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PLAN

I. Introduction
II. Définition
III. Signalisation intercellulaire
1) Rôle et Importance biologique
2) Modes de communication : autocrine, paracrine, endocrine, synaptique
3) Déroulement de la signalisation intercellulaire
4) Régulation de la signalisation intercellulaire
5) Les types de messagers chimiques
IV. Signalisation intracellulaire
V. Les récepteurs cellulaires
1) Récepteurs membranaires
2) Récepteurs nucléaires
VI. Régulation de la communication cellulaire
VII. Les HORMONES
1) Définition
2) Caractéristiques
3) Classification
4) Sécrétion hormonale
5) Transport des hormones
6) Destinée des hormones

I. Introduction

  • L’organisme multicellulaire est constitué d’un ensemble complexe et hiérarchisé de cellules, de tissues, d’organes et d’appareils.
  • Cela implique un réseau de communication entre ces différents éléments pour maintenir l’homéostasie et l’intégrité de cette structure, et contrôler les fonctions cellulaires : développement, reproduction et adaptation aux changements de l’environnement.
  • Cette communication se fait par le biais de signaux intra et extracellulaires.
  • Les cellules répondent à des signaux extracellulaires émis par d’autres cellules ou par elles-mêmes.

II. Définition

  • La communication cellulaire est définie comme la capacité d’une cellule à recevoir, traiter et transmettre des signaux avec son environnement et avec lui-même.
  • Les deux modes de signalisations inter et intra cellulaires sont complémentaires.
  • Les signaux extracellulaires sont traduits en chaînes de signalisation intracellulaire qui contrôlent de nombreuses activités biochimiques d’une cellule et peuvent également déclencher la formation de signaux extracellulaires supplémentaires.

III. Signalisation intercellulaire

  • La communication intercellulaire est une caractéristique des organismes pluricellulaires.
  • Elle influence toutes les réactions physiologiques et constitue la base de la coordination des fonctions physiologiques. 1) Rôle de la signalisation intercellulaire :
    • Coordination des fonctions biologiques :
      • Exemple : cerveau, foie, muscle synchronisent les réponses métaboliques.
    • Régulation de l’Homéostasie :
      • Maintien de la stabilité interne : glycémie, température, pression artérielle.
    • Division cellulaire :
      • Empêche la croissance anarchique, programme l’apoptose quand nécessaire.
    • Différenciation et développement :
      • Guide les cellules pour qu’elles prennent leur fonction : globules rouges, neurones, etc.
    • Réponse immunitaire :
      • Les cellules immunitaires utilisent des signaux pour détecter les agents étrangers et pathogènes.
    • Adaptation de l’organisme :
      • Réponse au stress, à l’exercice, aux blessures.
        2) Modes de la signalisation intercellulaire :
    • Contact direct (interaction cellule/cellule) :
      • Jonctions lacunaires :
        • Jonctions communicantes ou jonctions de type gap, facilitent la communication entre les cytoplasmes de deux cellules // rôle d’un syncytium fonctionnel.
        • Maintiennent le pH intracellulaire, permettent le couplage métabolique et électrique.
      • Molécules d’adhésion :
        • Communication directe via des protéines de surface.
    • Par messagers chimiques :
      • Synthèse et libération par une cellule émettrice après stimulation.
      • Signalisation hormonale (endocrine) :
        • Hormones sécrétées par une cellule endocrine, transportées dans le sang pour agir sur des cellules cibles à distance.
        • Réponse plus lente (durée prolongée), la forme transportée par des transporteurs est inactive.
      • Signalisation paracrine :
        • Mesure locale pour le maintien de l'intégrité cellulaire voisine; messages atteignent les cibles par diffusion.
        • Exemple : histamine favorise la vasodilatation par action sur les cellules endothéliales.
      • Signalisation autocrine :
        • Les cellules répondent aux signaux qu'elles produisent elles-mêmes.
      • Signalisation nerveuse :
        • Libération de neurotransmetteurs dans la synapse après dépolarisation pré-synaptique.
          3) Déroulement de la signalisation intercellulaire :
    • Signal de déclenchement : Induit libération du messager ou biosynthèse dans la cellule émettrice.
    • Transport du messager vers la cellule cible
    • Réception du signal par la cellule cible : détection et liaison du ligand sur le récepteur spécifique.
    • Transduction : conversion du signal en réponse cellulaire; implique des interactions moléculaires.
    • Réponse cellulaire : modifications du comportement, comprenant :
      • Changements de perméabilité membranaire,
      • Modifications enzymatiques,
      • Modifications transcriptionnelles.
        4) Molécules de signalisation :
    • Substances chimiques : appelées aussi ligands, médiateurs.
    • Se fixent sur des récepteurs de surface ou intracellulaires (cytoplasme ou noyau).
    • Exemples : hormones, neurohormones, cytokines, facteurs de croissance, radicaux libres.
      • Hormones : produites dans les glandes endocrines et libérées dans le sang.
      • Neurohormones : produits par des neurones, agissent à distance.
      • Neurotransmetteurs : libérés par synapses, transmettent des signaux nerveux.
      • Cytokines : glycoprotéines synthétisées par cellules immunitaires, agissent paracrine ou autocrine.
      • Facteurs de croissance : stimulent prolifération et multiplication des cellules.
      • Radicaux libres : molécules réactives, agissent sans récepteurs.
        5) Classification des messagers chimiques :
    • Hydrosolubles (HS) : ne peuvent pas traverser la membrane sans récepteurs transmembranaires.
    • Liposolubles (LS) : traversent la membrane par diffusion, ayant des récepteurs intracellulaires.

