Evolution de la motricité utérine spontanée en fin de gestation

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1 Evolution de la motricité utérine spontanée en fin de gestation
-36 -30 -24 -18 -12 -6 50 100 150 200 250 Rat 15 20 25 30 35 40 1000 2000 3000 4000 5000 6000 weeks hours Human

2 Physiologie de la cellule musculaire lisse utérine
(intégration de signaux endocriniens et nerveux) De l'état quiescent à la contraction Utérus = organe de la nidation/ implantation Structure: Innervation Vascularisation Variations anat. L'utérus est un organe contractile Mécanismes de la contraction Interaction des protéines contractiles Médiateurs intracellulaires de la contraction Ca2+, nucléotides cycliques, canaux K+ Facteurs de contrôle de la motricité utérine Stéroïdes Récepteurs membranaires couplés aux protéines G Agents stimulants Agents relaxants Transcriptome utérin (met en évidence d'autres signaux)

3 Utérus = organe de la nidation/ implantation
in "La reproduction chez les mammifères et l'homme" Thibault & Levasseur eds, Ellipse/Inra, Paris, 2001.

4 Variations anatomiques
Cordon ombilical L. A. Fœtus Placenta Utérus Membranes EHG Vagin Col Variations anatomiques Humain Rongeur Lagomorphes ruminants Utérus bicorne

5 Structure de la paroi utérine
in "La reproduction chez les mammifères et l'homme" Thibault & Levasseur eds, Ellipse/Inra, Paris, 2001.

6 Innervation Autonome de l’utérus
in "La reproduction chez les mammifères et l'homme" Thibault & Levasseur eds, Ellipse/Inra, Paris, 2001.

7 in "La reproduction chez les mammifères et l'homme" Thibault & Levasseur eds, Ellipse/Inra, Paris, 2001.

8 Neuromédiateurs bien caractérisés dans l'utérus
in "La reproduction chez les mammifères et l'homme" Thibault & Levasseur eds, Ellipse/Inra, Paris, 2001.

9 Structures et fonctions particulières
Caveolae Gap junctions Activité pace-maker

10 in Taggart, News Physiol Sci, 2001, 16, 61-65

11 in Carbonne et al., EMC, 2002, S-049-D-25, 19p

12 Fonction contractile de l'utérus
Remontée des spermatozoides Distribution des embryons Menstruation (primates) Parturition/ accouchement Etude in vivo (PIU et EMG) Etude in vitro (lambeau musculaire isolé / stimulations de champs / mesure [Ca2+]i / patch clamp) Caractérisation biochim. & pharmacol. des messagers

13 CU chez la rate cyclique, fortement dépendantes du cycle ovarien

14 Parturition chez les primates
Utérus "quiescent" activité découplée (GJs, syst. transduction procontractile déprimé) - 8 heures - 4 heures Utérus hypercontractile activité synchonisée rep. optimale aux agonistes contractiles Expulsion

15 Mécanismes moléculaires de la contraction
Interaction des proteines contractiles Myosine, actine, MLCK, Ca2+-calmoduline (CaM) Calponine, caldesmone, "état loquet" Rho-A Médiateurs intracellulaires de la contraction Ca2+ libre Influx de Ca2+ Calcium intracellulaire - IP3 (IICR) - CICR, ryanodine - ATPase membranaires Nucléotides cycliques et relaxation AMPc GMPc PDEs

16 Récepteurs membranaires et systèmes de transduction
dans la cellule musculaire de l’utérus

17 Phosphorylation MLC20 & Rho-associated-kinase (ROK)
in Oh et al., J Vet Med Sci, 2003, 65, 43-50 Rat G19-G21) Tonic contractions Phasic contractions (Inhibiteur ROK)

18 Phosphorylation MLC20 & Rho-associated-kinase (ROK)
in Oh et al., J Vet Med Sci, 2003, 65, 43-50 Phosphorylation MLC20 & Rho-associated-kinase (ROK)

19 Phosphorylation MLC20 & Rho-associated-kinase (ROK)
(inhibiteur PKC) in Oh et al., J Vet Med Sci, 2003, 65, 43-50 Phosphorylation MLC20 & Rho-associated-kinase (ROK)

20 Phosphorylation MLC20 & Rho-associated-kinase (ROK)
in Oh et al., J Vet Med Sci, 2003, 65, 43-50 Phosphorylation MLC20 & Rho-associated-kinase (ROK)

21 Phosphorylation MLC20 & Rho-associated-kinase (ROK)
in Oh et al., J Vet Med Sci, 2003, 65, 43-50 Phosphorylation MLC20 & Rho-associated-kinase (ROK) C= rhoA cytosol M= rhoA membrane

22 in Breuiller-Fouché et al., Biol Reprod, 1998, 59, 153-159
+ calphostin C (1µM) PKC dans les cellules myométriales humaines Phorbol dibutyrate

23 in Breuiller-Fouché et al., Biol Reprod, 1998, 59, 153-159
PKC dans les cellules myométriales humaines Exposition 1µM PDB

