Partie 2 Examen S1 PDF

Circulation de l’information dans l’organisme Dans un organisme multicellulaire, les cellules doivent communiquer entre elles et interpréter les signaux qu’elles reçoivent des autres cellules pour coordonner leurs comportements et maintenir l’intégrité de l’organisme. La base...

Circulation de l’information dans l’organisme Dans un organisme multicellulaire, les cellules doivent communiquer entre elles et interpréter les signaux qu’elles reçoivent des autres cellules pour coordonner leurs comportements et maintenir l’intégrité de l’organisme. La base de cette coordination est la communication intercellulaire qui permet à une cellule d’influencer le comportement d’autres cellules d’une manière spécifique L’ensemble de ces échanges d’informations est regroupé sous le terme général de «communication cellulaire». La communication cellulaire peut être définie de la manière suivante: ce sont des signaux moléculaires (ou messagers) émis par une cellule (dite émettrice) et reconnus par une autre cellule (dite réceptrice, sachant que la cellule émettrice peut être également la cellule réceptrice). Deux types de molécules sont à sa base: La molécule informative(signal) qui est un messager, La molécule de réception: récepteur du messager. L’absence de permanence du signal est une caractéristique importante de la communication cellulaire. la communication intercellulaire est l’une des caractéristiques des organismes pluricellulaires, elle repose en partie sur la sécrétion de signaux chimiques ou ligand qui agissent sur des récepteurs qui les réceptionnent et les traitent. ligand Ligand un ligand (du latin ligandum, liant) Ce sont des molécules de signalisation qui en se fixant sur des récepteurs spécifiques (de surface ou intracellualre) déterminent une réponse cellulaire. Ligand endogène Ligand exogène (agoniste / antagoniste)  Ligand agoniste Un agoniste est un ligand qui active un récepteur et qui produit une action physiologique identique à celle du ligand endogène (ex :bromocriptine, un agoniste dopaminergique). Ligand antagoniste Un antagoniste est un ligand empêchant la liaison d’un ligand endogène sur son récepteur (ex : clozapine, un antagoniste dopaminergique): action pharmacologique par blocage du récepteur.  Récepteur Les récepteurs sont des molécules conçues pour se lier à un ligand, qui dans le cas du cerveau est souvent un neurotransmetteur. Spécifié: Un même récepteur peut être capable de fixer plusieurs messagers chimiques structuralement très proche, définissant alors la spécificité du récepteur Affinité: la capacité du ligand à se fixer à son récepteur dépend entre autre de son attirance pour ce dernier : on parle de la force de liaison entre un ligand et un récepteur Réversibilité: L'interaction intermoléculaire ligand-site de liaison du récepteur est réversible. Le ligand s'associe à son récepteur puis après un certain temps, s'en sépare  Récepteur intracellulaire Les ligands agissent en pénétrant eux-mêmes dans la cellule car les récepteurs sont a l’intérieur de la cellule (cytoplasme ou noyaux), on considère que ces hormones ont un effet direct. Le complexe H-R se fixe sur une protéine localisée au niveau d’un ex : les hormones thyroïdiennes gène cible sur l’ADN → transcription du gène cible de l’ADN en ARN Ils augmentent l'activité de messager qui commande la biosynthèse des protéines aux synthèse de protéines spécifiques rôles-clés dans les fonctions (enzymes qui favorisent les activités cellulaires : des protéines métaboliques de la cellule, protéines récepteurs, des protéines de de structures ou protéines qui seront structure pour la maturation et le stockées puis libérées…). développement cellulaire  Récepteur membranaire Dans le cas d’un récepteurs membranaire le message est arrêté au niveau de la membrane par le récepteur. Récepteur membranaire = protéine qui permet le passage de l’information véhiculée par l’hormone peptidique vers le cytoplasme. L’interaction hormone récepteur entraîne une cascade de réactions (ce qui amplifie le signal) débouchant sur une réponse cellulaire. ex :l’insuline, dopamine La communication autocrine Le suffixe « crine » : origine grec = exciter La molécule signal peut être reconnue par des récepteurs présents sur la cellule émettrice La cellule sécrète un signal soluble qui agit sur un de ses propres récepteurs. La cellule émettrice est la cellule cible. La communication paracrine Ce mode de communication est réservé pour agir sur de très courtes distances (de l'ordre du millimètre) Les médiateurs sont sécrétés à proximité de la cellule cible par les cellules voisines  La transmission endocrine Le système de communication le plus utilisé. Des cellules spécialisées sécrètent des molécules (hormones) qui sont larguées dans le sang circulant et se distribuent dans tout l'organisme. Elles et agissent à distance sur les cellules cibles équipées d’un récepteur spécifique. Mécanisme relativement lent (de plusieurs secondes à plusieurs heures). Compte tenu de la dilution des hormones, les cellules cibles doivent posséder des récepteurs de haute affinité. Une fois fixées sur leurs récepteurs, les hormones seront rapidement détruites.  