Récepteurs de canaux ioniques

Récepteurs des canaux ioniques : Définition du canal ionique biologie

Lescanaux ioniques sont des protéines de canal intégrées à la membrane plasmique. Ces canaux ioniques facilitent le mouvement des ions à travers la membrane en agissant comme des canaux à portes qui s'ouvrent et se ferment en réponse à certains stimuli. Ces stimuli sont généralement de nature chimique ou électrique.

Récepteurs de canaux ioniques : Qu'est-ce que la signalisation cellulaire ?

La signalisation La signalisation cellulaire est le processus par lequel une cellule répond aux messages de son environnement extérieur par l'intermédiaire de récepteurs protéiques. Le processus de signalisation cellulaire est initié lorsqu'une molécule de signalisation appelée ligand se lie à un récepteur protéique présent à l'intérieur ou à la surface de la cellule cible. La signalisation cellulaire entraîne le déclenchement d'une fonction cellulaire spécifique, telle que la division ou la mort cellulaire.

Il existe deux types généraux de récepteurs cellulaires : les récepteurs internes et les récepteurs à la surface des cellules.

• Lesrécepteurs internes (également appelés récepteurs cytoplasmiques ou intracellulaires) se trouvent dans le cytoplasme. Les récepteurs internes fixent des ligands hydrophobes (ou non polaires) tels que les hormones stéroïdiennes. Contrairement aux récepteurs de la surface cellulaire, les récepteurs internes peuvent traverser la membrane plasmique.

• Lesrécepteurs de la surface cellulaire - y compris lesrécepteurs liés aux canaux ioniques - s'étendent sur la membrane plasmique, de sorte que chaque récepteur possède des régions extracellulaires, transmembranaires et cytoplasmiques ou intracellulaires. Contrairement aux récepteurs internes, les récepteurs de la surface cellulaire liés à un ligand n'ont pas besoin de pénétrer dans la cellule. Au lieu de cela, leurs signaux extracellulaires doivent être convertis en signaux intracellulaires dans un processus appelé transduction du signal.

Quelle est la définition des récepteurs liés aux canaux ioniques en biologie ?

Les récepteursliés aux canaux ion iquessont un type de récepteurs à la surface des cellules qui, après avoirfixé un ligand, changent de forme de manière à former un canal à travers la membrane plasmique, permettant à des ions spécifiques de passer ( figure 1).

Figure 1. Lorsqu'un ligand se lie à un récepteur de canal lié aux ions, les protéines du canal changent de forme, ce qui permet aux ions de passer.

Les récepteurs liés à un canal ionique ont une grande zone d'extension de la membrane qui leur permet de créer un canal. La plupart des acides aminés de la région d'extension de la membrane sont hydrophobes, ce qui leur permet d'interagir avec les queues d'acides gras des phospholipides qui constituent le centre de la membrane plasmique. En revanche, les acides aminés qui tapissent l'intérieur du canal ont tendance à être hydrophiles et polaires, ce qui permet à l'eau ou aux ions de passer.

Le passage des canaux ioniques peut être subdivisé en deux catégories générales basées sur le stimulus déclencheur : la liaison du ligand et la tension de la membrane.

Quel est le mécanisme à l'origine de l'ouverture et de la fermeture des récepteurs des canaux ioniques ligandés et voltage-gated ?

Lorsqu'un ligand se lie à la zone extracellulaire du récepteur du canal ionique ligand-gated, la protéine du canal utilise le travail mécanique pour reconfigurer sa structure, ce qui lui permet de passer d'un état ouvert à un état fermé, autorisant ou bloquant ainsi le mouvement d'ions comme le Na+ ou le Ca2+.

Contrairement aux canaux à ligands, les canaux à tension (également connus sous le nom de canaux ioniques dépendants de la tension) s'ouvrent ou se ferment en réponse à la tension de la membrane. Les canaux ioniques à tension possèdent une région "capteur de tension" intégrée à la membrane dans chacune de leurs sous-unités. Un capteur de tension a la capacité de convertir l'énergie stockée dans le champ électrique de la membrane en énergie mécanique pour passer de l'état ouvert à l'état fermé.

La distinction entre les canaux ioniques à ligands et les canaux ioniques à tension se résume au type d'interaction entre le domaine d'entrée et le domaine de pore : électromécanique (à tension) ou chimiomécanique (à ligands).

