes, fibroblastes… En réponse à une infection virale Glycoprotéine   En se fixant sur les cellules saines, il provoque la synthèse de molécules antivirales dans leur cytoplasme, qui stoppent la multiplication du virus en empêchant la traduction des ARN messagers viraux Médicament: SIDA, Hépatite C

interférons

  a , fibroblastes: anti-viral, hépatites virales b , leucocytes: anti-inflammatoire, sclérose en plaques  g , lymphocytes , cellules NK: inflammation, immunité cellulaire

facteurs de croissance

 Ils stimulent la pousse et la différenciation des cellules souches  Il en existe plusieurs sortes  Ils ont pour origine les cellules sanguines, les macrophages, les fibroblastes, les cellules endothéliales…   G-CSF: greffe de cellules souches EPO: érythropoïétine

TNF (tumoral necrosis factor)

   Le TNF (tumor necrosis factor) est classé parmi les cytokines. C'est un médiateur de l'immunité naturelle car sa sécrétion ne nécessite pas l'intervention d'un antigène. L'origine du terme TNF vient d'observations anciennes de nécrose hémorragique de tumeurs chez certains patients lors d'une infection bactérienne. Il existe un TNF trimère. a appelé cachectine et un TNFß appelé lymphotoxine de structure voisine. Ils sont formés d'environ 200 acides aminés. Le TNF humain tend à s'associer sous forme de

chemokines

   Influent sur la migration des cellules de l’immunité non spécifique (leucocytes) vers le lieu de production de ces molécules Sont secrétées par les cellules endothéliales Lors d’un processus inflammatoire, permettent le rassemblement des cellules concernées