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COMMUNICATIONS INTER-CELLULAIRES Récepteurs et médiateurs.

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1 COMMUNICATIONS INTER-CELLULAIRES Récepteurs et médiateurs

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

3 Introduction Les cellules sont organisées en tissus 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 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 Cette communication peut se faire par contact ou à distance plus ou moins grande

4 La communication par contact 1 er exemple: jonctions communicantes entre 2 cellules cardiaques 1 er exemple: jonctions communicantes entre 2 cellules cardiaques La connexion est permanente, entre les 2 cytoplasmes même si le message est discontinu La connexion est permanente, entre les 2 cytoplasmes même si le message est discontinu Jonctions intercellulaires mettant en relation le cytoplasme de deux cellules voisines. Jonctions intercellulaires mettant en relation le cytoplasme de deux cellules voisines.onctions intercellulairescytoplasmecellulesonctions intercellulairescytoplasmecellules

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6 2 ème exemple: contact temporaire par des cellules mobiles 2 ème exemple: contact temporaire par des cellules mobiles Typiquement : présentation de lantigène par les macrophages dans la réaction immunitaire. Lors de lintrusion dans lorganisme dun 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 lorganisme contre cette intrusion Typiquement : présentation de lantigène par les macrophages dans la réaction immunitaire. Lors de lintrusion dans lorganisme dun 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 lorganisme contre cette intrusion

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8 La communication à distance Ce mode de communication nécessite lintervention dun messager chimique Ce mode de communication nécessite lintervention dun messager chimique Ce messager est le support de linformation 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 Ce messager est le support de linformation 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 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 type cellulaire (neurone ou cellule endocrine) on distingue la communication nerveuse ou endocrine

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

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

11 Les récepteurs membranaires Protéine trans-membranaire Protéine trans-membranaire

12 mécanisme Le messager sarrête au niveau de la surface de la cellule cible Le messager sarrête au niveau de la surface de la cellule cible Il reconnaît le récepteur spécifique et sy fixe Il reconnaît le récepteur spécifique et sy fixe La fixation entraîne une réaction au niveau du cytoplasme La fixation entraîne une réaction au niveau du cytoplasme Parfois génération dun 2 ème messager à lintérieur de la cellule Parfois génération dun 2 ème messager à lintérieur de la cellule

13 4 types de récepteurs Récepteur canal Récepteur canal

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

15 Récepteur couplé à une enzyme (intracytoplasmique) 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. 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.

16 Les protéines G - découvertes par Alfred G. Gilman et Martin Rodbell (prix Nobel de médecine 1994) Les protéines G - découvertes par Alfred G. Gilman et Martin Rodbell (prix Nobel de médecine 1994)prix Nobel de médecine 1994prix 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 production dAMPc (2ème messager) 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 production dAMPc (2ème messager) Les protéines G amplifient le signal Les protéines G amplifient le signal Chaque récepteur activé par un messager stimule de nombreuses molécules de protéines G 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. Chaque complexe [protéine G - enzyme cible] catalyse de nombreuses réactions. Cette série d'amplification s'appelle une cascade.

17 Les récepteurs cytoplasmiques Les messagers lipophiles peuvent franchir les membranes de cellules cibles et se fixer sur un récepteur présent dans le cytoplasme 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 lADN en activant lexpression de certains gènes Le complexe formé agit sur lADN en activant lexpression de certains gènes Synthèse protéique Synthèse protéique La protéine effectrice est excrétée hors de la cellule La protéine effectrice est excrétée hors de la cellule

18 Communication endocrine Les messagers chimiques secrétés par les tissus glandulaires sont appelés des hormones Les messagers chimiques secrétés par les tissus glandulaires sont appelés des hormones Ils sont véhiculés par le sang et capables dagir à distance sur une cellule cible par lintermédiaire dun récepteur spécifique. Ils sont véhiculés par le sang et capables dagir à distance sur une cellule cible par lintermédiaire dun récepteur spécifique. Transmission lente (qq minutes) mais action longue Transmission lente (qq minutes) mais action longue Les hormones sont classées selon leur affinité pour leau: hydrophile ou hydrophobe Les hormones sont classées selon leur affinité pour leau: hydrophile ou hydrophobe Hydrophobe = lipophile Hydrophobe = lipophile

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

20 Hormone lipophile Hormones transportées dans le sang par des protéines (ex: hormones stéroidiennes telles que cortisol, androgènes, oestrogènes…) 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 lexpression dun gène Elles franchissent les membranes des cellules cibles, se fixent sur un récepteur cytoplasmique et activent lexpression dun gène

21 Communication par neurotransmetteur Neurones = cellules du tissu nerveux Neurones = cellules du tissu nerveux Communiquent par neurotransmetteurs (acétylcholine, peptides…) Communiquent par neurotransmetteurs (acétylcholine, peptides…) Linflux 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 Linflux 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 Synapse = espace entre les 2 cellules Récepteurs canaux et récepteurs activant la production dun second messager Récepteurs canaux et récepteurs activant la production dun second messager

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

23 Les médiateurs de limmunité les cytokines Médiateurs extra-cellulaires, de nature protéique, provenant essentiellement des cellules de limmunité: lymphocytes, monocytes, macrophages… Médiateurs extra-cellulaires, de nature protéique, provenant essentiellement des cellules de limmunité: 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 daction: paracrine

24 cytokines Classification Interleukines: 1 à 35 TNF/ lymphotoxines Interférons Facteurs de croissance hématopoïétiques Chémokines

25 Conséquences de la sécrétion de cytokines Situation normale, activation aigue transitoire Réponse inflammatoire protectrice Lutte anti-infectieuse Effet anti-inflammatoire des protéines de linflammation Induction dinhibiteurs

26 interleukines Protéines produites par les leucocytes et les macrophages, au cours de la réponse immune 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 Elles vont stimuler les lymphocytes B et T activés eux-mêmes par leurs antigènes spécifiques Le résultat est lactivation de la production danticorps et de limmunité cellulaire (NK) Le résultat est lactivation de la production danticorps et de limmunité cellulaire (NK)

27 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 dIgE IL-5: Allergie, activation des éosinophiles IL-10: Production dIgG et dautoanticorps

28 interférons Petites protéines produites par les cellules telles que monocytes, fibroblastes… Petites protéines produites par les cellules telles que monocytes, fibroblastes… En réponse à une infection virale En réponse à une infection virale Glycoprotéine 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 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 Médicament: SIDA, Hépatite C

29 interférons, fibroblastes: anti-viral, hépatites virales, leucocytes: anti-inflammatoire, sclérose en plaques, lymphocytes, cellules NK: inflammation, immunité cellulaire

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

31 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. 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. 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 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 trimère. Il existe un TNF 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 trimère.

32 chemokines Influent sur la migration des cellules de limmunité non spécifique (leucocytes) vers le lieu de production de ces molécules Influent sur la migration des cellules de limmunité non spécifique (leucocytes) vers le lieu de production de ces molécules Sont secrétées par les cellules endothéliales Sont secrétées par les cellules endothéliales Lors dun processus inflammatoire, permettent le rassemblement des cellules concernées Lors dun processus inflammatoire, permettent le rassemblement des cellules concernées


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