– UE 7: Sciences biologiques –

2016-2017
Physiologie
Système végétatif
– UE 7: Sciences biologiques –
Semaine : n°18 (du 06/02/17 au
10/02/17)
Date : 10/02/2017
Heure : de 14h00 à
14h40
Binôme : n°29
Professeur : Pr. Duriez
Correcteur : n°58
Remarques du professeur
/
PLAN DU COURS
I)
La phospholipase
A)
Substrats
B)
Mode d'action
II)
Les récepteurs muscariniques
A)
Généralités
B)
Répartition des récepteurs
III)
Les récepteurs adrénergiques
A)
1)
Alpha 1
2)
Alpha 2
B)
IV)
Les récepteurs alpha adrénergiques
Les récepteurs beta adrénergiques
1)
Beta 1
2)
Beta 2
3)
Beta 3
Effets des systèmes sympathique et parasympathique
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2016-2017
A)
Oeil
B)
Cœur
C)
Autres organes
D)
Muscles bronchiques
E)
Tube digestif
F)
Vésicule biliaire
G)
Muscles squelettiques
H)
Foie
I)
Pancréas
V)
Résumé : en cas de stress
VI)
Médicaments
Physiologie
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I)
Physiologie
La phospholipase C
La phosphlipase C (PLC) est ancrée dans la membrane sur laquelle certaines protéines G vont pouvoir
agir. La PLC est donc ancrée dans la membrane à proximité des récepteurs metabotropique et des
récepteurs à portéine G dont la protéine GqG11.
A)
Substrat
Quels est sont substrat ?
C'est le PIP2 phosphatidyl inositol biphopshate ancré dans la membrane. Il est constitué de trois
fonctions phosphate :
–
une qui sert d'estérification sur le glycérol
–
deux sur la molécule d'inositol
Quand la PLC est activée par la prot Gq la phospholipase va hydrolyser la liaison pour donner deux
seconds messagers :
–
le diacylglycérol DAG
–
l'inositol triphosphate IP3
Ces deux molécules sont actives : deux seconds messagers sont formés.
B)
Mode d'action
Comment vont agir ces molécules ?
On a donc le récepteur métabotropique, le ligand qui est :
–
l'acétylcholine qui agit sur les récepteurs muscariniques
–
adrénaline et noradrénaline sur les récepteurs adrénégeriques
qui vont se fixer sur un récepteur associé à protéine Gq/11 qui va activer la phospholipase C qui va
découper le PIP2 pour donner :
–
une molécule de DAG
–
et une molécule d'IP3
La molécule de DAG reste dans la membrane pour activer une protéine kinase C (PKC) qui est elle
aussi dans la membrane. Une protéine kinase phosphoryle des protéines : ici la PKC va activer des
systèmes enzymatiques qui vont modifier le fonctionnement de la cellule. Le DAG permet la
phopshorylation de protéines (il y a différents types de PKC qui sont différentes selon les cellules dans
leurs fonctions mais elles phosphorylent toutes des protéines pour les rendre actives. On a aussi des
phénomène retentissant dans le cytoplasme et dans le noyau de la cellule : activation et répression de
gènes).
L'hydrolyse du PIP2 libère aussi une molécule d'IP3 : une petite molécule hydrophile qui va être libérée
dans le cytoplasme et va pouvoir interagir avec une structure intracellulaire : le RE (reticulum
endoplasmique). Le RE est une vésicule avec une membrane et à l'intérieur de cette vésicule il a une
quantité très importante de calcium : dans le cytoplasme 10-8 ou 10-7 M alors que dans le RE 10-3 :
gradient de concentration. Des récepteurs canaux vont reconnaître de l'IP3 : quand il y a reconnaissance
de l'IP3 il y a ouverture du canal et grâce au gradient de concentration il y a libération de calcium du RE
vers le cytoplasme. Le Ca2+ peut interagir avec des calmoduline mais aussi système d'actine/myosine
pour la contraction des cellules musculaires mais c'est aussi un cofacteur pour des réactions
enzymatiques.
