E10 Cinétique récepteur-ligand

Topique

Le récepteur membranaire, du même type que ceux décrits précédemment pour les synapses chimiques, est activé par les neurotransmetteurs, les hormones ou les médicaments selon la loi d'action de masse : le ligand libre, qui peut être l'une de ces trois substances, se lie de manière réversible au récepteur membranaire libre pour former un complexe ligand-récepteur. La vitesse de formation et de dissociation de ce complexe dépend de deux constantes spécifiques au récepteur membranaire : une constante d'association et une constante de dissociation. Le rapport de ces deux constantes définit l'affinité du système, résumée par la constante de dissociation du récepteur membranaire.

À l'équilibre, la fraction de récepteurs membranaires occupés par le ligand suit une relation hyperbolique simple en fonction de la concentration du ligand libre : elle augmente rapidement aux faibles concentrations, puis se stabilise lorsque la quasi-totalité des récepteurs membranaires sont occupés. Cependant, lorsqu'une liaison coopérative se produit entre plusieurs sites du récepteur membranaire, cette relation cesse d'être hyperbolique et devient une relation de Hill sigmoïde, caractérisée par un coefficient de Hill spécifique au récepteur membranaire : plus ce coefficient est élevé, plus la transition entre les récepteurs membranaires vides et saturés est abrupte.

La conservation du nombre total de récepteurs assure la liaison entre les formes libre et liée du récepteur membranaire : la quantité de récepteur membranaire libre, additionnée à la quantité de récepteur membranaire lié au ligand, est toujours égale au nombre total de récepteurs membranaires disponibles.

De nombreux récepteurs membranaires passent également à un état désensibilisé après une exposition prolongée au ligand : bien que l'occupation du récepteur par le ligand se maintienne, la réponse générée par ce récepteur est réduite, précisément parce que le récepteur membranaire désensibilisé ne traduit plus son occupation en une réponse fonctionnelle complète.

Lorsque deux ligands sont en compétition pour le même site de liaison sur un récepteur membranaire, leurs cinétiques sont couplées par l'intermédiaire du récepteur membranaire libre qu'ils partagent : plus un type de ligand occupe le récepteur membranaire libre, moins ce dernier est disponible pour l'autre ligand. La réponse fonctionnelle résultant de cette compétition est résumée, dans chaque cas, par une courbe dose-réponse qui augmente avec la dose de ligand jusqu'à atteindre une valeur maximale, sans jamais la dépasser. En définitive, c'est ce même récepteur membranaire, avec son affinité, son potentiel de coopération, sa capacité de désensibilisation et son comportement en présence de ligands compétiteurs, qui détermine la réponse fonctionnelle finale aux neurotransmetteurs, aux hormones ou aux médicaments.

ID:4268