Pharmacologie médicale: vue d'ensemble

Canaux

Les canaux ioniques sont des protéines membranaires qui permettent le passage sélectif de la membrane cellulaire par des ions (Na+, Ca2+, K+, Cl-, …) suivant les gradients électrochimiques. Ils jouent un rôle essentiel dans l’excitabilité cellulaire, le déclenchement et la propagation du potentiel d’action. Ils interviennent dans les couplages excitation-contraction et excitation-sécrétion. La sélectivité des canaux ioniques repose sur l’adéquation de la taille et de la charge électrique des ions avec la structure et la séquence des acides aminés des canaux.

On distingue 3 grandes familles de canaux ioniques directement activés par les médicaments:

1- Le récepteur protéine-canal :

Canaux ioniques dont l’ouverture est déclenchée par la liaison d’un ligand

Figure 1 : récepteur protéine canal

2.2.3.figure1

Les canaux ioniques ouverts par un ligand sont des récepteurs pour les neurotransmetteurs rapides comme l’acétylcholine, le GABA, le glutamate, la sérotonine, l’adénosine, etc….. 
Ils sont nommés en fonction de leur ligand naturel.

Sur ces protéines, les médicaments peuvent être agonistes (reproduisant l’effet du ligand naturel) ou antagonistes (empêchant l’effet du ligand naturel). Les médicaments peuvent moduler l’activité des canaux en se fixant sur des sites allostériques différents des sites de liaison en changeant la conformation du récepteur-canal (par ex. le récepteur GABA A et benzodiazépines).

2- Canaux voltage-dépendants ou «voltage-operated channels» (VOC) :

Ce sont des canaux ioniques dont l’ouverture est activée par le potentiel de membrane

Ces canaux -voltage dépendant sont caractérisés
- par la sélectivité des ions (Ca2+ , Na+, K+, Cl-, …)
- par leur conductance (élevée à faible, exprimée en pSi)
- par leur domaine d’activation (dépolarisation importante à faible) 
- par leur cinétique d’inactivation (lent, rapide ou transitoire)

Les canaux calciques de type L (ou lents) sont la cible des «anticalciques» ou «antagonistes calciques» :Vérapamil, Diltiazem et Dihydropyridines. Ces médicaments bloquent l’entrée de Ca2+-du milieu extracellulaire vers le milieu intracellulaire via les canaux Ca2+ -VOC.

Les canaux sodiques sont la cible des anesthésiques locaux qui empêchent le passage du courant sodique et la dépolarisation de la membrane cellulaire, bloquant ainsi la genèse ou la conduction de l’influx nerveux.

3- Canaux ioniques dont l’ouverture est déclenchée par une variation de la concentration intracellulaire de messager intracellulaire.

Ce sont des canaux potassiques ATP-dépendants (KATP) ou canaux potassiques Ca2+- dépendants(KCa). L’ouverture des canaux potassiques provoque une hyperpolarisation membranaire (lorsqu’on est au potentiel de repos) ou une repolarisation membranaire (lorsqu’on est en phase de dépolarisation).

L’ouverture de canaux KATP est provoqué par une augmentation de la concentration intracellulaire en ATP, ce qui induit une dépolarisation membranaire.

Les canaux KATP sont la cible des médicaments, avec des sulfonylurées hypoglycémiants comme antagonistes (glibenclamide, tolbutamide), impliquant dans la sécrétion d’insuline des cellules β du pancréas et le nicorandil comme agoniste ou «ouvreur des canaux potassiques», impliquant dans la relaxation de muscle lisse vasculaire.

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