Interactions entre homéostasie redox et toxicité des métaux
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comme le cuivre et le zinc, via probablement une signalisation dépendante des
ERO.
Ainsi, dès lors que 1 homéostasie d un métal essentiel est perturbée, l’organisme
est plus sensible à la toxicité d’autres métaux toxiques. Une illustration est donnée
par les interactions hôte-pathogène (Schaible et Kaufmann, 2004). L’apport de fer
augmente la susceptibilité à la tuberculose et à d’autres maladies infectieuses. La
compétition entre l’agent infectieux et l’hôte, ses macrophages principalement,
pour le fer y joue un rôle primordial, car le métal détermine le taux de prolifération du pathogène et la génération de molécules microbicides (ERO et ERN via
NADPH oxydase et NO synthase) au niveau de l’hôte, notamment le macrophage.
4.6.
Récepteur, signalisation et amplification liés aux métaux
Une notion importante chez les cellules animales est leur capacité à détecter
la présence de métaux dans leur environnement, au même titre que d’autres
composés (hormones, cytokines...) ayant une action sur leur fonctionnement. Il
existe ainsi des récepteurs membranaires couplés aux protéines G (RCPG) qui
sont activés par le calcium ou par le zinc. D’autres RCPG, dont les agonistes naturels ne sont pas des cations, sont sensibles aux métaux. C’est le cas des récepteurs
aux glucocorticoïdes et aux œstrogènes qui sont activés par le cadmium via l’interaction du métal avec les sites redox-sensibles de ces récepteurs.
Les métaux agissent donc sur la signalisation intracellulaire, avec production
de cytokines inflammatoires, de facteurs de transcription et des conséquences
sur la croissance ou la mort cellulaire. C’est un moyen d’amplifier l’effet d’une
concentration souvent faible de métal extracellulaire, et d’affecter durablement la
capacité de réponse des cellules à divers stimuli, y compris de stress. Ces voies de
transduction du signal sont aussi celles qui sont sensibles aux ERO et au NO, ce
qui montre un lien entre des homéostasies redox et des métaux.
Conclusion et perspectives
L’ensemble des notions présentées dans ce chapitre indique que les liens entre
homéostasie redox et la gestion cellulaire des métaux, qu’ils soient essentiels ou
toxiques, sont nombreux et ont des conséquences importantes pour le fonction? nement des cellules. Si les principes de base énoncés ici sont toujours à consi» dérer, leur poids relatif dans des conditions données peut sensiblement varier et
■ influencer les effets observés. De plus, le mimétisme entre métaux toxiques et
> métaux essentiels, souvent mis en avant pour analyser ces effets, est notoirement
> insuffisant pour expliquer tous les mécanismes activés lors d’exposition aux
> métaux toxiques.
j
L’examen des points de rencontre entre homéostasie redox et rôle des métaux
; en Biologie, tel qu’abordé ici, indique que ce domaine manque encore de pouvoir
' explicatif et prédictif face à la multitude de situations rencontrées en médecine,
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comme le cuivre et le zinc, via probablement une signalisation dépendante des
ERO.
Ainsi, dès lors que 1 homéostasie d un métal essentiel est perturbée, l’organisme
est plus sensible à la toxicité d’autres métaux toxiques. Une illustration est donnée
par les interactions hôte-pathogène (Schaible et Kaufmann, 2004). L’apport de fer
augmente la susceptibilité à la tuberculose et à d’autres maladies infectieuses. La
compétition entre l’agent infectieux et l’hôte, ses macrophages principalement,
pour le fer y joue un rôle primordial, car le métal détermine le taux de prolifération du pathogène et la génération de molécules microbicides (ERO et ERN via
NADPH oxydase et NO synthase) au niveau de l’hôte, notamment le macrophage.
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Récepteur, signalisation et amplification liés aux métaux
Une notion importante chez les cellules animales est leur capacité à détecter
la présence de métaux dans leur environnement, au même titre que d’autres
composés (hormones, cytokines...) ayant une action sur leur fonctionnement. Il
existe ainsi des récepteurs membranaires couplés aux protéines G (RCPG) qui
sont activés par le calcium ou par le zinc. D’autres RCPG, dont les agonistes naturels ne sont pas des cations, sont sensibles aux métaux. C’est le cas des récepteurs
aux glucocorticoïdes et aux œstrogènes qui sont activés par le cadmium via l’interaction du métal avec les sites redox-sensibles de ces récepteurs.
Les métaux agissent donc sur la signalisation intracellulaire, avec production
de cytokines inflammatoires, de facteurs de transcription et des conséquences
sur la croissance ou la mort cellulaire. C’est un moyen d’amplifier l’effet d’une
concentration souvent faible de métal extracellulaire, et d’affecter durablement la
capacité de réponse des cellules à divers stimuli, y compris de stress. Ces voies de
transduction du signal sont aussi celles qui sont sensibles aux ERO et au NO, ce
qui montre un lien entre des homéostasies redox et des métaux.
Conclusion et perspectives
L’ensemble des notions présentées dans ce chapitre indique que les liens entre
homéostasie redox et la gestion cellulaire des métaux, qu’ils soient essentiels ou
toxiques, sont nombreux et ont des conséquences importantes pour le fonction? nement des cellules. Si les principes de base énoncés ici sont toujours à consi» dérer, leur poids relatif dans des conditions données peut sensiblement varier et
■ influencer les effets observés. De plus, le mimétisme entre métaux toxiques et
> métaux essentiels, souvent mis en avant pour analyser ces effets, est notoirement
> insuffisant pour expliquer tous les mécanismes activés lors d’exposition aux
> métaux toxiques.
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L’examen des points de rencontre entre homéostasie redox et rôle des métaux
; en Biologie, tel qu’abordé ici, indique que ce domaine manque encore de pouvoir
' explicatif et prédictif face à la multitude de situations rencontrées en médecine,