Signalisation cellulaire en physiologie
- Concept
- Priorité pour les examens : moyenne
Les hormones et les neurotransmetteurs se fixent sur des récepteurs qui déclenchent des chaînes de signaux à l'intérieur de la cellule.
Aussi appelé: Seconds messagers, Récepteurs membranaires et nucléaires
De quoi s'agit-il
Un signal chimique n'agit que sur les cellules qui portent son récepteur. Les molécules hydrosolubles (peptides, catécholamines) ne peuvent pas traverser la membrane : elles se fixent sur des récepteurs de surface qui activent des protéines G, des enzymes ou des canaux, et des seconds messagers amplifient le signal. Les molécules liposolubles (stéroïdes, hormone thyroïdienne, vitamine D) entrent dans la cellule et activent des récepteurs nucléaires qui modifient la transcription des gènes. Connaître la voie de chaque hormone permet de prévoir sa rapidité, sa durée d'action et les médicaments ou toxines qui la modifient.
Fonctionnement, étape par étape
- Le ligand (premier messager) se fixe sur son récepteur spécifique.
- Le récepteur change de conformation et active un transducteur : une protéine G, sa propre activité kinase ou une JAK associée.
- Le transducteur active ou inhibe une enzyme qui produit un second messager (AMPc, IP₃, DAG, Ca²⁺, GMPc).
- Le second messager active des kinases (PKA, PKC, PKG) qui phosphorylent des protéines effectrices : canaux, enzymes, facteurs de transcription.
- Chaque étape multiplie le signal (amplification) ; les phosphodiestérases et les phosphatases l'éteignent.
Voies de signalisation et exemples
| Voie | Récepteur | Messager | Exemples |
|---|---|---|---|
| Gs | Couplé aux protéines G | ↑AMPc → PKA | β1, β2, glucagon, TSH, ADH sur V2 |
| Gi | Couplé aux protéines G | ↓AMPc | α2, M2, opioïdes |
| Gq | Couplé aux protéines G | IP₃ → Ca²⁺ ; DAG → PKC | α1, M3, angiotensine II (AT1), ADH sur V1 |
| GMPc | Guanylate cyclase (soluble ou membranaire) | GMPc → PKG | Monoxyde d'azote, peptide natriurétique auriculaire |
| Tyrosine kinase | Récepteur à activité kinase | Cascades PI3K et MAPK | Insuline, IGF-1, EGF |
| JAK-STAT | Récepteur sans kinase propre | JAK phosphoryle STAT | GH, prolactine, érythropoïétine |
| Nucléaire | Intracellulaire | Transcription des gènes | Cortisol, aldostérone, T₃, vitamine D |
Corrélation clinique
- Choléra : la toxine bloque la Gs de l'entérocyte en position active ; l'AMPc élevé ouvre le canal CFTR et provoque une diarrhée aqueuse massive.
- Coqueluche : la toxine inactive la Gi ; sans frein, l'AMPc augmente dans de nombreuses cellules.
- Diabète insipide néphrogénique : le récepteur V2 (Gs) est défaillant ; l'ADH ne peut pas insérer d'aquaporines et les urines restent diluées.
Testez-vous
Réfléchissez à la réponse, puis touchez la question pour la voir.
Pourquoi les effets du cortisol prennent-ils des heures alors que ceux de l'adrénaline prennent des secondes ?
Le cortisol agit par un récepteur nucléaire et nécessite transcription des gènes et synthèse protéique ; l'adrénaline utilise une protéine G et des seconds messagers qui modifient des protéines déjà présentes.
L'ADH agit sur deux récepteurs différents. Quelle voie chacun utilise-t-il, et avec quel effet ?
V2 (Gs, AMPc) dans le tube collecteur insère des aquaporines ; V1 (Gq, IP₃/Ca²⁺) dans le muscle lisse vasculaire provoque une vasoconstriction.
Pourquoi la toxine cholérique provoque-t-elle une diarrhée sans détruire l'épithélium ?
Elle bloque la Gs à l'état actif ; l'AMPc élevé maintient le CFTR ouvert, le Cl⁻ est sécrété dans la lumière et le Na⁺ et l'eau suivent. La muqueuse reste intacte.
Qu'ont en commun le monoxyde d'azote et le peptide natriurétique auriculaire ?
Tous deux élèvent le GMPc (guanylate cyclase soluble ou membranaire), activent la PKG et relâchent le muscle lisse vasculaire.
Thèmes liés
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Contenu pédagogique de physiologie ; ce n'est ni un guide diagnostique ni un guide thérapeutique et il ne remplace pas l'avis d'un professionnel de santé. Les valeurs sont des références approximatives. Aucune posologie n'est indiquée.
Sources: Physiology, Cellular Messengers (StatPearls (NCBI Bookshelf), 2023).
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Modèle représentatif, à des fins éducatives uniquement.