Les urotensines et l’adaptation à l’environnement chez les

poissons

Laboratoire de Neurophysiologie, U650, IFR 148 ScInBioS Brest, France.

Jean-Claude Le Mével

Collège de France - 08/04/10 - Séminaire ‘Sortir de l’eau ou le passage de la vie aquatique à la vie terrestre’

La migration du saumon atlantique

0.1 mOsmkg-11000 mOsmkg-1

~ 300 mOsmkg-1 H2O

• Introduction• Bilan hydro-minéral chez les poissons

euryhalins• Contrôles neuroendocriniens de

l’osmorégulation– Cortisol– Angiotensine II– Urotensine II

• Conclusion

PLAN

EAU

IONS

Excrétion H2O, rétention ions

Na+, Cl-

Na+, Cl-

Na+, Cl-

EAU DOUCE (<0.1 mOsmkg-1)

Plasma : < 300 mOsmkg-1 H2O

branchies

Rein

intestin

EAU

IONS

X 3-10

Mg++

Ca++

SO4--

Na+, Cl-

Na+, Cl-

Na+, Cl-

EAU de MER (1000 mOsmkg-1)

Plasma : 300-400 mOsmkg-1 H2O

Rétention H2O, excrétion ions

ANG II

X 3-10

Transfert ED EM : angiotensine II et dipsie

AP

Barrière hémato-encéphalique

?NTS

CGV

Muscles de l’œsophageSphincter supérieur

Cerveau antérieur Cerveau postérieur ANG II

(c. riche en mitochondries)

(Eckert et al., Physiologie animale, DeBoeck Université)

EAU DOUCE

PROLACTINEcortisol

m. basalem. apicalem. baso-latérale

c. riche en mitochondriesc. pavimenteuse

Sang

H+

ATP

Eau douce

0.25 mM

0.23 mM

130 mM

125 mM

EAU de MER

GHIGF-I CORTISOLANPANG IIUrotensines I, II

m. basalem. apicale m. baso-latérale

Eau de mer Sang

c. riche en mitochondries

510 mM

440 mM 180 mM

200 mM

ED - EM

Osmolalité plasmatique, ACTH et cortisol plasmatiques

activité Na+- K+- ATPasique ED EM

ED - ED

(Craig, P. M. et al., Endocrinology, 2005)

U-I, U-II ?

33%

Le système neurosécréteur caudal et les urotensines

Le système neurosécréteur caudal des poissons téléostéens

Urotensine IUrotensine IICRFAVTAch …….

(Lihrmann et al., Handb. Biol. Active Peptides, Ed. Abba J. Kastin, 2006)

Howard Bern

gobie, Gillichtys mirabilis

UII

Karl Lederis

mulet, Catostomus commersoni

UI

Copyright ©2006 The Endocrine Society

Co-localisation de l’U-I, U-II et du CRF au niveau des cellules de Dahlgren

U-II CRF

U-I

(Lu, W et al., Endocrinology, 2005)

Cellule de Dahlgren

Urophyse

Urotensine II

Urophyse

Moelle épinièreCerveau

Evolution

Cys Phe

Trp

Lys

TyrCys

Glu Thr Pro Asp

ValHOOC-

H2N- CysCys PhePhe

TrpTrp

LysLys

TyrTyrCysCys

GluGlu ThrThr ProPro AspAsp

ValValHOOC-

H2N-Cys Phe

Trp

Lys

TyrCys

Asn Leu Ser Glu

ValHOOC-

Glu

Ala -NH2

CysCys PhePhe

TrpTrp

LysLys

TyrTyrCysCys

AsnAsn LeuLeu SerSer GluGlu

ValValHOOC-

GluGlu

AlaAla -NH2

Cys Phe

Trp

Lys

TyrCys

Gly Asn Ser Glu

ValHOOC-

GlyH2N-

CysCys PhePhe

TrpTrp

LysLys

TyrTyrCysCys

GlyGly AsnAsn SerSer GluGlu

ValValHOOC-

GlyGlyH2N-

Truite Grenouille Homme

Récepteur : GPR14

Récepteur UT

Récepteur : GPR14

Récepteur UT

L’urotensine II

(Douglas et Ohlstein, Trends Cardiovasc Med, 2000)

Homologie de séquence du récepteur de l’urotensine II chez les vertébrés

Actions osmorégulatrices de l’urotensine II chez le carrelet

ED EM0

1

2

3

Rel

ativ

e m

RN

A le

vel

of

UT

rec

epto

r in

gill

ED EM0

1

2

3

Rel

ativ

e m

RN

A le

vel

of

UT

rec

epto

r in

kid

ney

8H 24H0

20

40

60

Temps après transfert

Pla

sma

UII

(pg

/ml)

ED - ED

ED - EM

Après acclimatation (2 semaines)

*

*

*

(modifié d’après Lu, W. et al., Endocrinology, 2006)

Transfert ED EM

ED EM0

1

2

Rel

ativ

e U

II m

RN

A le

vel

in C

NS

S

ED EM0

10

20

30

40

UII

pep

tid

e in

uro

ph

ysis

(ng

/100

g b

.w.)

ARNm U-II urophyse

U-II urophyse

Après acclimatation

*

Transfert ED EM

EM ED0

1

2

3

Rel

ativ

e m

RN

A le

vel

of

UT

rec

epto

r in

gill

EM ED0

1

2

3

Rel

ativ

e m

RN

A le

vel

of

UT

rec

epto

r in

kid

ney

8H 24H0

20

40

60

Temps après transfert

Pla

sma

UII

(pg

/ml)

EM - EM

EM - ED

Transfert EM ED

Après acclimatation

*

*

*

• U-II favorise la libération de cortisol indépendamment de l’axe HPI.

• U-II accroît l’absorption intestinale d’eau en EM.• U-II inhibe la libération de prolactine.

Effets osmorégulateurs de l’U-II

Effets cardiovasculaires de l’urotensine II

Injection IA d’U-II 50 pmoles

Pré-injection Post-injection

PD

A(kP

a)E

CG

(µ

v)

PD

A(kP

a)E

CG

(µ

v)

0 6.25 12.5 25 50-12

-10

-8

-6

-4

-2

0

U-II (pmol)

c

han

ge

in H

R v

ersu

sb

asel

ine

(bp

m)

* ****

**

P < 0.05 vs 0 pmol

***

0 6.25 12.5 25 50

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

c

han

ge

in P

da

vers

us

bas

elin

e (k

Pa)

Injections IA d’U-II

(Le Mével et al., Am. J. Physiol, 1996)

* **

*

*

*

• Effets périphériques vasoconstricteurs

• Modifications de la perfusion des organes osmorégulateurs.

• Altérations du mouvement de l’eau et des ions au niveau des branchies et du rein.

Effets cardiovasculaires et osmorégulateurs de l’U-II

Conclusion

HOMME

rétention Na+

rétention H2O

ANGII

(Aldostérone)U II ??

Eau douce Eau de Mer

rétention Na+

excrétion H2O

excrétion Na+

rétention H2O

POISSONS

(ADH)

AVT

Remerciements

• Professeur Hubert Vaudry, IFRMP23, Université de Rouen.

• Professeur John Michael Conlon, University of Al-Ain, EAU.

• Docteurs Frédéric Lancien et Nagi Mimassi

De l’eau douce à l’eau de mer et l’inverse

Laboratoire de Neurophysiologie, U650, IFR 148 ScInBioS Brest, France.

Jean-Claude Le Mével

Collège de France - 8/04/10 - Séminaire ‘Sortir de l’eau ou le passage de la vie aquatique à la vie terrestre’