COMMUNICATIONS INTER-CELLULAIRES Récepteurs et médiateurs

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1 COMMUNICATIONS INTER-CELLULAIRES Récepteurs et médiateurs

2 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

3 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

4 La communication par contact
1er exemple: jonctions communicantes entre 2 cellules cardiaques 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.

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6 2ème 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

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8 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

9 Une autre classification repose sur le type de messager chimique
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

10 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)

11 Les récepteurs membranaires
Protéine trans-membranaire

12 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 2ème messager à l’intérieur de la cellule

13 4 types de récepteurs Récepteur canal

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

15 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.

16 Les protéines G - découvertes par Alfred G
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  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.

17 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

18 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

19 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.

20 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

21 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

22 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

23 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

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 l’inflammation Induction d’inhibiteurs

26 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)

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 d’IgE IL-5: Allergie, activation des éosinophiles IL-10: Production d’IgG et d’autoanticorps

28 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

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

30 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

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. 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 TNFa 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 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