Le système endocrinien est constitué de glandes endocrines qui sécrètent des hormones dans le sang. Avec le système nerveux (SN), c’est l’un des deux systèmes qui permet aux différents organes du corps de communiquer entre eux. Ce mode de communication est basé sur la sécrétion d'hormone dans la circulation sanguine. Contrairement à la communication nerveuse, la réponse est plus lente à se produire mais sera généralement de longue durée. Ce système agit plus longtemps et de manière plus dispersée. Il permet le maintien de l’homéostasie. Bien que l'on puisse considérer que le mode endocrine est un système de communication public puis que toutes les cellules auront accès aux hormones, il n'en ait pas moins spécifique dans la mesure où seules les cellules reconnaissant l'hormone répondront à ce message. Les glandes endocrines Les glandes endocrines sont constituées de cellules sécrétrices qui libèrent des substances dans la circulation sanguine appelées hormones. Hormones et cellules cibles Les hormones sont des messagers chimiques libérés dans le sang et qui agissent donc à distance dans tout l’organisme. Elles sont capables d’agir à très faibles concentrations. Une même hormone peut avoir des effets différents selon les cellules cibles. Les hormones sont libérées dans la circulation sanguine, mais ne vont agir que sur les cellules qui possèdent des récepteurs spécifiques. Les récepteurs des hormones sont des protéines transmembranaires pour les hormones peptidiques ou des protéines intracellulaires pour les hormones stéroïdiennes (T3, T4, cortisol). Les hormones permettent de maintenir l’homéostasie. Ex de maintien de l’homéostasie La régulation de la glycémie La régulation de la glycémie est le processus de régulation par lequel le taux de glucose dans le sang, dit glycémie, est maintenu proche d'une valeur bénéfique pour l'organisme. Cette régulation fait partie des processus de maintien de l'homéostasie au sein de l'organisme. Malgré des variations importantes (prises alimentaires, activités physiques...), les paramètres physiologiques restent relativement stables. La glycémie subit une correction régulière qui rétablit ce taux dans une gamme restreinte de valeurs autour de 1,1g/L : on dit que la glycémie est régulée physiologiquement. En résumé: La liaison entre le ligand et son récepteur : Modification de la perméabilité de la membrane Activation ou désactivation d'enzymes Synthèse de protéines (protéines musculaires, enzymes, etc.) Sécrétion de substances Stimulation de la division cellulaire … Les hormones circulent dans tout l’organisme. Cependant, chacune n’agit que sur certains organes et tissus. Certaines n’ont d’effets que sur un ou deux organes, tandis que d’autres ont des effets systémiques (dans tout l’organisme). Bien que les effets soient variés, toutes les hormones agissent en modifiant l’activité de protéines cellulaires. Le rétrocontrôle hormonal Afin de contrôler les fonctions endocriniennes, la sécrétion de chaque hormone doit être finement régulée. L’organisme est en mesure de percevoir et de réguler la quantité nécessaire de chaque hormone à tout moment. Le rétrocontrôle est un processus d’autorégulation par lequel les hormones circulantes agissent sur la glande qui est à l’origine de sa sécrétion. Il peut être «positif » : il conduit à l’augmentation du taux d’une hormone dans le sang. Il peut être «négatif » : il conduit à la diminution du taux d’une hormone dans le sang. Il permet un retour à l’équilibre des constantes physiologiques, l’homéostasie Régulation de l’activité hormonale ex cortisol ex ocytocine  Régulation de l’activité hormonale L’hypophyse contrôle les fonctions de nombreuses glandes endocrines. L’hypophyse sécrète ses hormones à une vitesse qui est ajustée par un mécanisme de rétrocontrôle (feedback) par lequel le taux sanguin d’autres hormones signale à l’hypophyse de diminuer ou d’augmenter sa vitesse. Par exemple, l’hypophyse détecte lorsque les taux sanguins d’hormone thyroïdienne sont faibles et libère un signal qui indique à la thyroïde de fabriquer plus d’hormones. Si le taux d’hormone thyroïdienne est trop élevé, l’hypophyse le détecte et diminue la quantité de ce signal, ce qui diminue la quantité d’hormone thyroïdienne produite. Cet ajustement en retour (rétrocontrôle) permet de maintenir les taux d’hormones en équilibre correct. Les hormones thyroïdiennes jouent un rôle majeur dans le fonctionnement normal des cellules. Elles stimulent les dépenses énergétiques et la production de chaleur, interviennent dans la régulation du système nerveux autonome. ralentissement du perte de poids, métabolisme : accélération du fatigue, prise de rythme cardiaque, poids, ralentissement hypersudation, de la fréquence nervosité. cardiaque  Régulation de l’expression des récepteurs Modulation de l’activité hormonale des cellules cibles : → principalement par modulation du nombre de récepteurs Régulation par l’hormone de son niveau de sensibilité Une surexposition des cellules à une Hormone: diminue le nombre de Récepteurs à l’Hormone Une sous exposition des cellules à une Hormone: augmente le nombre de Récepteurs à l’Hormone  La communication nerveuse Les cellules nerveuses, spécialisées dans la création et la transmission de signaux électriques, communiquent dans la très grande majorité des cas avec les autres cellules en libérant un neurotransmetteur. Ce mode de communication a la particularité de permettre une réponse rapide du fait de la vitesse importante de propagation des signaux électriques et d'avoir une action brève. Il peut aussi être considéré comme un système de communication privé dans la mesure où le neurotransmetteur n'agira qu’au site où il a été libéré, site appelé fente synaptique.