Cellules cibles: caractéristiques et exemple
Une cellule cible ou cellule cible est une cellule dans laquelle une hormone reconnaît son récepteur. En d'autres termes, un globule blanc possède des récepteurs spécifiques où les hormones peuvent se lier et exercer leur effet.
Nous pouvons utiliser l'analogie d'une conversation avec une autre personne. Lorsque nous voulons communiquer avec quelqu'un, notre objectif est de transmettre un message efficacement. La même chose peut être extrapolée aux cellules.
Lorsqu'une hormone circule dans le sang, ils trouvent plusieurs cellules au cours de leur voyage. Cependant, seules les cellules cibles peuvent "entendre" le message et l'interpréter. Comme elle possède des récepteurs spécifiques, la cellule cible peut répondre au message.
Définition des cellules cibles
En endocrinologie, une cellule cible est définie comme tout type de cellule possédant des récepteurs spécifiques pour reconnaître et interpréter le message des hormones.
Les hormones sont des messages chimiques synthétisés par les glandes, libérés dans le sang et produisant une réponse spécifique. Les hormones sont des molécules extrêmement importantes, car elles jouent un rôle crucial dans la régulation des réactions métaboliques.
Selon la nature de l'hormone, la manière de transmettre le message est différente. Celles qui sont de nature protéique ne sont pas capables de pénétrer dans la cellule, elles se lient donc à des récepteurs spécifiques situés sur la membrane de la cellule cible.
En revanche, les hormones de type lipidique peuvent traverser la membrane et exercer leur action à l'intérieur de la cellule, sur le matériel génétique.
Caractéristiques de l'interaction
La molécule qui agit comme un messager chimique est couplée à son récepteur de la même manière qu'une enzyme agit sur son substrat, selon le modèle de la clé et du verrou.
La molécule signal ressemble à un ligand, car elle se lie à une autre molécule, généralement plus grosse.
Dans la plupart des cas, la liaison du ligand provoque un changement de conformation de la protéine du récepteur qui active directement le récepteur. À son tour, ce changement permet une interaction avec d'autres molécules. Dans d'autres scénarios, la réponse est immédiate.
La majorité des récepteurs de signaux sont situés au niveau de la membrane plasmique de la cellule cible, bien qu’il en existe d’autres à l’intérieur des cellules.
Signalisation cellulaire
Les cellules cibles sont un élément clé des processus de signalisation cellulaire, car elles sont responsables de la détection de la molécule messagère. Earl Sutherland a élucidé ce processus et ses recherches ont reçu le prix Nobel en 1971.
Ce groupe de chercheurs a réussi à souligner les trois étapes de la communication cellulaire: la réception, la transduction et la réponse.
La réception
Au cours de la première étape se produit la détection de la cellule cible de la molécule de signal, qui vient de l'extérieur de la cellule. Ainsi, le signal chimique est détecté lorsque la liaison du messager chimique à la protéine récepteur se produit, à la surface de la cellule ou à l'intérieur de la cellule.
Transduction
La liaison du messager et de la protéine réceptrice modifie la configuration de celle-ci, amorçant ainsi le processus de transduction. Dans cette étape, la conversion du signal en une forme capable de provoquer une réponse se produit.
Il peut contenir une seule étape ou englober une séquence de réactions appelée voie de transduction du signal. De la même manière, les molécules impliquées dans la voie sont appelées molécules transmissives.
Répondre
La dernière étape de la signalisation cellulaire consiste en l’origine de la réponse, grâce au signal transduit. La réponse peut être de tout type, y compris la catalyse enzymatique, l'organisation du cytosquelette ou l'activation de certains gènes.
Facteurs qui affectent la réponse des cellules
Plusieurs facteurs affectent la réponse des cellules avant la présence de l'hormone. Logiquement, l'un des aspects est lié à l'hormone en soi.
La sécrétion de l'hormone, la quantité dans laquelle elle est sécrétée et sa proximité avec la cellule cible sont des facteurs qui modulent la réponse.
De plus, le nombre, le niveau de saturation et l'activité des récepteurs affectent également la réponse.
Exemple
En général, la molécule signal exerce son action en se liant à une protéine réceptrice et induit un changement de forme. Pour illustrer le rôle des cellules cibles, nous utiliserons l'exemple de la recherche de Sutherland et de ses collègues de l'Université Vanderbilt.
Dégradation de l'épinéphrine et du glycogène
Ces chercheurs ont cherché à comprendre le mécanisme par lequel l'épinéphrine, une hormone animale, favorise la dégradation du glycogène (un polysaccharide dont la fonction est de stocker) au sein des cellules du foie et des cellules du tissu musculaire squelettique.
Dans ce contexte, la dégradation du glycogène libère du glucose 1-phosphate, qui est ensuite converti par la cellule en un autre métabolite, le glucose 6-phosphate. Par la suite, certaines cellules (par exemple une cellule du foie) peuvent utiliser le composé, qui est un intermédiaire dans la voie glycolytique.
De plus, le phosphate du composé peut être éliminé et le glucose peut jouer son rôle de carburant cellulaire. L'un des effets de l'épinéphrine est la mobilisation des réserves de carburant, lorsqu'elles sont sécrétées par la glande surrénale lors d'efforts physiques et mentaux de l'organisme.
L’épinéphrine parvient à activer la dégradation du glycogène, car elle active une enzyme présente dans le compartiment cytosolique de la cellule cible: la glycogène phosphorylase.
Mécanisme d'action
Les expériences de Sutherland ont abouti à deux conclusions très importantes concernant le processus mentionné ci-dessus. Premièrement, l'épinéphrine n'interagit pas uniquement avec l'enzyme responsable de la dégradation, il existe d'autres mécanismes intermédiaires ou étapes impliqués dans la cellule.
Deuxièmement, la membrane plasmique joue un rôle dans la transmission du signal. Ainsi, le processus s'effectue dans les trois étapes de la signalisation: réception, transduction et réponse.
La liaison de l'épinéphrine à une protéine réceptrice située dans la membrane plasmique de la cellule hépatique entraîne l'activation de l'enzyme.