24 PKC dans les cellules myométriales humaines
in Breuiller-Fouché et al., Biol Reprod, 1998, 59,

25 Cyclic nucleotides in myometrial cells
stimulus ATP GTP cyclases + + cAMP cGMP proteine kinase A proteine kinase G PHOSPHODIESTERASES Biological Responses Biological Responses 5’ AMP 5’ GMP

26 Induction de la PDE4B2 dans des cellules myométriales humaines
IL-1b induit production PGE2 in Oger et al., JCEM, 2002, 87,

27 Induction de la PDE4B2 dans des cellules myométriales humaines
in Oger et al., JCEM, 2002, 87, Induction de la PDE4B2 dans des cellules myométriales humaines Induction cAMP par IL-1b

28 IICR et CICR dans myomètre de rat gravide (G21-G22)
in Taggart, J Physiol, 1998, 511.1, [Ca2+]i Cyclopiazionic acid IICR et CICR dans myomètre de rat gravide (G21-G22) Libère Ca2+ du reticulum

29 IICR et CICR dans myomètre de rat gravide (G21-G22)
in Taggart, J Physiol, 1998, 511.1, [Ca2+]i IICR et CICR dans myomètre de rat gravide (G21-G22)

30 Les facteurs régulateurs
Stéroïdes E2: ERb inhibe  ERa P4: PRA inhibe  PRB Récepteurs membranaires ("GPCR") Stimulants PGs Ocytocine Endothéline Catécholamines Acétylcholine Relaxants beta2 adrénergiques NO relaxine

31 Profils stéroïdiens plasmatiques, prépartum
in "La reproduction chez les mammifères et l'homme" Thibault & Levasseur eds, Ellipse/Inra, Paris, 2001.

32 Functional progesterone withdrawal at parturition
A shift to PR-A dominance in myometrium at term together with a loss of PR in fetal membranes provides evidence for a functional progesterone withdrawal mechanism, which may facilitate the initiation of parturition in primates. in Haluska et al., J Soc Gynecol Investig 2002;9:125–36

33 Inhibition de la signalisation IP3/calcium (antagoniste ocytocine)
SSR126768A antagoniste compétitif de l'ocytocine Déplacement de la réponse OT chez la rate vigile en cycle in Serradeil-Le Gal et al., JPET, 2004, 309,

34 Inhibition de la signalisation IP3/calcium (antagoniste ocytocine)
Cellules myomètre humain préincubées avec fura 2-AM et stimulées par OT in Serradeil-Le Gal et al., JPET, 2004, 309,

35 Stimule signalisation AMPc ou inhibe signalisation IP3/calcium
in Serradeil-Le Gal et al., JPET, 2004, 309,

36 Inhibition de la signalisation IP3/calcium (antag. endotheline-1)
Cellules myométriales humaines cultivées dans un support collagène in Dallot et al., Biol Reprod, 2003, 68, BQ123= inhibiteur ETA BQ788= inhibiteur ETB

37 Array layout for Human 1. 2. I and 1. 2. II
Approches nouvelles par les techniques d’hybridation sur membranes (microarrays). Analyse du transcriptome 196 genes/ square, 1176 in total Array layout for Human I and II Transcription factors DNA binding proteins Oncogenes - cell cycle. channels - transduction Apoptosis – DNA repair Receptors – antigen Adhesion molecules Cytokines - GF - hormones

38 down-regulated genes in the myometrium
Preterm  labor at term down-regulated genes in the myometrium adapté de Charpigny et al., Biol Reprod, 2003, 68,

39 up-regulated genes in the myometrium
Preterm  labor at term up-regulated genes in the myometrium adapté de Charpigny et al., Biol Reprod, 2003, 68,

40 Cellule myométriale Rcs Ca2+ ~Calmoduline~ RE Ca2+ ROC VOC AMPc DAG
Protéine G  adenylyl cyclase Gi Agents a2-adrénergiques b-adrénergiques PGE PGI2 Phosphodiestérase (Ca2+ calmoduline, GMPc) AMPc ATP Dégradation MLCK Rcs INHIBITION Kinase Myosine phosphorylée Ca2+ ~Calmoduline~ Cellule myométriale Fil. épais (myosine) RELAXATION CONTRACTION Fil. fin (actine) Ca2+ AMPc RE INHIBITION Ca2+ ROC VOC DAG a1-adrénergiques muscariniques Prostaglandines Ocytocine ATP Protéines G + PLC IP3 Rcs Synthèse protéique Multiplication cellulaire Différenciation Modulation des systèmes régulateurs (récepteurs aux hormones) ou effecteurs (protéines contractiles) NOYAU ADN ARNm Estrogènes progestérone AMPc DAG Ca2+ PKA PKC Phosphorylation de protéines Facteurs de croissance hormones Tyrosine kinase Rcs

41 Intégration des facteurs de contrôle de l ’activité contractile de l'utérus pendant la gestation
Système nerveux central Placenta Utérus SN autonome Progestérone Subst. P Foetus CGRP Hypophyse NorAd. Membranes foetales Ach. NO Surrénales PGI2 Hypophyse foetale OT Adrénaline PGE/F Anencéphalie OT ? Surrénales foetales Facteurs utérorelaxants Facteurs utérotoniques