Transduction : activation des récepteurs
Vue d'ensemble et couplage direct avec un canal ionique
- Transduction
La transduction est le mécanisme par lequel l'activation d'un récepteur par son ligand produit un effet biologique.
Vue d'ensemble
Un récepteur biologique est une structure qui possède :
- une fonction réceptrice par la reconnaissance d'un messager chimique,
- une fonction effectrice qui initie la production d'un processus biologique contenu dans le message.
Cette transmission ne peut être qu'électrique, c'est-à-dire que le signal reçu, quel qu'il soit, doit être générateur de variations de courants ioniques au niveau membranaire.
La modification de la perméabilité de la membrane plasmique à certains ions provoque un changement local du potentiel de repos de la cellule et provoque :
- soit un potentiel
gradué, modification locale et brève (dépolarisante
ou hyperpolarisante) du potentiel membranaire, dans une cellule sensorielle
par exemple (
transduction sensorielle), qui est appelé potentiel récepteur, - soit un vrai potentiel d'action qui se propage de neurone en neurone jusqu'aux cellules-cibles.
La transduction est définie comme la transformation dans une cellule d'une énergie quelconque en courants ioniques, donc en énergie électrique.
Cette modification membranaire, i.e. mouvements ioniques, est possible
grâce à plusieurs mécanismes (les voies de transduction) :
- par couplage direct avec un canal ionique comme dans les récepteurs ionotropes,
C'est, en général, le cas des mécanorécepteurs et des thermorécepteurs par exemple.
- par des couplages indirects comme :
- certains types de canaux ioniques (canaux potassium en particulier), dits dépendants des ions calcium,
- des récepteurs métabotropes couplés à une protéine-G par exemple.
- par une combinaison de plusieurs mécanismes.
Les transductions sensorielles sont traitées dans des chapitres spéciaux.
Couplage direct avec un canal ionique
Les canaux ioniques sont des protéines transmembranaires (polytopiques) qui forment une sorte de pore et qui permettent le passage d'ions au travers de la membrane, d'un côté ou de l'autre.
Certains canaux sont dits :
- dépendants du voltage (ou électrorécepteurs) : ils possèdent une porte qui détecte les différences de potentiel.
C'est le cas des récepteurs sodium, potassium ou calcium par exemple.
- dépendants du ligand : la fixation du ligand (agoniste ou antagoniste) sur les récepteurs ionotropes (dirigés vers le flux ionique) provoque un changement de conformation qui ouvre ou ferme le canal. Ces canaux sont récepteurs et effecteurs : on les appelle récepteurs directement liés à un canal ionique.
Les récepteurs à un neurotransmetteur sont :
- le récepteur nicotinique à l'acétylcholine (Na+, K+), les récepteurs au glutamate de type NMDA (Ca++ surtout, Na+, K+) et de type AMPA et kainate (Na+, K)…
- les récepteurs GABA-A et à la glycine (Cl-).
Un récepteur essentiel est celui de l'inositol 1,4,5 triphosphate (IP3) de la membrane du réticulum endoplasmique qui est couplé avec le canal calcium.
Couplages indirects
TransductionTransduction sensorielle