Par Bert Markgraf Mis à jour le 30 août 2022
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Dans les organismes multicellulaires, chaque cellule doit remplir un rôle spécialisé et se coordonner avec ses voisines. Cette coordination est réalisée grâce à la signalisation cellulaire :des messages chimiques qui peuvent agir localement ou systémiquement.
Un événement de signalisation typique suit quatre étapes :1) l'émetteur libère un signal chimique ; 2) le signal se lie aux récepteurs à la surface de la cellule cible ; 3) le signal est transduit à l’intérieur de la cellule; et 4) la cellule cible modifie son comportement.
Bien que toutes les voies de signalisation partagent ce processus central, elles diffèrent par leur vitesse et leur portée. Les neurones transmettent des signaux presque instantanément sur de courtes distances, tandis que les hormones endocriniennes voyagent plus lentement dans la circulation sanguine pour affecter les tissus distants.
Les cellules choisissent un mode de signalisation en fonction de la cible et de la vitesse requise. Les quatre mécanismes principaux sont :
La signalisation paracrine est un système de communication local. Une cellule libère une molécule de signalisation qui se diffuse dans l'environnement tissulaire immédiat, affectant uniquement les cellules possédant des récepteurs spécifiques pour cette molécule.
Étant donné que le produit chimique est instable sur de longues distances, les signaux paracrines sont idéaux pour coordonner des activités telles que le renouvellement des cellules cutanées, la contraction musculaire et les réponses immunitaires locales.
Dans la signalisation autocrine, une cellule libère un produit chimique qui se lie aux récepteurs situés sur sa propre surface, se stimulant essentiellement. Cette boucle d'auto-rétroaction est cruciale au cours du développement embryonnaire et de la différenciation cellulaire, et elle peut être détournée dans certains cancers pour entraîner une croissance incontrôlée.
Les hormones endocriniennes sont des molécules stables qui pénètrent dans la circulation sanguine et se déplacent vers des tissus distants. Par exemple, l'adrénaline libérée par la glande surrénale inonde le sang, déclenchant une augmentation de la fréquence cardiaque, une vasoconstriction et l'activation des glandes sudoripares, préparant ainsi le corps au combat ou à la fuite.
Les synapses sont des structures spécialisées qui rapprochent deux cellules, souvent presque en les touchant. Cet arrangement permet aux neurotransmetteurs d'être libérés dans une minuscule fente synaptique et d'être rapidement absorbés par les récepteurs de la cellule partenaire, permettant ainsi une communication rapide et répétée essentielle aux réseaux neuronaux.
Quel que soit le mode de signalisation, la réception commence lorsque les récepteurs de surface de la cellule cible se lient au signal chimique. Cette liaison déclenche une cascade intracellulaire (transduction du signal) qui modifie finalement le comportement de la cellule.
La transduction du signal culmine souvent dans le noyau, où elle module l’expression des gènes. En activant ou désactivant des gènes spécifiques, la cellule peut croître, se diviser, produire des protéines, modifier son métabolisme ou subir l'apoptose, tout cela en réponse au signal reçu.
Le cycle continu de libération, de réception, de transduction et de changement de comportement des signaux maintient le fonctionnement cohérent des organismes multicellulaires.
