Récepteurs membranaires

Signalisation neuronale:
Coordination et régulation
des voies métaboliques:
Système neuro-endocrinien
Neurotransmetteurs
↓
Récepteurs « proches »
Signalisation endocrine:
Hormones
↓
Récepteurs « distants »
Récepteurs
membranaires
Récepteurs
cytosoliques ou
nucléaires
Second(s)
messager(s)
Transcription de
gènes
Délai de réponse
court (minutes):
Délai de réponse
long (heures,
jours):
Qualité et quantité
d’enzymes
Quantité d’enzymes
Signalisation endocrine:
hormone:récepteur
Diversité des hormones:
de structure chimique, de synthèse, de localisation
subcellulaire du récepteur, de mode d’action…
Action endocrine-paracrine-autocrine
Hormones peptidiques:
Ex: insuline, glucagon, somatostatine, calcitonine, hormones de l’hypothalamus
(RF) et de l’hypophyse (SF)
Synthèse d’un précurseur inactif: la prohormone
Stockée dans les vésicules sécrétoires: protéolyse activatrice
Exocytose
Capillaires sanguins
Récepteurs membranaires
Catécholamines:
Adrénaline et noradrénaline:
neurotransmetteurs et hormones
Glande surrénale: médullaire
Vésicules sécrétoires
Exocytose
Capillaires sanguins
Récepteurs membranaires
Eicosanoïdes:
Prostaglandines (thromboxanes) et leucotriènes
Synthèse directement suivie de la sécrétion
Hormone paracrine
Récepteurs membranaires
Hormones stéroïdes:
Testicules, ovaires et cortex surrénalien
Circulation sanguine: protéine porteuse
Récepteurs nucléaires
Transcription
Cholestérol
↓
Pregnénolone
↓
Cortisol
(glucocorticoïde) ↓
Aldostérone
(minéralocorticoïde)
↓
Androstènedione
↓
Testostérone
Estradiol
(H. sexuelles)
Cortex de la glande surrénale:
Hormones thyroïdiennes:
Acide rétinoïque:
Prohormone: rétinol (stock
dans le foie)
↓
Circulation sanguine (RBP)
↓
Cellules:
synthèse d’acide rétinoïque
↓
hormone paracrine
(diffusion)
récepteurs nucléaires
Acide rétinoïque:
Prohormone: rétinol (stock
dans le foie)
↓
Circulation sanguine (RBP)
↓
Cellules:
synthèse d’acide rétinoïque
hormone intracrine!
récepteurs nucléaires
Oxyde nitrique (NO):
NO Synthase (n, e, i NOS)
↓
Hormone paracrine
(gaz diffusible)
↓
Récepteur cytosolique:
Guanylate cyclase soluble
↓
GTP → GMPc
Sang
NO = vasodilatateur
Contrôle de la sécrétion des hormones:
Senseurs externes et internes
intégration, décision
exécution
Division du travail: organes spécialisés
1. Foie:
Métabolisme du glucose
GLUT2
Glucokinase
Lipoprotéines
1. Foie:
Métabolisme des acides
aminés
11: jeûne prolongé: cycle
glucose-alanine
1. Foie:
Métabolisme des acides gras
5: jeûne prolongé
Foie:
Stock de Fer, de vitamine A
Détoxification (Cyt. P-450)
2. Tissus adipeux blanc et brun
Histologie, localisation, présence chez l’adulte
30-70µm
20-40µm
Tissu adipeux blanc:
Tissu adipeux brun:
Apparait au cours de la vie
15% du poids chez l’homme adulte
Disparait au cours de la vie
1% du poids chez le nouveau-né
TAG – acides gras - oxydation:
Production d’ATP (ATP synthase)
Production de chaleur (UCP)
Exportation d’acides gras notamment
vers les muscles < stock TAG
(adrénaline (+) et insuline (-))
Transformation du glucose en acides gras
et TAG (stock)
Acides gras < TAG des chylomicrons et VLDL
Production d’hormones (adipokines)
3. Muscles squelettiques:
Fibre musculaire type I
Fibre musculaire type II
Rouge (densité de capillaires +++)
Mitochondrie +++
Blanche (densité de capillaires +)
Mitochondrie +
Production d’ATP (contraction musculaire):
aérobie, chaîne respiratoire (O2)
anaérobie (lactate)
Contraction lente
Faible puissance
Grande endurance
contraction rapide
Forte puissance
Faible endurance
Efforts aérobies: long/résistance
Marathon
Efforts anaérobies: court/puissance
100m
Adaptation du % de fibres d’un muscle au type d’effort: (Nl: 50%-50%):
Marathonien: 80% de type I
sprinter 80% de type II
Substrats énergétiques:
ATP préexistant, phosphocréatine, glycogènes musculaire et hépatique (via le
glucose sanguin), acides gras (tissu adipeux) et corps cétoniques (foie)
Repos: acides gras et corps cétoniques
Activité légère et prolongée: idem + glycogène hépatique
Activité en puissance, brêve: ATP, phosphocréatine, glycogène musculaire
Adrénaline
Créatine phosphate:
10-30 mM
Production rapide, cytoplasmique d’ATP, au début de l’effort physique intense
Régénération du stock de créatine phosphate après l’effort
Catabolisée en créatinine, qui est éliminée par le rein
Récupération APRES l’effort:
Dette d’oxygène:
O2 pour synthèse hépatique d’ATP;
ATP pour gluconéogénèse < lactate;
Glucose sanguin pour régénérer le stock de
glycogène musculaire (cycle de Cori)
Couplage imparfait entre la lyse de l’ATP
et le travail de contraction musculaire →
chaleur
Fibre musculaire cardiaque:
Mitochondries ++++
Acides gras → chaîne respiratoire → O2,
ATP
Métabolisme aérobie exclusif et continu
O2 >< Infarctus du myocarde
3
4. Cerveau:
1. Neurones:
Glucose sanguin → glycolyse → cycle de Krebs → O2, ATP
Jeûne prolongé: acides gras (foie)→ corps cétoniques (β hydroxy butyrate) →
sang → neurones: O2, ATP
Famine: acides aminés → foie: glucose (gluconéogénèse) → sang → neurones:
O2, ATP
2. Astrocytes: acides gras → β-oxydation → O2, ATP
Cerveau:
Métabolisme exclusivement aérobie (O2)
Consomme 20% de l’O2 inhalé!
