matrice extracellulaire et paroi artérielle

Matrice Extracellulaire et Paroi ArtérielleMatrice Extracellulaire et Paroi Artérielle

AE2BMAE2BMJournées Pédagogiques et ScientifiquesJournées Pédagogiques et Scientifiques

Matrice ExtracellulaireMatrice Extracellulaire7-8 Septembre 2006, Marseille 7-8 Septembre 2006, Marseille

EdouardEdouard LamyLamyLaboratoire de Biochimie Fondamentale – Moléculaire et CliniqueLaboratoire de Biochimie Fondamentale – Moléculaire et Clinique

UFR de Pharmacie – Université de la MéditerranéeUFR de Pharmacie – Université de la Méditerranée

Expérience PédagogiqueExpérience Pédagogique

UE «Physiologie des Systèmes intégrés»

Master mention «Pathologies Humaines»

CadreCadre

OrganisationOrganisation

Physiologie de systèmes intégrés

Physiologie de la paroi artérielle : 14 h

- Physiologie de l’endothélium vasculaire

- Matrice extracellulaire et paroi artérielle : 7 h

EtudiantsEtudiants

Effectif : 50

Origines : Pharmacie (20%), Médecine (40%), Sciences (40%)

Expérience Pédagogique - Matrice Extracellulaire et Paroi Expérience Pédagogique - Matrice Extracellulaire et Paroi ArtérielleArtérielle


Objectifs PédagogiquesObjectifs Pédagogiques

1.Rappels sur les macromolécules de la matrice extracellulaire : collagènes, élastine, protéoglycannes et glycoprotéines de structure

2.Organisation et distribution de ces macromolécules dans la paroi artérielle

3.Contribution de ces macromolécules sur les propriétés mécaniques de la paroi artérielle

4.Homéostasie/Dynamique tissulaire : remodelage matriciel de la paroi artérielle et les conséquences pathologiques

I.I. Constituants de la paroi Constituants de la paroi

artérielleartérielle

II.II. Organisation de la paroi Organisation de la paroi


III.III. Mécanique de la paroi Mécanique de la paroi


IV.IV. Remodelages de la paroi Remodelages de la paroi


Organisation générale de l’enseignementOrganisation générale de l’enseignement



I.A.I.A. Structure Générale de la Paroi ArtérielleStructure Générale de la Paroi Artérielle

I.B.I.B. Les Cellules de la Paroi ArtérielleLes Cellules de la Paroi ArtérielleI.B.1.I.B.1. Les cellules endothéliales (CE)Les cellules endothéliales (CE)

I.B.2.I.B.2. Les cellules musculaires lisses (CML)Les cellules musculaires lisses (CML)

I.B.3.I.B.3. Les fibroblastesLes fibroblastes

I.C.La Matrice Extracellulaire ArtérielleI.C.La Matrice Extracellulaire Artérielle

I.C.1. Rappels : structure, synthèse, classification I.C.1. Rappels : structure, synthèse, classification

Les CollagènesLes Collagènes

Les ProtéoglycannesLes Protéoglycannes

Les Glycoprotéines de structureLes Glycoprotéines de structure

L’ElastineL’Elastine

I.C.2I.C.2.Aspect fonctionnel.Aspect fonctionnel

I. Constituants de la paroi artérielleI. Constituants de la paroi artérielle

Fonctions de l’ElastineFonctions de l’Elastine

caoutchouc de notre organisme

et élastique

État étiréÉtat normal, relâché

+ énergie

déformable

+ énergie

(1) Mécanique : Compliance artérielle

amortir, absorber l’onde de pression cardiaque

Propager le flux sanguin

pulsatile (cœur) → régulier (organes)


(2) Signalisation cellulaire : Régule le comportement des

CML In vitro

Induit phénotype contractile des CML (polymérisation des filaments d’actine)

Effet chimiotactique/régule la migration des CML

Inhibe la prolifération des CML


In vivo chez l’homme : Syndrome de Williams Buren

Sténose des artères de gros calibre

Mutation d’un allèle de l’élastine (hétérozygote)

Sténose Supravalvulaire Aortique (SVAS)

↓ élastine associé à ↑ prolifération CML (réversible)

In vivo chez la souris KO -/- pour l’élastine

Prolifération et accumulation de CML

Occlusion Vasculaire

Mort peu de temps après la naissance

(2) Signalisation cellulaire : Régule le comportement des

CML

II.II. Organisation de la paroi artérielleOrganisation de la paroi artérielle


II.A.II.A. IntimaIntima

II.B.II.B. MédiaMédia

II.C.II.C. AdventiceAdventice

MédiaMédia

Unité structurale et fonctionnelle : "feuillet musculo-élastique"

une ou deux travées de

CML

entourées de leur membrane basale

réseau de fibrilles de collagène III orientées circonférentiellement

lame serrée et fenestrée de fibres élastiques orientées

circonférentiellement

faisceaux de collagène I (+coll XIV) espacés entre 2 lames élastiques

feuillet ME

faisceau de microfibrilles (fibrilline 1)

