Comm_cell_le signal calcique

Le signal calcique
1-Voies d’entrée et de sortie de calcium dans les cellules
2-Calcium dans les cellules excitables
3-Mesure du calcium intracellulaire
4-Le signal calcique dans les cellules non-excitables: cas des cellules
immunitaires
5-Rappels d’immunologie
6-Le mécanisme d’entrée de calcium après mobilisation de calcium
intracellulaire: protéines ORAI et STIM
-Le mécanisme
-Activation de la PLCg et rappels sur la voie des ‘tyrosines kinases’
-Structure des protéines ORAI et STIM
-Mécanisme de régulation
7-La voie NFAT
8-Rôle de l’entrée de calcium par libération des stocks intracellulaires dans
l’activation des lymphocytes T (et B)
9-Pathologies associées aux mutations des protéines ORAI et STIM
10-Autres voies d’entrée de calcium dans les cellules immunitaires
11-Autres types cellulaires

Le signal calcique
•Le calcium est de loin le messager intracellulaire le plus répandu jouant un rôle primordial dans la
signalisation intracellulaire;
•Il est impliqué dans des effets électriques rapides de part sa nature ‘ionique’ dans les cellules
excitables: il contribue au potentiel de membrane, il est impliqué dans la génération de potentiels
d’action et de l’activité rythmique (ou pace-maker) des cellules cardiaques par exemple.
•Mais c’est aussi le co-facteur de la plupart des enzymes de la cellule. Ainsi, il est à l’origine de la
contraction musculaire de part ses effets ‘ioniques’ et ‘biochimiques’ (voir schéma).
•Cette implication forte dans la signalisation cellulaire exige un contrôle strict de sa concentration
intracellulaire et ce malgré un fort gradient électrochimique en faveur d’une entrée dans les cellules
dans les conditions physiologiques. En effet, le Ca2+ est très concentré dans le milieu extracellulaire
(1 à 2mM) et très peu dans le cytosol (environ 100nM). On sait depuis plusieurs décennies qu’une
élévation exagérée de Ca2+ intracellulaire est à l’origine de la mort cellulaire par nécrose et/ou
apoptose.
•Il y a plusieurs voies permettant une augmentation de Ca2+ dans le cytosol et de le réguler (voir
schéma)

1-Voies d’entrée et de sortie de Ca2+ dans une cellule

Les acteurs de la signalisation calcique
Les voies d’augmentation de [Ca2+]i
•Canaux calciques dépendants du voltage : 4 principaux sous-types L,T,N,P essentiellement sur
les cellules excitables.
•Canaux calciques indépendants du voltage:
–Canaux type TRP (TRPC, TRPV,…)
–Canaux ouverts par les ligands (glutamate, acétylcholine, sérotonine, purines)
–Canaux ouverts par la libération de calcium des stocks intracellulaires ou ‘CRAC’
•Échangeur Na+/Ca2+ (plasmatique et mitochondrial)
•Canaux intracellulaires sensibles à l’IP3
•Canaux sensibles à la ryanodine
•
Pore de transition mitochondrial
•
Pore de transition mitochondrial
Les voies de diminution de [Ca2+]i
•Les pompes (ATPases)
–La pompe Ca2+-ATPase membranaire (PMCA)
–La pompe Ca2+-ATPase du reticulum sarcoplasmique/endoplasmique (SERCA)
–La pompe Ca2+-ATPase mitochondriale (mCA)
•Echangeur Na+/Ca2+ (plasmatique et mitochondrial)
•Uniporteur mitochondrial (mCU)
•Protéines complexant le calcium

2- Calcium et cellules excitables: rappels sur la contraction musculaire: couplage ‘excitation-
contraction’
Ca2+
Ca
2+
Ca2+
Ca
2+
Tubule T Jonction neuromusculaire
Récepteurs cholinergiques nicotiniques
Potentiel d’action nerveux
Potentiel d’action musculaire
Dépolarisation
Dépolarisation
Ouverture des canaux L
Réticulum sarcoplasmique
Ca2+ Ca2+ Ca2+
Ca
2+
Ca
2+
Glissement actine-myosine et contraction musculaire
Récepteurs ryanodine
Mécanisme de Ca2+-induced
Ca2+ release
Canaux L
Réticulum sarcoplasmique
Sarcomère
actine
myosine