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Physiologie
On va voir une autre voie d'activation de cellules par récepteur métabotropique par récepteurs
adrénergiques et muscariniques.
II)
Les récepteurs muscariniques :
A)
Généralités
Le récepteur muscarinique est une protéine qui traverse 7 fois la membrane, et est composée de 400 à
450 AA. Il y a différentes types de protéines, et chaque protéine est codée par un gène différent.
Ces récepteurs muscariniques sont présents sur différents organes : chaque organe n'a pas le même type
de récepteur. (retenir pour le cœur). Au niveau du cœur ce sont des récepteurs muscariniques de type M2.
Quand ils sont stimulés il va y avoir des effets différents car ils sont couplés à des systèmes
enzymatiques différents :
–
récepteur M1 couplé à protéine Gq/11 : donc quand ils sont activés par l'acétylcholine, ce type de
protéine G est associé à la phospholipase C (donc DAG et IP3)
–
récepteur M2 en particulier présent dans le cœur, il est associé à une protéine Gi inhibitrice (est
associée à l'adénylate cyclase et inhibe l'activité de l'adénylate cyclase) quand de l'acétylcholine
s'y fixe on a inhibition de l'adénylate cyclase et donc moins d'AMPc dans la cellule et cela
signifie que le signal diminue : le rythme et la fréquence cardiaques diminuent.
B)
Répartition des récepteurs :
M2 cœur
M1 : ganglions
M3 cellules musculaires lisses, glandes sécrétoires
–
–
–
Ce récepteur M2 dans le cœur est présent au niveau :
–
des oreillettes au niveau du nœud sinusal : impose le rythme cardiaque
–
à la jonction des oreillettes avec le ventricule : module la conduction de l'onde électrique
–
faiblement dans les ventricules
Ces récepteurs M2 interviennent donc dans le fonctionnement du cœur.
III)
Les récepteurs adrénergiques
Ceux sont des récepteurs qui vont reconnaître l'adrénaline mais aussi la noradrénaline.
A)
1)
Les récepteurs alpha adrénergiques:
Alpha 1
On a d'abord les récepteurs alpha 1 qui sont classés en sous catégories :
–
1A
–
1B
–
1D
D'un point de vue pharmacologique on a constaté que l'adrénaline et la noradrénaline ont la même
efficacité sur ce type de récepteurs alpha 1 (même potentiel d'activation des récepteurs alpha).
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Physiologie
Après à l'aide de la biologie cellulaire on a vu q'ils étaient couplé à des protéines Gq/11, donc des
protéines qui fonctionnent avec la phospholipase C (formation de DAG et d'IP3). L'IP3 permet la
libération de calcium par le RE : impliqués dans des phénomènes de constriction sur les vaisseaux.
L'activation de ces récepteurs provoque une vasoconstriction (contraction des cellules diminuant le
diamètre des vaisseaux).
On connait les gènes.
2)
Alpha 2
D'un point de vue pharmacologique on a découvert que l'adrénaline est plus efficace que la
noradrénaline. Cela a permis de séparer les alpha 1 des alpha 2.
On s'est rendu compte qu'ils étaient couplés à des protéines Gi inhibitrices : on diminue donc l'activité
de l'adénylate cyclase dans les cellules donc cela a pour effet de diminuer les concentrations d'AMPc et
de ralentir le fonctionnement de la cellule.
On connait les gènes.
B)
Les récepteurs beta adrénergiques
Ils ont été mis en évidence il y a plus de 40 ans : la noradrénaline est plus efficace que l'adrénaline.
Ex : 10-7 mole de noradrénaline ont un effet alors qu'il faut 10-6 mole d'adrénaline pour avoir le même
effet (10 fois plus).
Les récepteurs beta 1, 2 et 3 sont stimulés par des protéines G de type Gs : stimulation de l'adénylate
cyclase donc augmentation de la concentration d'AMPc dans le cœur.
Les gènes sont aussi connu maintenant.
