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Toxicologie nucléaire environnementale et humaine
titre d’exemples, on peut citer la contamination des poissons et organismes aquatiques par le mercure (Minamata au Japon, Guyane française) ou par le cuivre
liée à l’utilisation de peintures antifouling, la toxicité du plomb (saturnisme) ou du
cadmium avérée chez l’homme... À la toxicité chimique d’un MR peut s’ajouter
parfois, une toxicité radiologique, comme par exemple dans le cas du 137Cs ou du
60Co.
Au cours de ce chapitre, nous nous attacherons à décrire les familles les plus
ubiquistes de transporteurs membranaires en précisant leurs rôles dans le fonctionnement cellulaire. Nous montrerons que certains de ces transporteurs peuvent
aussi être impliqués dans le transport de métaux d intéiêts dont on souhaite
connaître le comportement dans des domaines d’activité médicale, industrielle ou
de recherche associées au nucléaire, à savoir U, Pu, Cs, Co et Cd.
1.
Généralités sur les transporteurs membranaires
1.1.
Qu’est-ce qu’un transporteur membranaire ?
Les membranes biologiques qui délimitent les cellules et les compartiments
intracellulaires sont constituées d’une bicouche lipidique dont le cœur hydrophobe
interdit le passage spontané des MR. Pour franchir la barrière lipidique et entrer
ou sortir de la cellule, les MR vont utiliser des protéines dédiées, enchâssées dans
la membrane et appelées transporteurs. Différents types de transporteurs assurent
l’entrée des MR dans la cellule, leur compartimentation dans des organites intracellulaires et/ou leur expulsion éventuelle dans le milieu extérieur.
On distingue trois catégories de transporteurs membranaires. Les transporteurs passifs, comme les canaux ioniques, offrent une voie de passage qu’emprunte le MR dans le sens favorable du gradient électrochimique. Au contraire,
les transporteurs actifs réalisent un couplage énergétique qui permet à l’ion
de se déplacer dans le sens défavorable de ce gradient. L’énergie nécessaire à ce
transport est fournie soit par l’hydrolyse d’une molécule d’ATP, on parle alors de
transporteurs actifs primaires (transporteurs ABC et ATPases de type P), soit
par la dissipation du gradient électrochimique d’un autre soluté, on parle alors de
transporteurs actifs secondaires avec un passage couplé des co-substrats dans le |
même sens (symport) ou dans le sens opposé (antiport).
Une propriété fondamentale d’un transporteur est sa sélectivité. La sélectivité î
ionique d un transporteur reflète d’une certaine manière le niveau d’adéquation g
entre les propriétés chimiques de l’ion transporté et celles du transporteur (ou du Ê
domaine protéique impliqué dans le transport). Par exemple, le principe HSAB ।
{Ha: d and Soft Acids and Bases) (cf. partie 1, chapitre 1), s’applique très souvent g
à la sélectivité ionique des transporteurs membranaires : le Na+, K+, Mg2+ ou Ca2+ |
qui sont des acides durs de Lewis interagissent avec des bases dures comme les
groupements hydroxyles ou carboxyles tandis que les acides mous de Lewis que |
sont le Cu , le Cd2 ou le Pb2+ interagissent avec des bases molles comme les ?
groupements thiols. Sur ce principe, un canal K+ peut prendre en charge aussi bien 0
Toxicologie nucléaire environnementale et humaine
titre d’exemples, on peut citer la contamination des poissons et organismes aquatiques par le mercure (Minamata au Japon, Guyane française) ou par le cuivre
liée à l’utilisation de peintures antifouling, la toxicité du plomb (saturnisme) ou du
cadmium avérée chez l’homme... À la toxicité chimique d’un MR peut s’ajouter
parfois, une toxicité radiologique, comme par exemple dans le cas du 137Cs ou du
60Co.
Au cours de ce chapitre, nous nous attacherons à décrire les familles les plus
ubiquistes de transporteurs membranaires en précisant leurs rôles dans le fonctionnement cellulaire. Nous montrerons que certains de ces transporteurs peuvent
aussi être impliqués dans le transport de métaux d intéiêts dont on souhaite
connaître le comportement dans des domaines d’activité médicale, industrielle ou
de recherche associées au nucléaire, à savoir U, Pu, Cs, Co et Cd.
1.
Généralités sur les transporteurs membranaires
1.1.
Qu’est-ce qu’un transporteur membranaire ?
Les membranes biologiques qui délimitent les cellules et les compartiments
intracellulaires sont constituées d’une bicouche lipidique dont le cœur hydrophobe
interdit le passage spontané des MR. Pour franchir la barrière lipidique et entrer
ou sortir de la cellule, les MR vont utiliser des protéines dédiées, enchâssées dans
la membrane et appelées transporteurs. Différents types de transporteurs assurent
l’entrée des MR dans la cellule, leur compartimentation dans des organites intracellulaires et/ou leur expulsion éventuelle dans le milieu extérieur.
On distingue trois catégories de transporteurs membranaires. Les transporteurs passifs, comme les canaux ioniques, offrent une voie de passage qu’emprunte le MR dans le sens favorable du gradient électrochimique. Au contraire,
les transporteurs actifs réalisent un couplage énergétique qui permet à l’ion
de se déplacer dans le sens défavorable de ce gradient. L’énergie nécessaire à ce
transport est fournie soit par l’hydrolyse d’une molécule d’ATP, on parle alors de
transporteurs actifs primaires (transporteurs ABC et ATPases de type P), soit
par la dissipation du gradient électrochimique d’un autre soluté, on parle alors de
transporteurs actifs secondaires avec un passage couplé des co-substrats dans le |
même sens (symport) ou dans le sens opposé (antiport).
Une propriété fondamentale d’un transporteur est sa sélectivité. La sélectivité î
ionique d un transporteur reflète d’une certaine manière le niveau d’adéquation g
entre les propriétés chimiques de l’ion transporté et celles du transporteur (ou du Ê
domaine protéique impliqué dans le transport). Par exemple, le principe HSAB ।
{Ha: d and Soft Acids and Bases) (cf. partie 1, chapitre 1), s’applique très souvent g
à la sélectivité ionique des transporteurs membranaires : le Na+, K+, Mg2+ ou Ca2+ |
qui sont des acides durs de Lewis interagissent avec des bases dures comme les
groupements hydroxyles ou carboxyles tandis que les acides mous de Lewis que |
sont le Cu , le Cd2 ou le Pb2+ interagissent avec des bases molles comme les ?
groupements thiols. Sur ce principe, un canal K+ peut prendre en charge aussi bien 0