- Définition des cellules cibles
- Caractéristiques d'interaction
- La signalisation cellulaire
- accueil
- Transduction
- Répondre
- Facteurs qui affectent la réponse des cellules
- Exemple
- Décomposition de l'épinéphrine et du glycogène
- Mécanisme d'action
- Références
Une cellule cible ou cellule cible est toute cellule dans laquelle une hormone reconnaît son récepteur. En d'autres termes, une cellule cible possède des récepteurs spécifiques où les hormones peuvent se lier et exercer leur effet.
Nous pouvons utiliser l'analogie d'une conversation avec une autre personne. Lorsque nous voulons communiquer avec quelqu'un, notre objectif est de livrer un message efficacement. La même chose peut être extrapolée aux cellules.
Source: Arturo González Laguna, de Wikimedia Commons
Lorsqu'une hormone circule dans le sang, elle rencontre plusieurs cellules au cours de son voyage. Cependant, seules les cellules cibles peuvent "entendre" le message et l'interpréter. Grâce à ses récepteurs spécifiques, la cellule cible peut répondre au message
Définition des cellules cibles
Dans la branche de l'endocrinologie, une cellule cible est définie comme tout type de cellule qui possède des récepteurs spécifiques pour reconnaître et interpréter le message des hormones.
Les hormones sont des messages chimiques qui sont synthétisés par les glandes, sont libérés dans la circulation sanguine et produisent une réponse spécifique. Les hormones sont des molécules extrêmement importantes, car elles jouent un rôle crucial dans la régulation des réactions métaboliques.
Selon la nature de l'hormone, la manière de transmettre le message est différente. Ceux de nature protéique ne sont pas capables de pénétrer dans la cellule, ils se lient donc à des récepteurs spécifiques sur la membrane de la cellule cible.
En revanche, les hormones de type lipidique peuvent traverser la membrane et exercer leur action à l'intérieur de la cellule, sur le matériel génétique.
Caractéristiques d'interaction
La molécule qui agit comme un messager chimique se fixe à son récepteur de la même manière qu'une enzyme le fait à son substrat, suivant le modèle de la clé et de la serrure.
La molécule signal ressemble à un ligand en ce qu'elle se lie à une autre molécule, qui est généralement plus grande.
Dans la plupart des cas, la liaison du ligand provoque un certain changement de conformation dans la protéine du récepteur qui active directement le récepteur. À son tour, ce changement permet une interaction avec d'autres molécules. Dans d'autres scénarios, la réponse est immédiate.
La plupart des récepteurs de signaux sont situés au niveau de la membrane plasmique de la cellule cible, bien qu'il y en ait d'autres qui se trouvent à l'intérieur des cellules.
La signalisation cellulaire
Les cellules cibles sont un élément clé dans les processus de signalisation cellulaire, car elles sont chargées de détecter la molécule messagère. Ce processus a été élucidé par Earl Sutherland, et ses recherches ont reçu le prix Nobel en 1971.
Ce groupe de chercheurs est parvenu à identifier les trois étapes impliquées dans la communication cellulaire: réception, transduction et réponse.
accueil
Au cours de la première étape, la détection de la cellule cible de la molécule signal se produit, qui provient de l'extérieur de la cellule. Ainsi, le signal chimique est détecté lorsque la liaison du messager chimique à la protéine réceptrice se produit, soit à la surface de la cellule, soit à l'intérieur de celle-ci.
Transduction
La liaison du messager et de la protéine réceptrice modifie la configuration de cette dernière, initiant le processus de transduction. À ce stade, le signal est converti en une forme capable de susciter une réponse.
Il peut contenir une seule étape ou englober une séquence de réactions appelée voie de transduction du signal. De même, les molécules impliquées dans la voie sont appelées molécules émettrices.
Répondre
La dernière étape de la signalisation cellulaire consiste en l'origine de la réponse, grâce au signal transduit. La réponse peut être de toute nature, y compris la catalyse enzymatique, l'organisation du cytosquelette ou l'activation de certains gènes.
Facteurs qui affectent la réponse des cellules
Il existe plusieurs facteurs qui affectent la réponse des cellules à la présence de l'hormone. Logiquement, l'un des aspects est lié à l'hormone en soi.
La sécrétion de l'hormone, la quantité dans laquelle elle est sécrétée et sa proximité avec la cellule cible sont des facteurs qui modulent la réponse.
De plus, le nombre, le niveau de saturation et l'activité des récepteurs affectent également la réponse.
Exemple
En général, la molécule signal exerce son action en se liant à une protéine réceptrice et en l'amenant à changer de forme. Pour illustrer le rôle des cellules cibles, nous utiliserons l'exemple de la recherche de Sutherland et de ses collègues de l'Université Vanderbilt.
Décomposition de l'épinéphrine et du glycogène
Ces chercheurs ont cherché à comprendre le mécanisme par lequel l'hormone animale épinéphrine favorise la dégradation du glycogène (un polysaccharide dont la fonction est le stockage) dans les cellules hépatiques et les cellules des tissus musculaires squelettiques.
Dans ce contexte, la dégradation du glycogène libère du glucose 1-phosphate, qui est ensuite converti par la cellule en un autre métabolite, le glucose 6-phosphate. Par la suite, une cellule (disons une dans le foie) est capable d'utiliser le composé, qui est un intermédiaire dans la voie glycolytique.
De plus, le phosphate peut être éliminé du composé et le glucose peut remplir son rôle de carburant cellulaire. L'un des effets de l'épinéphrine est la mobilisation des réserves de carburant, lorsqu'elle est sécrétée par la glande surrénale lors d'efforts physiques ou mentaux du corps.
L'épinéphrine parvient à activer la dégradation du glycogène, car elle active une enzyme présente dans le compartiment cytosolique de la cellule cible: la glycogène phosphorylase.
Mécanisme d'action
Les expériences de Sutherland ont abouti à deux conclusions très importantes sur le processus mentionné ci-dessus. Premièrement, l'épinéphrine n'interagit pas seulement avec l'enzyme responsable de la dégradation, il existe d'autres mécanismes ou étapes intermédiaires impliqués dans la cellule.
Deuxièmement, la membrane plasmique joue un rôle dans la transmission du signal. Ainsi, le processus est réalisé en trois étapes de signalisation: réception, transduction et réponse.
La liaison de l'épinéphrine à une protéine réceptrice sur la membrane plasmique de la cellule hépatique conduit à l'activation de l'enzyme.
Références
- Alberts, B. et Bray, D. (2006). Introduction à la biologie cellulaire. Panamerican Medical Ed.
- Campbell, NA (2001). Biologie: concepts et relations. Pearson Education.
- Parham, P. (2006). Immunologie. Panamerican Medical Ed.
- Sadava, D., et Purves, WH (2009). La vie: la science de la biologie. Panamerican Medical Ed.
- Voet, D., Voet, JG et Pratt, CW (2002). Fondamentaux de la biochimie. John Wiley et fils.