1)
Beta 1 :
Ceux sont les plus nombreux dans le cœur (on a un peu de beta 2 mais c'est essentiellement beta 1).
Ils sont présents dans la zone du coeur qui gouverne la fréquence cardiaque.
Quand on stimule beta 1, on stimule d'adénylate cyclase et on augmente la quantité d'AMPc dans la zone
du cœur qui accélère la fréquence cardiaque (effet opposés de l'acétylcholine : Gi qui diminue l'APMc et
ralentit le cœur).
2)
beta 2
Au niveau des bronches
3)
beta 3 :
Présents dans le tissu adipeux, sont impliqués dans la lipolyse.
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IV)
Physiologie
Répartition des récepteurs
Alpha 1
cellules musculaires vasculaires
provoquent la contraction +++ (il
y a des médicaments qui agissent
sur le récepteur alpha).
cellules musculaire lisses de
l'intestin
alpha 1 provoque une relaxation.
Quand on est stressé on libère de
l'adrénaline dans le sang et va
ralentir la digestion car on
diminue la contraction des
cellules du tube digestif, quand
on est stresser l'incompétent est
de se sauver et non de digérer.
Alpha 2
régulations plus complexes
Beta 1
coeur
à la fois dans les structures qui
provoquent la stimulation
électrique et régulent la vitesse de
propagation de la vitesse de
l'onde électrique dans le cœur
mais aussi dans toutes les cellules
cardiaques contractiles .
Augmente la force de contraction
cardiaque
juxta-glomérulaire
vont libérer de la rénine dans le
sang et la rénine va intervenir
dans la régulation de la pression
artérielle
Beta 2
cellules musculaires lisses et
notamment au niveau des
bronches
Beta 3
tissu adipeux
V)
permet la lipolyse : libération
d'AG à partir du TA. Les AG vont
aller dans le sang et être captés
par des organes (notamment le
cœur) pour produire de l'nrj par
beta oxydation
Effets des systèmes sympathique et parasympathique
Les systèmes sympathique et parasympathique ont des effets opposés sur les organes.
A)
–
–
Au niveau de l'oeil :
la stimulation du système sympathique va provoquer la contraction du muscle radiale au niveau
de l'iris et cela va provoquer une dilatation de la pupille (une mydriase).
Le système parasympathique/cholinergique va provoquer la contraction du sphincter de l'iris et
provoquer une myosis (réduction du diamètre de la pupille).
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B)
Physiologie
Au niveau du cœur :
On a des effets totalement opposés :
–
nœud sinusal :
–
système sympathique accélère
–
le système parasympathique le ralentit (cœur dans le corps 60 battements par minutes
alors que quand il n'est plus dans le corps 100 battements par min, cela est du aux effets
–
oreillette :
–
sympathique : augmente la contractilité,
–
parasympathique diminue la contractilité
–
noeuf auriculo-ventriculaire :
–
sympathique : accélère la vitesse de conduction
–
parasympathique : diminue la vitesse de conduction
–
système His Purkinje :
–
sympathique augmente la vitesse de conduction
–
ventricule : sympathique augmente
C)
–
–
Autres organes :
artérioles : sympathique provoque une vasoconstriction, et parasympathique une vasodilatation
muscles squelettiques : sympathique : constriction et pour le parasympathique c'est l'inverse
En générale le parasympathique a un effet de dilatation au niveau des vaisseaux alors que le
sympathique a un effet de constriction.
Au niveau des viscères les effets sont complexes avec une opposition.Le système sympathique ralentit le
fonctionnement alors que le système parasympahtique accélères, avec des actions sur les vaisseaux.
D)
–
–
Muscles bronchiques :
parasympathique entraine une broncho-constriction
sympathique provoque la relaxation des bronches.
On vient de voir que le sympathique accélère le rythme cardiaque (stress), donc on envoie d'avantage de
sang dans les muscles pour qu'ils fonctionnent d'avantage. Les muscles ont aussi besoin d'oxygène qui
vient de la respiration, des poumons, donc il faut que l'apport soit augmenté, et cela se fait en provoquant
une relaxation des bronches et on augmente la capacité d'oxygénation.
