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TD toxines - réponses
enseignement 2000 / 2001
etienne.roux@u-bordeaux2.fr


Les réponses proposées ici concernent les questions étudiées lors des TD consacré aux toxines de l'UE 3 (Physiologie Cellulaire et Moléculaire) de la maîtrise BCP. Leur but est d'aider l'étudiant à mieux comprendre la manière dont peuvent être abordés des problèmes étudiés lors du TD. Elles ne constituent pas des "réponses-à-apprendre", et ne se substituent pas à ce qui a été présenté et dit lors de la séance de TD, qui est la référence.

sommaire des questions

pour en savoir beaucoup plus :
Y. Gutman & P. Lazarovici. Toxins and signal transduction, Harwood Academic Press, Amsterdam, 1997.


tétrodotoxine
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Que peut-on dire de l’effet de la TTX sur le courant Na+ ?

La toxine agit en diminuant l’intensité du courant sans modifier le potentiel d’inversion, ce qui est normal. Elle agit à concentration très faible, une concentration de 1 nM (10-9 M) entraînant une inhibition du courant de plus de 50 %.

L’effet de la toxine sur le courant global, correspondant à une diminution de la conductance globale(gT) peut s’expliquer de plusieurs manières possibles.

gT = gNaNPo

gNa étant la conductance unitaire du canal, N le nombre de canaux sur la cellule étudiée, et Po la proportion de canaux ouverts.

L’effet d’une toxine sur un canal peut à priori s’expliquer par une diminution de la conductance unitaire du canal et/ou par une diminution de la proportion de canaux ouverts.

Dans le cas de la TTX, on sait qu’elle n’agit pas sur la conductance unitaire du canal. Sa liaison bloque le canal dans une configuration non ouverte. Au niveau unitaire, son effet est donc de type tout-ou-rien. Au niveau global, cela se traduit par une diminution de la proportion de canaux ouverts.
Quelques rappels de pharmacologie sur l'affinité ligand-récepteur

Étant donné l’effet de la TTX sur les canaux Na+, quels symptômes peut-on attendre d’une intoxication par du sushi mal préparé ?

En bloquant les canaux sodiques dépendent du potentiel, qui interviennent dans la genèse du potentiel d’action et la transmission neuromusculaire, le TTX provoque une paralysie flasque, associée à des modifications du rythme cardiaque.
 
 


effet des conotoxines sur la jonction neuromusculaire 
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Quels sont les effets des différentes toxines sur la contraction musculaire ?

L'effet de chaque toxine sur la contraction musculaire est estimée d'après son effet sur la transmission synaptique au niveau de la jonction neuromusculaire. Toute toxine dont la conséquence est une augmentation de la dépolarisation présynaptique ou postsynaptique aura una effet excitateur ; toute toxine dont la conséquence est une inhibition de la libération du neuromédiateur (ACh) ou une inhibition de la dépolarisation postsynaptique y compris en présence d'ACh aura un effet inhibiteur de la contraction musculaire.

type d  : dépolarisation prolongée de la membrane pré-synaptique ® paralysie rigide

type k  : dépolarisation prolongée de la membrane pré-synaptique ® paralysie rigide

type a  : inhibition de la dépolarisation post-synaptique               ® paralysie rigide

type y  : inhibition de la dépolarisation post-synaptique               ® paralysie flasque

type m  : inhibition de la dépolarisation post-synaptique               ® paralysie flasque

type w  : inhibition présynaptique de la libération d’acétylcholine    ® paralysie flasque

Les résultats sont synthétisés dans le tableau suivant :
 
conotoxines récepteurs cibles effet effet sur la contraction musculaire
type d canal Na+ présynaptique inhibition de la fermeture paralysie rigide
type k canal K+ présynaptique inhibition paralysie rigide
type a récepteur nicotinique inhibition paralysie flasque
type y récepteur nicotinique inhibition paralysie flasque
type m canal Na+ postsynaptique inhibition paralysie flasque
type w canal Ca2+ présynaptique inhibition paralysie flasque

Les toxines de types d et k agissent au niveau présynaptique et entraînent un choc excitotonique, c’est-à-dire une paralysie rigide de type tétanique.

Les toxines de type m , a , w et y agissent aux niveaux pré- et post-synaptiques et entraînent une paralysie flasque.


 composition et effet des venins de différents cônes
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Conus purpurescens

Comment ses toxines peuvent-elles expliquer les différents symptômes observés ?

Les toxines de types d et k sont responsables du choc excitotonique, les toxines m , a et y sont responsables de la paralysie flasque.

La composition en toxines du venin de ce cône peut donc expliquer l’existence d’une paralysie rigide et d’une paralysir flasque. Cela suppose que les toxines d et k agissent plus rapidement que les autres. En effet, les toxines m , a et y , en agissant au niveau post-synaptique et donc en aval des toxines excitotoniques, vont provoquer une paralyise flasque malgré la présence des toxines d et k .
 
Conus geographus

Quel(s) type(s) de paralysie ces toxines vont-elles provoquer ?

m , a et w sont des toxines qui provoquent une paralysie flasque ; il n’y aura pas chez la proie de ce cône de phase tétanique précédant la paralysie flasque.

Ceci se comprend en fonction de la stratégie de ce cône. Étant donné qu’il n’envenime ses proies qu’après leur capture, une phase tétanique est inutile et même gênante pour l’animal ; l’ingestion d’une proie tétanisée étant plus difficile que celle d’une proie en état de relaxation musculaire.

L’envenimation par les cônes peut être toxique pour l’homme, voire parfois mortelle, en particulier celle due à Conus textile (cône mangeur de mollusque) et surtout Conus geographus.


effet ducurare
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On sait maintenant que le curare bloque les récepteurs nicotiniques. En quoi ses observations peuvent-elles s’expliquer par l’effet du curare ?

Le curare, en bloquant les récepteurs nicotiniques, inhibe la transmission neuromusculaire, et donc la contraction musculaire induite par la stimulation des nerfs moteurs – bien que le muscle lui-même garde des propriétés contractiles (par exemple lors de la stimulation électrique directe du muscle lui-même). Ceci explique les effets observés par Claude Bernard.

En quoi la conclusion de Claude Bernard est-elle finalement erronée ?

La conclusion de Claude Bernard est malgré tout erronée au sens où le nerf moteur lui-même n’est pas affecté par l’action du curare. Par exemple, des enregistrements de l’activité électrique des neurones moteurs – méthodes électrophysiologiques inconnues du temps de Claude Bernard – montreraient une activité normale.

Compte-tenu des connaissances théoriques et techniques du milieu du xixe siècle (notion de synapse et de jonction neuromusculaire inconnues, ainsi que les méthodes électrophysiologiques d’étude des neurones), la conclusion de Claude Bernard est valide, bien que l’on puisse actuellement montrer qu’elle est en fait erronée.

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Etienne Roux            UFR SV                UB2
e-mail : etienne.roux@u-bordeaux2.fr
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