Physiologie : CM n°1&2

M. Chevalier

Généralités :

Aspect phénoménologique :

Tous les organismes vivants sont des " sociétés " de cellules, ce sont des organismes pluricellulaires. Les cellules sont organisées, hiérarchisées en sorte de classes " socioprofessionnelles " utiles et indispensables à la survie de l’organisme vivant. L’un des principes fondateur est le partage du travail : les cellules se partagent les tâchent et sont donc spécialisées (ex : mouvement pour les cellules musculaires, transfert de gaz pour les globules rouges ou transmission électrique pour les neurones). Le deuxième principe est la nécessité de coopérativité. Toutes les fonctions différentes doivent être organisées, coordonnées sur le principe d’entre-aide, ce qui implique une communication entre les différentes cellules : c’est le processus de messagerie chimique. C’est un langage que l’on qualifie de moléculaire car les molécules sont les constituants des messages. Toutes les cellules ne sont pas capables de communiquer.

Les messagers chimiques sont émis par la cellule émettrice dans le corps et confiés à un vecteur, support même de la communication qui sont soit les liquides interstitiels (milieux aqueux entre les cellules) soit le sang.

Les messages chimiques sont destinés à des cellules cibles qui y sont sensibles (capables de les décoder). La cellule cible va alors réagir au messager : modification comportementale (au niveau cellulaire).

Les cellules ont recours à la messagerie chimique dès lors qu’elles ne sont pas en contact physique.

Aspect cellulaire et moléculaire de la messagerie chimique :

Cellule émettrice / Émission :

Une cellule émettrice n’émet que sous certaines conditions, sur l’ordre d’un stimulus déclencheur. Tant que le messager chimique n’est pas émis, il est stocké, en " stand by ", dans un compartiment cellulaire : le dictyosome. C’est un empilement de cinq à sept saccules (en forme d’assiette) qui sont des cavités membranaires. Dans une cellule, il y a plusieurs dictyosomes et leur ensemble porte le nom d’appareil de Golgi.

Les messagers chimiques sont internalisés dans les saccules jusqu’à ce que survienne un ordre de libération. Quand cet ordre survient, le saccule le plus interne se fragmente pour former des ballonnets membranaires : les vésicules golgiennes, qui ont la capacité de se déplacer vers la membrane externe de la cellule : la membrane plasmique. Dès qu’il y a contact physique entre les vésicules et la membrane, il se produit une fusion membranaire, ce qui libère les molécules qui composent le messager chimique. Cette sécrétion s’appelle l’exocytose. Tous les messagers chimiques du corps sont externalisés de cette façon, c’est un mécanisme commun.

Cellule cible / Réception :

Une cellule est sensible aux messagers chimiques car sa membrane y est sensible par la présence de capteurs moléculaires : les récepteurs. Les récepteurs sont des protéines membranaires (mais toutes les protéines membranaires ne sont pas des récepteurs). La protéine est une chaîne primaire d’acides aminés qui se replie (sous l’influence des attractions et répulsions des acides aminés) dans une forme globulaire et la configuration dans l’espace obtenue est spécifique de la protéine. La forme tridimensionnelle est totalement édictée par la structure de la chaîne primaire. Les plis et trous sur la membrane extérieure des protéines forment le micro-relief qu’elles utilisent pour reconnaître d’autres molécules. La protéine expose un micro-relief vers l’extérieur pour reconnaître les molécules des messagers chimiques qui circulent. Les molécules s’associent aux récepteurs par complémentarité stérique (une molécule spécifique pour un récepteur spécifique). Le temps de fixation d’un signal sur un récepteur est très court (car la déformation du récepteur éjecte le signal).

Certaines cellules peuvent être sensibles à plusieurs types de messagers chimiques car elles possèdent plusieurs types de récepteurs. Un messager chimique peut agir sur une grande variété de cellules différentes (ex : insuline qui est captée par des cellules du fois ou musculaires).