Physiologie des systèmes intégrés, les principes et fonctions Mécanisme d’action cellulaire

A l’inverse de a
GDP, a GTP présente une affinité faible pour le
récepteur et pour les sous-unités b et g . Il va donc se dissocier de ses structures et pourra
alors activer un système amplificateur (figure 9-33 ƒ ). A GTP restera
actif tant que son activité GTPasique n’aura pas hydrolysé le GTP en GDP,
restituant donc la forme a GDP qui se réassociera
alors avec les sous-unités b et g
et ensuite avec un nouveau récepteur activé pour recommencer un cycle (figure 9-33 „ ).

Il semble que le jeu de différents
facteurs de transcription intervenant non seulement au niveau des segments
régulateurs mais aussi au niveau des introns doive être pris en
considération. Les segments de DNA ainsi impliqués dans ce cadre pourraient
soit activer la transcription de certains gènes (”enhancer segments”)
soit encore la bloquer (“silencer segments”). L’hormone stéroïde, après être rentrée dans la cellule, se fixe à un récepteur cytoplasmique ou nucléaire. Le complexe Hormone – récepteur se lie ensuite à l’ADN nucléaire et activera un ou plusieurs gènes, augmentant la synthèse de nouvelles protéines.

Les hormones stéroïdes sont dérivées du cholestérol et sont donc bonnes solubles dans la graisse et peu solubles dans l’eau. En conséquence, contrairement aux autres groupes d’hormones, ils peuvent entrer directement dans la cellule et n’ont pas besoin d’un second messager. Là, elles se lient à leurs récepteurs respectifs et peuvent ainsi développer leur effet.

3. Action via récepteurs membranaires

L’activité kinasique serait induite par phosphorylation de résidus
sérines du récepteur I par le récepteur II suite à un phénomène de
recrutement. L’activité kinasique du récepteur I serait responsable de la
phosphorylation de constituants cytoplasmiques à effets biologiques (fig. 9-39). A l’état inactif, la sous-unité a
lie en fait un GDP et présente une forte affinité pour les sous-unités b et g ; la protéine G
existe donc alors sous une forme a GDP b g (figure
9-33 � ). L’activation du récepteur permet
la liaison de la sous-unité a avec ce dernier ;
elle induit également une modification d’affinité pour le nucléotide
guanylique.

Ces barrières énergétiques et ces puits sont inversés pour les hormones sortant des membranes.
Signalons simplement ici les
protéines kinases A, G et C, sensibles respectivement à l’AMPc, au GMPc et au
diacylglycérol.
Le ligand se fixerait
d’abord sur un récepteur de type III, ce qui permettrait son transfert
successivement sur un récepteur de type II puis sur un récepteur de type I
possédant une activité kinasique mais incapable de fixer directement le
ligand.
Le complexe Hormone – récepteur se lie ensuite à l’ADN nucléaire et activera un ou plusieurs gènes, augmentant la synthèse de nouvelles protéines.
Les hormones stéroïdes sont dérivées du cholestérol et sont donc bonnes solubles dans la graisse et peu solubles dans l’eau.

L’IP3 agira lui en induisant une mobilisation du Ca2+
à partir des réserves du réticulum endoplasmique. Il active en fait
l’ouverture de canaux à Ca2+ au niveau de ces structures, favorisant
ainsi sa libération et son accumulation dans le cytoplasme. https://magazine-de-sport.com/ Le Ca2+
peut donc être considéré comme une sorte de “troisième
messager” ; il agira soit directement sur l’activité de différents
systèmes effecteurs soit via différents types de protéines fixant le Ca2+
(voir plus loin et figure 9-34).