E)
Au niveau du tube digestif :
On a des oppositions systématiques entre le sympathique et le parasympathique :
–
sympathique : diminue l'activité du TD, et donc diminue la contraction de tous les muscles lisses
qui constituent le TD (la digestion consomme énormément de sang donc ici mise en repose et le
sang part pour les muscles).
–
Parasympathique: contraction du TD et relaxation des sphincters pour faire passer le bol
alimentaire (augmentation de l'act des muscles lisses)
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F)
Physiologie
Vésicule biliaire :
Elle se remplit de bile au moment d'un repas, puis contraction pour expulser la bile vers l'intestin grêle et
cette bile permet d'émulsifier les lipides et la digestion des graisses :
–
stimulation par de système parasympathique : contraction de la vésicule biliaire, cela facilite la
digestion
–
quand on a un stress, stimulation adrénergique, relaxation de la vésicule biliaire et donc pas
d'expédition de la bile dans le TD
G)
Muscles squelettiques :
La stimulation par les sytème sympathique (stress) provoque la glycogénolyse : on a une petite réserve
de glucose sous forme de glycogène au niveau des muscles squelettiques. Ce glc est utilisé par le muscle
pour se contracter : facilite l'effort.
Au repos : système parasympathique et pas de glycogénolyse.
H)
au niveau du foie :
On a la même chose au niveau du foie : en cas de stress on a activation de glycogénolyse et donc
libération de glc dans le sang. Quand il y a une très forte stimulation du parasympathique on peut
déclencher une glygénolyse
I)
–
–
Pancréas :
exocrine : fabrique des enzymes qui permettent la digestion, comme l'amylase qui permet de
digérer l'amidon, une lipase qui permet de digérer les lipides. Entre les repas, la stimulation
adrénergique diminue la sécrétion de ces enzymes.
Endocrine : au niveau des ilots beta on a des effets avec une augmentation de sécrétion d'insuline
lors d'une stimulation adrénergique : quand les cellules musculaires doivent faire un efforts il y a
plus de consommation de glc donc on facilite l'entrée de glc par sécrétion d'insuline.
Le système sympathique est le système de l'effort, du stress, et le système parasympathique est celui
du repos.
VI)
Résumé: en cas de stress
En cas de stress on a libération d'adrénaline et de noradrénaline, elles vont :
–
augmenter la glycogénolyse au niveau du foie donc plus de glc pour un effort musculaire.
–
Au niveau du TA, la stimulation adrénergique provoque la lipolyse, donc on a une libération d'AG
dans le sang qui vont être consommés dans le cœur par beta oxydation pour produire de l'énergie.
–
Au niveau des muscles striés on a glycogénolyse pour pouvoir faire un effort supplémentaire,
mais on a aussi une entrée de potassium dans la cellules pour avoir une meilleure activité du
muscle.
–
Dans les vaisseaux qui entourent le TD il y a bcp de sang, donc lors d'un stress la digestion
s'arrête et le sang est récupéré et va partir vers les vaisseaux des muscles striés pour qu'ils soient
mieux irrigués et apporter plus d'oxygènes.
–
Augmentation de la fréquence et du débit cardiaque,
–
mais aussi augmentation de la ventilation pulmonaire avec une bronchodilatation
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VII)
Physiologie
Médicaments
Il existent de nombreux médicaments : tous les médicaments qui intervient au niveau de l'acétylcholine et
tous les médicaments qui agissent au niveau des catécholamines.
–
beta 1 stimulant : augmentent la fréquence cardiaque
–
beta bloquants : diminuent la pression artérielle, diminuent le travail du cœur : ils sont utilisés
pour soulager une insuffisance cardiaque ou après un IDM (infarctus du myocarde).
Si on veut une action beta 1 bloquant au niveau du cœur : quand on a un beta bloquant on agit sur
d'autres récepteurs, léger effet au niveau des beta 2 : bronchoconstriction (à éviter en cas de BPCO et
asthmatiques).
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