Très peu de glycogène
ATP: créer et maintenir une ∆ de potentiel
électrique membranaire
5. Importance du contrôle de la glycémie:
(Valeurs chez l’homme à jeun)
Régulation hormonale du métabolisme:
4 hormones:
Insuline: hyperglycémie
Glucagon: hypoglycémie
Adrénaline: préparation à l’action immédiate (« combat ou fuite »)
Cortisol: état de stress prolongé (douleur, anxiété, hypoglycémie, infection,…)
3 états:
État prandial et post-prandial
Etat de jeûne
Etat de jeûne prolongé
Etat post-prandial: insuline
État de jeûne : glucagon
(Acides gras)
Etat de jeûne prolongé
Foie
(Diabète décompensé)
Corps cétoniques: source d’énergie
pour le cerveau, le cœur et les
muscles en cas de jeûne prolongé
Stress aigu exigeant une activité musculaire imminente:
adrénaline et noradrénaline
Stress chronique provoquant la sécrétion de cortisol:
Anxiété, hypoglycémie, hémorragie, famine,…:
Cortex de la surrénale: corticostéroïde: cortisol (glucocorticoïde)
But: mobiliser les substrats énergétiques pour résister au stress
Cibles: foie:
muscles:
tissu adipeux:
gluconéogénèse (↑ PEP carboxykinase)
lyse des protéines (gluconéogénèse hépatique)
lyse des triacylglycérols (acides gras + glycérol)
Action au niveau de la transcription d’enzymes qui contrôlent ces voies
métaboliques (action lente)
Contrôle de la masse corporelle et de la prise de nourriture:
Obésité = problème de santé majeur dans nos sociétés
hommes (adulte et enfant) et animaux
Risques associés chez l’homme:
diabète de type 2, maladies cardiovasculaires (infarctus du myocarde et
cérébral), cancer du colon, de la prostate et du sein,…
Poids normal/surcharge pondérale/obésité:
Définitions chez l’homme:
BMI (Body Mass Index): Poids (kg)/{taille (m)}2
Homme:
Poids normal:
Surcharge pondérale:
Obésité:
BMI< 25
25 < BMI < 30
BMI > 30
Tissu adipeux = organe endocrine
Sécrétion d’hormones adipocytaires:
leptine, résistine, adiponectine, visfatine, TNF-α, IL-6,…
Autocrine, paracrine et/ou endocrine
Renseigne le SNC sur l’état des stocks de TAG dans le tissu adipeux
Leptine: 1994
Souris ob/ob et db/db: inactivation de la leptine ou de son récepteur
1
↓ appétit
2
La leptine renseigne le cerveau (hypothalamus: noyau arqué) sur les réserves du
tissu adipeux en TAG (nombre et taille des adipocytes/masse du TA)
1
hypothalamus
Lyse des TAG → acides gras → β-oxydation → cycle de Krebs → chaîne
respiratoire → gradient de protons → libération de chaleur (UCP: découplage)
2
Noyau arqué de l’hypothalamus
(adiponectin >< leptine)
Hormones peptidiques qui agissent au niveau du noyau arqué
de l’hypothalamus:
Leptine: < tissu adipeux: réserves de TAG du tissu adipeux (nombre et taille des
adipocytes), diminue l’appétit
Insuline: < pancréas:
glucose circulant et reflet des stocks de TAG (cf
leptine), diminue l’appétit
Ghréline: < estomac:
conc. élevée avant les repas, stimule l’appétit
PYY3-36: < colon:
conc. élevée après le repas, diminue l’appétit
Adiponectine: < tissu adipeux:
stimule l’appétit
Raison(s) d’être des mécanismes de contrôle de l’appétit et
du métabolisme par la leptine et l’adiponectine?
? Interférer avec le développement de l’obésité (tissu adipeux ↑): NON!
↑ leptine → ↓ appétit et ↑ dissipation d’énergie sous forme de chaleur
? Assurer la survie en cas de famine (tissu adipeux ↓): OUI!
↓ leptine
→ ↑ appétit et ↓ dissipation d’énergie sous forme de
chaleur
→ ↓ production T3 et T4 → ↓ métabolisme de base
→ ↓ production d’hormones sexuelles → ↓ reproduction
→ ↑ production de glucocorticoïdes (cortisol) ↑ substrats
énergétiques pour assurer la survie
→ ↓ activités physiques
↑ adiponectine → récepteur au niveau du foie, pancréas, tissu adipeux,
muscle, cerveau, cœur,…
→ activation de l’AMPK (AMP-activated protein Kinase)