IV. Signalisation intracellulaire

  • Les voies de signalisation intracellulaire transmettent des informations de la surface cellulaire vers le noyau.
  • Modulent l’expression des gènes en suivant une cascade d’activation protéique.
  • Contrôlent toutes les fonctions d’une cellule : métabolisme, division et prolifération cellulaires.
  • Nécessite des récepteurs, des enzymes de signalisation, des protéines régulatrices et des seconds messagers diffusibles.

V. Les récepteurs cellulaires

  • Macromolécules saturables dans les cellules cibles, permettent la reconnaissance spécifique du ligand et son activation.
    1) Récepteurs membranaires :
    a) Récepteurs canaux ioniques (ionotropiques) :
    - Retransmettent le signal par l’ouverture du pore central lors de la fixation du ligand.
    - Réponse rapide, contrôlent des ions spécifiques (Na+, K+, Ca2+, Cl-).
    b) Récepteurs couplés à la protéine G (RCPG) :
    - Superfamille de récepteurs à 7 domaines transmembranaires activant des protéines G intracellulaires.
    - Processus d'activation :
    1. Fixation du ligand sur le récepteur.
    2. Activation de la protéine G.
    3. Activation d’un effecteur primaire : canaux ioniques ou enzymes.
    4. Libération d’un second messager.
    5. Activation de plusieurs effecteurs pour amplifier le signal.
    c) Récepteurs enzymes :
    - Un domaine transmembranaire avec activité enzymatique.
    - Exemples :
    - Guanylate cyclases
    - Récepteurs à activité tyrosine kinase (RTK)
    - Récepteurs des cytokines JAK/STAT
    2) Récepteurs nucléaires :
  • Localisés dans le cytoplasme ou le noyau, impliqués dans le mécanisme de transcription des gènes.
    • Classés selon leur type et leur ligand :
      • NR3 : récepteurs pour hormones stéroïdiennes.
      • NR1 : récepteurs pour hormones thyroïdiennes.
      • NR2 : récepteurs pour dérivés d'acides rétinoïques.

VI. Régulation de la communication cellulaire

1) Régulation du ligand :
- Biosynthèse régulée
- Sécrétion régulée
- Dégradation régulée
2) Régulation du transporteur
3) Régulation du récepteur :
- Up régulation : augmentation des récepteurs en cas de faible concentration de ligand.
- Down régulation : diminution des récepteurs en cas d’excès de ligand.
- Désensibilisation : le récepteur est moins actif.
- Internalisation du récepteur.
4) Régulation post récepteur :
- Modulation des seconds messagers.
- Amplification ou atténuation du signal.
5) Régulation par feedback :
- Boucle de rétrocontrôle négatif et positif.

VII. Les HORMONES

  • Le terme « hormone » vient du grec, signifiant « stimuler l’activité ».
  • Définitions :
    • Une hormone est une molécule chimique produite par une glande endocrine, transportée par le sang pour agir sur les cellules cibles.
    • Synthétisée et libérée en réponse à un stimulus interne ou externe. 1) Propriétés des hormones :
      • Messagers chimiques à faible concentration
      • Efficacité proportionnelle à la quantité sécrétée
        2) Organisation des cellules productrices d’hormones :
      • Définition d’une glande endocrine :
        • Ensemble de cellules régulant la concentration d’hormones.
      • Classifications des glandes endocrines :
        • Organisées en organes distincts : hypophyse, thyroïde.
        • Dispersées, comme dans le tissu adipeux.
          3) Hiérarchie du système endocrinien :
      • Comprend SNC, hypothalamus, hypophyse, glandes périphériques.
        4) Classification des hormones :
      • Selon leurs fonctions : systémiques et trophiques.
      • Selon leur nature chimique : dérivés d’acides aminés, protéines, stéroïdes.
      • Selon leur solubilité : lipophiles vs hydrophiles.
        5) Biosynthèse :
      • Hormones peptidiques et stéroïdes synthétisées respectivement dans le RER et des mitochondries.
        6) Sécrétion hormonale :
      • Sous dépendance de signaux nerveux, compositions sanguines, rétrocontrôle hormonal.
      • Modes de sécrétion : pulsatile, basale, circadien, ultradien, infradien.
        7) Transport des hormones :
      • Les hormones hydrosolubles circulent librement, tandis que les liposolubles nécessitent des transporteurs.
        8) Destinée des hormones :
      • Interaction avec cellules cibles, transformation au foie, élimination par le rein.