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La cellule musculaire lisse vasculaire (CMLV)
B- Mécanisme de la relaxation/contraction de la CMLV


L’état de contraction des CML dépend de la concentration en Ca2+ cytoplasmique et de la sensibilité de l’appareil contractile au calcium. La CML doit être capable d’augmenter la concentration de Ca2+ rapidement, et de la diminuer tout aussi rapidement. Il s’avère que la concentration de Ca2+ cytoplasmique est plus faible que la concentration extracellulaire et que la concentration à l’intérieur des stocks intracellulaires (majoritairement le réticulum sarcoplasmique). La hausse du taux de Ca2+ va donc être un phénomène plutôt passif alors que la baisse va demander une dépense d’énergie.


1) Homéostasie du calcium intracellulaire : état basal

Dans les CML la concentration cytoplasmique en Ca2+ est d’environ 0,1 µM alors que pour le compartiment extracellulaire elle avoisine 1 à 2 mM (Bolton 1979 ; Marin, 1993) et 10 à 15 mM pour le réticulum sarcoplasmique (Chapman et Tunstall, 1987 ; Van Breemen et Saida, 1989). Malgré ce gradient de concentration et un potentiel de membrane favorable (-80 mV), l’entrée du calcium dans la cellule est très faible car les canaux calciques voltage-dépendant sont fermés et que la diffusion passive à travers la bicouche lipidique est négligeable (Orallo, 1996 ; Godfraind, 1994). Ce gradient de Ca2+ est maintenu par différents mécanismes de transport (Fig. 1).

Figure 1 : Homéostasie du calcium (Ca2+) dans les CMLV. A l’état basal, les entrées de calcium dans les CMLV par les canaux calciques voltage dépendants (CCVDs) sont faibles. Le Ca2+ est pompé de manière active dans le réticulum par les SERCAs et à l’extérieur de la cellule par différentes pompes ou échangeurs. La diffusion à travers la bicouche phospholipique est quasi nulle

1.1 Transport de Ca2+ à travers la membrane plasmique

Ce transport est assuré par une Ca2+ -ATPase bien caractérisée (Carafoli, 1991). Son expression est variable dans les CMLV : elle est faible ou absente dans les petits vaisseaux et plus abondante dans les CML des grosses artères ou grosses veines (Kwan, 1982). Cette enzyme est considérée comme étant neutre d’un point de vue du potentiel de membrane, pompant 2 ions H+ pour chaque ion Ca2+ expulsé, mais importante en ce qui concerne la régulation du pH intracellulaire (Carafoli, 1991 ; Carafoli, 1992).
Il existe un autre transporteur : un échangeur Na+ / Ca2+ ; cet antiport a une faible affinité pour le Ca2+ mais une grande capacité de transport. Dans des conditions physiologiques, le Na+ entre selon son gradient électrochimique créant l’énergie nécessaire à l’expulsion du Ca2+ (Kaczorowski, 1993). Il est admis que ce transporteur est électrogène, faisant sortir un ion Ca2+ pour 3 ions Na+ entrés dans la cellule (Eisner et Lederer, 1985) même si d’autres proportions ont été suggérées (Barzilai et Rahamimof, 1987). L’importance physiologique de cette pompe est peu claire et elle serait surtout importante dans le cas où la [Ca2+] cytoplasmique serait supérieure à 1 µM, immédiatement après une contraction de la CMLV.

1.2 Transport à travers les membranes intracellulaires

Parmi les différentes organelles de la CMLV, les mitochondries jouent un rôle important dans l’homéostasie calcique uniquement dans les cellules avec un taux de Ca2+ pathologiquement élevé (Somlyo et Himpens, 1989). Le rôle possible du noyau dans le stockage du calcium intracellulaire est encore controversé, et seul le reticulum sarco/endoplasmique joue un rôle primordial dans la régulation du Ca2+ intracellulaire. Le réticulum sarcoplasmique (RS) ne représente que 1,5 à 7,5 % du volume cellulaire total. Il est typiquement plus abondant dans les vaisseaux toniques (comme l’aorte ou les artères élastiques) que dans les vaisseaux phasiques (comme la veine porte) où il ne représente que 1,5 à 2 % du volume cellulaire (Somlyo, 1980). Dans les CML artérielles son abondance diminue proportionnellement à la taille de la lumière du vaisseau (Van Breemen et Saida, 1989). Le pompage du Ca2+ dans le réticulum est assuré par des ATPases Ca2+ -dépendantes du RS (Sarco Endoplasmic Reticulum Calcium ATPase : SERCA) qui peuvent représenter jusqu'à 90 % des protéines de la membrane du réticulum. Dans ce réservoir, le Ca2+ peut être sous une forme liée ou sous une forme libre.
Les SERCAs agissent en conjonction avec les transporteurs calciques dépendants de l’ATP de la membrane plasmique et probablement avec l’échangeur Na+ /Ca2+ pour maintenir un faible niveau cytoplasmique de Ca2+ . La contribution relative de ces systèmes est variable en fonction de l’espèce et des différents types de CML (Eggermont et al., 1988 ; Kwan, 1982 ), mais la plupart des auteurs considèrent que le transport par les SERCAs serait le mécanisme le plus important pour le maintien de cette faible concentration cytoplasmique en Ca2+ (Orallo, 1996).

A- Localisation, structure et fonction des CMLV
B- Mécanisme de la relaxation/contraction de la CMLV
C- Régulation de la contraction/relaxation de la CMLV
Bibliographie

1) Homéostasie du calcium intracellulaire : état basal
2) Contraction de la CMLV
3) Relaxation de la CMLV

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Stéphane Frayon, Carine Cueille, Roger Prat et Jean-Michel Garel
 
Dernières modifications : 28 juin 2005
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