Mécanismes de transduction

MÉCANISMES DE TRANSDUCTION

Par mécanismes de transduction, nous entendons tous ces systèmes enzymatiques intracellulaires qui permettent de transformer le signal extracellulaire produit par le médicament ou la substance endogène en un signal intracellulaire en activant un effecteur.Une fois l'effecteur activé et le signal converti, la cellule donnera son réponse biologique.

Le mécanisme de transduction du signal existe normalement dans toutes les cellules et est nécessaire pour tous les médiateurs endogènes, donc également pour les médicaments, car comme mentionné, les médicaments imitent ou antagonisent les substances endogènes, générant ou non une réponse cellulaire.
Les récepteurs peuvent être classés en quatre grandes familles :

RÉCEPTEURS DE TYPE 1 OU CONNECTÉS À DES CANAUX IONIQUES OU IONOTROPES ;
RÉCEPTEURS COUPLÉS AUX PROTÉINES DE TYPE 2 OU MÉTABOTROPES ;
RÉCEPTEURS DE TYPE 3 OU COUPLÉS À LA THYROSYNKINASE (enzymes) ;
RÉCEPTEURS NUCLÉAIRES DE TYPE 4 OU CYTOPLASMATIQUES.

Rappelons que le récepteur n'est ni un canal ni une enzyme, mais est capable de moduler un canal ionique ou une enzyme.

RÉCEPTEURS DE TYPE 1 OU CONNECTÉS À DES CANAUX IONIQUES OU IONOTROPES

Le ligand se fixe sur le récepteur présent sur la membrane et modifie l'effecteur qui est dans ce cas le canal ionique.

Le couplage est direct, ce qui signifie qu'aucun médiateur n'est nécessaire pour transformer le signal de l'extracellulaire en intracellulaire, le temps d'action de ce récepteur pour obtenir une réponse est très rapide.
L'agoniste se lie au récepteur situé à proximité d'un canal ionique. Une fois le récepteur activé, le canal ionique s'ouvre et laisse passer les ions (par exemple les ions calcium, potassium, chlore, sodium). à la sortie des ions la membrane cellulaire peut aller contre une dépolarisation ou une hyperpolarisation.Quand on parle de dépolarisation la membrane est excitée, alors que quand on parle d'hyperpolarisation la membrane est inhibée.Un signal ionique qui provoque une dépolarisation de la membrane active la cellule, inversement lorsque le signal ionique provoque une hyperpolarisation.

RÉCEPTEURS DE TYPE 2 OU COUPLÉS À LA PROTÉINE G OU MÉTABOTROPE

Les récepteurs de type 2 sont principalement présents dans notre corps et sont assez compliqués. Ils ont besoin d'un intermédiaire pour la transduction du signal et dans ce cas, l'intermédiaire est la protéine G. Une fois que le ligand se lie au récepteur, il active la protéine G, qui à son tour activera soit un canal ionique, soit une enzyme. canal les processus qui suivent l'activation du canal sont ceux expliqués dans les récepteurs de type 1. Si, par contre, la protéine G active l'enzyme, des seconds messagers seront produits qui vont générer une série d'effets cellulaires. les messagers dans une cellule sont les nucléotides cycliques (AMPc et GMPc) et la libération de calcium intracellulaire.Ces seconds messagers déclenchent des réactions au sein de la cellule qui conduisent à une réponse cellulaire. Le temps d'action de ce récepteur pour obtenir une réponse est de quelques secondes.Cela prend un peu plus de temps car le récepteur doit activer la protéine G, qui à son tour active soit le canal soit l'enzyme.La protéine G, en plus de produire un "activation du canal ou de la" enzyme, il peut également inhiber cette dernière.

Mais quelle est cette protéine G ?

La protéine G est une protéine trimérique constituée des sous-unités , et . Cette protéine a une action GTPase, car elle est capable d'hydrolyser le GTP et de le transformer en GDP. Dans cet exemple, les sous-unités et ne sont pas considérées. Au stade précoce, la protéine G est liée au GDP, elle est donc inactive. Lorsque l'agoniste se lie au récepteur il y a le détachement du GDP et la sous-unité α se lie au GTP, par conséquent elle est activée. Une fois activée, la protéine G peut aller se lier à l'effecteur produisant des réactions sur le canal ou sur le " Une fois l'action terminée, la sous-unité transforme GTP en GDP, revenant à la situation initiale pour être à nouveau activée. La sous-unité caractérise son effecteur, on parlera donc de protéines :

Gs ou αS : activation de l'effecteur qui est une adénylate cyclase (augmentation des seconds messagers et de l'AMPc) ;
Gq ou αQ : activation de l'enzyme phospholipase C (IP3, DAG) ;
Gi ou αI : inhibition de l'effecteur qui est une adénylate cyclase (réduction des seconds messagers et de l'AMPc).

RÉCEPTEURS DE TYPE 3 OU COUPLÉS À LA THYROSINKINASE

Les récepteurs de type 3 sont toujours des récepteurs membranaires, couplés à des kinases. La plupart de ces réponses cellulaires dérivent de phosphorylations de protéines. Le récepteur, une fois activé par liaison avec un agoniste (par exemple facteurs de croissance, insuline ou cytokines), active une kinase qui catalyse les réactions. Suite à cet événement, une série de phosphorylations de protéines se forme, avec pour conséquence une modification des gènes au niveau de l'ADN. Le temps d'action est très long, on parle d'heures ou de jours car la cible est justement la transcription du gène au niveau de l'ADN.

RÉCEPTEURS DE TYPE 4 OU CYTOPLASMATIQUES

Contrairement aux récepteurs précédents, ces récepteurs de type 4 sont des récepteurs intracellulaires ou cytoplasmiques. Ces récepteurs sont souvent utilisés par les hormones stéroïdes. c'est un mécanisme qui modifie l'expression des gènes, il faut donc beaucoup de temps pour voir les réponses cellulaires.Ils mettent beaucoup de temps pour produire les protéines induites par la modification génétique provoquée par la substance introduite dans la cellule.Par exemple, l'hormone qui se trouve à l'extérieur de la cellule, elle abandonne la protéine qui la porte et se transforme en une substance très lipophile.Grâce à cette caractéristique, la substance lipophile est capable de traverser la membrane cellulaire et d'entrer dans la cellule. Une fois que la substance est entrée dans le cytoplasme, elle se lie à un site de reconnaissance (protéine de transport) dont la structure est très instable. Par conséquent, l'hormone entrera dans le noyau où elle exercera son activité de modification de la transcription des gènes.A ce stade, la réponse cellulaire sera constituée par une production d'un ARNm qui synthétisera différentes protéines.

Récepteur

Emplacement

Effecteur

Couplage

Le temps d'action

TYPE 1

Membrane

Canal ionique

Direct

Très vite

TYPE 2

Membrane