Rôle et fonction des hormones stéroïdiennes

Le système enzymatique effecteur des protéines G est
parfois appelé amplificateur puisqu’en fait son activation à partir d’un seul
complexe ligand-récepteur aboutit à la formation de nombreuses molécules de
second messager, amplifiant donc en quelque sorte le signal de départ. Dans
certains cas, comme nous le verrons par la suite, la liaison ligand-récepteur
aboutit à une inhibition de l’activité du système amplificateur au lieu d’une
stimulation. Il y a donc dans ces conditions une diminution de la quantité de
second messager au lieu d’une augmentation (figure 9-31).

Des effets non géniques peuvent par
ailleurs être pris en considération dans certains cas, tels que modification
de dégradation ou de stockage de la protéine, modification d’activité par
phosphorylation ou glycosylation. Les hormones stéroïdes naturelles sont généralement synthétisées à partir du cholestérol dans les gonades et les glandes surrénales. Elles peuvent traverser la membrane cellulaire car elles sont liposolubles, puis se lier à des récepteurs d’hormones stéroïdiennes pouvant être nucléaires ou cytosoliques, en fonction de l’hormone stéroïde, pour provoquer des modifications au sein de la cellule. Les hormones stéroïdes sont généralement transportées dans le sang attaché à un vecteur protéique spécifique, tel que la globuline liant les hormones sexuelles ou le globuline liant le cortisol.

L’extrémité C-terminale est intracellulaire et porte l’activité
catalytique. Mais elles exercent également une
action sur le complexe hypothalamo-hypophysaire en inhibant la sécrétion de la
gonadolibérine. Si le taux sanguin de cette
hormone diminue, la sécrétion de LH et de FSH
va diminuer. L’étude
de cette partie de l’organisme permet de comprendre le lien entre le système
nerveux et le système hormonal, elle montre également qu’il existe une hiérarchie
entre les hormones et ce qu’est une rétrorégulation.

Réponses immédiates (rares pour les hormones)

Les hormones stéroïdes sont hydrophobes, contrairement aux hormones protéiques. Le schéma le plus communément admis à l’heure actuelle
considère que l’essentiel des récepteurs inactifs se trouve au niveau du
noyau, associé à des protéines non-histoniques de la chromatine. Ce modèle général parait valable à la fois
pour les hormones stéroïdes et les hormones thyroïdiennes. Une exception a
toutefois été clairement décrite à ce jour ; il s’agit de l’élément
régulateur glucocorticostéroïde du gène de l’hormone de croissance qui
parait situé sur le premier intron de l’unité structurale et non dans la
région régulatrice.

Ceci est une considération importante car le cholestérol – le précurseur de toutes les hormones stéroïdiennes – ne quitte pas la membrane une fois qu’elle s’est incrustée à l’intérieur. La différence entre le cholestérol et ces hormones réside dans le fait que le cholestérol est dans une énergie libre beaucoup plus grande de Gibb négative une fois à l’intérieur de la membrane, par rapport à ces hormones. En effet, la queue aliphatique sur le cholestérol a une interaction très favorable avec l’intérieur des bicouches lipidiques.

Elles sont alors
phosphorylées ce qui active leurs propres activités biologiques (cfr. exemples
dans la section 4.4). Récepteurs à activité
tyrosine kinase – Système RATK
Dans ce système, la fixation du ligand induit une activité tyrosine kinase
dans le domaine intracellulaire du récepteur avec pour conséquence une
autophosphorylation des tyrosines de la chaîne. Différentes protéines-cibles
pourraient alors être phosphorylées et induiraient une activité biologique (figure 9-38). Les types de tyrosines kinases associées sont nombreuses et
varient avec le récepteur considéré.

Donc finalement les oestrogènes exercent une rétrorégulation
sur leur propre sécrétion (on parle aussi de feed back). 🚩 On connaît de nombreux composés stéroïdiens apparentés, qui n’ont pas tous une activité hormonale, mais remplissent de nombreuses fonctions importantes dans la cellule et les membranes cellulaires. Les principaux stéroïdes surrénaliens sont les glucocorticostéroïdes, dont le plus connu est le cortisol, les minéralocorticostéroïdes, représentés par l’aldostérone, et les androgènes surrénaliens.