La cellule en son milieu

La cellule en son milieuLe milieu extracellulaire et la notion de

compartimentsAvantages et inconvénientsMilieu intérieur et homéostasiePression osmotique Équilibre de Donnan

Les échanges cellule - milieu

La communication cellulaire

La compartimentationPropre des organismes pluricellulaires

Protection, barrières

Isolement du milieu extérieur

Haut niveau de différenciation spécificité

Fragilité élevée

Homéostasie indispensable

Moyens d’échanges et de communication

Le milieu extracellulaire

Pression osmotiqueOsmolarité plasmatique = mosm/LΔΠ° flux hydriques dans l’organisme

Les échanges transmembranaires

Diffusion simple

Diffusion facilitéeTransport passifTransport actif

Transport de macromoléculesEndocytosesExocytose

Perméabilité de la membrane cellulaire

Bicouche hydrophobe

Imperméable ?

Nécessité d’échanges Eau Nutriments Régulation : PH. Ions

etc…

Perméable ? Aggresseurs Toxiques OH !

Diffusion simplePas de coût EGradient de concentrationNature de l’élément diffusibleEau : diffusion libre (petite taille + porines)Molécules

Petites non polaires non chargées (O2, halothane lipophile) rapides

Petite polaires non chargées (CO², éthanol…) + lentes

Ions : mb imperméable aux particules chargées !

Diffusion facilitéetransport passif

Pas de coût E

Protéines transmembranaires

Canaux ioniques

Stéréochimie

Gradient de concentration

Canaux ioniques

Co-transports de molécules

Transporteur D-glucose

Transporteur D-glucoserégulation

Transports actifsEx : pompe Na+/K+/ATPase

Coût +++

Indépendante du gradient EC

Électrogène !

Évité l’accumulation du Na cellulairePr osmotique

Résultat : Différence de concentrationMoteur utilisable (transport de molécules)

Transports actifsEx : pompe Na+/K+/ATPase

Transports actifsEx : pompe H+/K+/ATPase

Couplages des systèmes de transport

exemple du rein

ExocytoseTypes :

Constitutive (toutes cellules)

Régulée ExocrinieEndocrinie

Exemples

La communication cellulaire

Communication et signaux intercellulaires

IntroductionLes modes de communicationLes médiateurs chimiquesLa transduction du signalLes récepteursLes seconds messagersExemples

Ocytocine Réaction immunitaire et cytokines Testostérone

Communication cellulaireCoordination, synchronisation cellulaire

Contrôle de toutes les fonctions EmbryogenèseCroissance HoméostasieDéfense immunitaireMouvement etc

Modes de communication inter-cellulaire

Messager électrique : voie neuronale

Messager chimiquePar contact : système immunitaireA distance

Voie endocrineVoie paracrineVoie autocrine

Les composants de la communication cellulaire

Signaux extracellulaires, messagers chimiquesRécepteurs cellulairesCiblesEffecteurs cellulairesEffets / réponses

Stratégies de communication par messagers chimiques

Autocrine Amplification

Paracrine Signaux locaux

Endocrine À distance Voie sanguine Effet prolongé

Les molécules informatives« messagers »

Structure Hydrophiles Lipophiles

Type Médiateurs chimiques

non hormonauxFacteurs de croissanceAnticorpsMédicaments

Hormones Neuromédiateurs

Nature biochimique Acides aminés et dérivés Peptides Glycoprotéines Lipidiques

Dérivées cholestérol Dérivées AG

Les médiateurs chimiques locaux

Prostaglandines Dérivés de lipides Thromboxane

(vasoconstriction) Leucotriènes

(inflammation) Prostaglandines

InflammationPH gastriqueContractions m. lisses

Médiateurs gazeux Monoxyde d’azote NO

VasodilitationRelaxation m. lisses Immunité non

spécifique Oxyde de carbone

Messagers hormonaux Hydrophiles

Peptidiques Formes libres

plasmatiques Fixation membranaire Action courte Exemples :

Insuline Adrénaline

Lipophiles

Binding proteins Action lente et durable Récepteur cytosolique Exemples

Stéroïdes (oestrogènes)

Vitamines (D, A)Hormones

thyroïdiennes

Ligands et récepteursFixation

Spécifique (stéréospécificité)Haute affinité réversibleSaturable Constante de dissociation

Modification allostérique

Plusieurs récepteurs possiblesEx : adrénaline et récepteurs α1, β1, α2, β2

Les récepteursRécepteurs membranaires

Récepteurs canaux ioniquesActivateursInhibiteurs

Récepteurs enzymesRécepteurs couplés à des effecteurs

Couplés aux protéines G (RCPG)Couplés à la thyrosine - kinase

Récepteurs intra-cellulairesNucléairesCytosoliques

Récepteurs canaux ioniques

Cations ou anions

+/- sélectifs

Les protéines G

Hétérodimères fixant le GTP

Activent des protéines enzymes effectrices : AC ou PLC

Le 2nd messager

Récepteurs intracellulairesexemple : stéroïdes

Effets cellulairesUn même récepteur effets + ou –

Un même ligand Récepteurs différents (Ach)Effets multiples

Différents ligands même récepteurEx : glucagon et insuline (effets différents)

Effets cellulairesActivation de protéines

Activation génique

Mitose

Différenciation

Migration

Apoptose

Exocytose (ex : sécrétion exocrine)

Les facteurs de croissance et cytokines

Polypeptides

Activité paracrine ++

Origine variée

Pléïotropes

Rôles Hématopoïèse Prolifération, différenciation Réponse immunitaires et inflammation

Familles de cytokines

Interleukines

Interférons et virus