Récepteurs liés aux canaux ioniques exemple 1 : canaux ioniques sodiques et calciques gérés par le ligand et gérés par le voltage

Les canauxioniques sodiques (Na+) et calciques (Ca2+) font partied'une famille de canaux ioniques appelés canaux cationiques tétramériques.

Lescanaux cationiques tétramériques ont quatre régions qui s'étendent sur la membrane et qui entourent un canal central sélectif pour certains cations. On pense que lasélectivité des cations estune propriété intrinsèque de la structure du "pore". Cette sélectivité est due à des acides aminés chargés qui tapissent le pore du canal, lequel peut alors servir de capteur de tension pour les changements de tension de la membrane. Comme les domaines de passage sont attachés au pore, les canaux cationiques tétramériques sont dotés de la capacité de "passage".

Dans les cellules nerveuses, musculaires et autres cellules électriquement excitables, lescanaux sodiques voltage-gated s'ouvrent lorsque le potentiel de la membrane dans leur environnement se dépolarise, permettant le flux d'ions sodium positifs dans la cellule, dans la direction du gradient électrochimique (c'est-à-dire, de la région de concentration de soluté et d'énergie la plus élevée à la plus basse). Le signal électrique transmis par ce processus peut se traduire par un potentiel d'action qui se transforme ensuite en une réponse cellulaire telle que la libération de neurotransmetteurs. En quelques millisecondes, ces canaux sodiques s'inactivent, rétablissant la conductance du sodium à des niveaux proches de la ligne de base.

Les canaux sodiques voltage-dépendants ont deux portes : une porte d'activation qui dépend du voltage et une porte d'inactivation qui dépend du temps.

• Lorsque la porte d'activation s'ouvre, les ions sodium peuvent entrer et dépolariser la cellule. Quel que soit l'état de la porte d'activation, lorsque la porte d'inactivation se ferme, l'afflux d'ions sodium s'arrête.

• Ces deux portes fonctionnent ensemble pour assurer le contrôle de la dépolarisation : après quelques millisecondes, les canaux sodiques voltage-gated s'inactivent, stoppant le flux de sodium même si la stimulation persiste. Le canal restera fermé jusqu'à ce que la cellule se repolarise à une tension seuil qui varie selon le type de cellule.

De même, de nombreux types de cellules excitables activent des canaux calciques voltage-gated, qui transportent le calcium dans les cellules, initiant un large éventail de fonctions physiologiques telles que la contraction, la neurotransmission, la sécrétion et la transcription des gènes. Les courants calciques ont été détectés pour la première fois dans le muscle cardiaque, où la dépolarisation a tendance à activer les canaux calciques sélectifs à tension. Cela explique pourquoi les bloqueurs de canaux calciques classiques sont généralement utilisés pour traiter les problèmes cardiovasculaires tels que l'arythmie cardiaque et l'hypertension.

Récepteurs liés aux canaux ioniquesexemple 2 : récepteurs et sens du goût chez l'homme

Chez les mammifères, les cellules réceptrices responsables du sens du goût sont essentiellement des cellules épithéliales modifiées qui sont organisées en bourgeons gustatifs disséminés sur la langue et dans la bouche. Il s'avère que les cinq types de goûts (amer, salé, sucré, acide, umami) ont des récepteurs correspondants à la surface des cellules. Chaque récepteur répond à un stimulus spécifique appelé agent gustatif. Les cinq goûts sont transmis par divers mécanismes qui reflètent la composition moléculaire de l'agent gustatif.

Lesgoûts sucré, umami et amer nécessitent chacun un ou plusieurs gènes codant pour des récepteurs couplés aux protéines G (RCPG).

En revanche, les récepteurs des canaux ioniques du goût acide appartiennent à la famille des protéines thermoréceptrices (TRP). Les protéines TRP du récepteur aigre forment un canal ionique dans la membrane plasmique de la cellule gustative. Lorsqu'un acide ou une autre substance au goût aigre se lie au récepteur, le canal ionique change de forme et les concentrations d'ions hydrogène (H+) dans les cellules gustatives augmentent, ce qui les dépolarise et les excite.

Et comme on pouvait s'y attendre, le récepteur des substances gustatives salées s'avère être un canal sodique qui détecte les sels de sodium tels que le chlorure de sodium (également connu sous le nom de sel de table).