II.II. Organisation de la paroi artérielleOrganisation de la paroi artérielle


II.A.II.A. IntimaIntima

II.B.II.B.MédiaMédia

II.C.II.C.AdventiceAdventice

II.D.II.D. Variabilité structurale de la paroi Variabilité structurale de la paroi artérielleartérielle

Variabilité structurale de la paroi artérielleVariabilité structurale de la paroi artérielle

élastine

CML

Variabilité de la géométrie et de la proportion des différents constituants

Étroitement lié aux propriétés et fonctions mécaniques de la paroi artérielle

artère musculaire

artère élastique

feuillet ME

Variabilité structurale de la paroi artérielleVariabilité structurale de la paroi artérielle

III.III.Mécanique de la paroi artérielleMécanique de la paroi artérielle


III.A.III.A. Fonctions mécaniquesFonctions mécaniques

III.B.III.B. Contribution des cellules musculaires lissesContribution des cellules musculaires lisses

III.C.III.C. Contribution des macromolécules Contribution des macromolécules matriciellesmatricielles

% c

ircon

fére

nce

init

iale

100

140

160

180

120

0 80 12040 160

tension (g/cm)

Acide formique

Artère normale

Trypsine

Contribution des macromolécules matriciellesContribution des macromolécules matricielles

Fibres élastiques : tension élastique = élasticité + distensibilité

Fibres de collagènes : résistance à la traction = inextensibilité + transmission

des forces

Dissociation des propriétés mécaniques de l’élastine et du

collagènedigestion sélective de la paroi artérielle

Acide formique : collagènes

Trypsine : fibres élastiques

• comportement élastique linéaire des fibres élastiques

• grande distensibilité des fibres

élastiques• faible distensibilité des fibres de collagène

faibles pressions → prop. mécanique fibres élastiques

hautes pressions → prop. mécanique fibres de collagène

Ballon souple : fibres élastiques

Filet de ficelle : fibres de collagène

faibles niveaux de pression hauts niveaux de pression

Modèle du ballon souple inséré dans un filet de ficelle

Contribution des macromolécules matriciellesContribution des macromolécules matricielles

IV.A. GénéralitésIV.A. Généralités

IV.B. Principaux Acteurs des Remodelages de la IV.B. Principaux Acteurs des Remodelages de la

PAPA

IV.B.1. Métalloprotéases Matricielles (MMPs)IV.B.1. Métalloprotéases Matricielles (MMPs)

IV.B.2. Inhibiteurs Tissulaires des MMPs (TIMPs)IV.B.2. Inhibiteurs Tissulaires des MMPs (TIMPs)


IV.IV.Remodelage de la paroi artérielleRemodelage de la paroi artérielle



PAPA



IV.C. Les Remodelages de la PAIV.C. Les Remodelages de la PA





PAPA




IV.C.1.IV.C.1. Modifications matricielles et cellulairesModifications matricielles et cellulaires



Athérosclérose – Modifications matricielles et cellulairesAthérosclérose – Modifications matricielles et cellulaires

6 stades décrits de ce remodelage : caractéristiques histologiques

nombreux dépôt lipidiques + nombreuses cellules spumeuses+ cristaux de cholestérol

véritable noyau lipidique

souvent après 40 ans

peut être symptomatique (thrombose)

remodelage expansif compensatoire

dégradation LEI + lames élastiques

augmentation du diamètre de l’artère

lésion < à 40% de l’épaisseur de la paroi



PAPA




IV.C.1.IV.C.1. Modifications matricielles et cellulairesModifications matricielles et cellulaires

IV.C.2. Implication des MMPsIV.C.2. Implication des MMPs



Athérosclérose – Implication des MMPsAthérosclérose – Implication des MMPs

Augmentation de la perméabilité endothéliale et du recrutement des

cellules inflammatoires : dégradation de la membrane basale

Migration et prolifération des CML dans l’intima

MMP-1, MMP-2, MMP-3, MMP-9

MMP-2, MMP-9, MMP-12

Remodelage expansif : dégradation des lames élastiques

MMP-2, MMP-9, MMP-7, MMP-12

Fragilisation et rupture de la chape fibreuse (collagènes)

MMP-3, MMP-8

matrice extracellulaire et paroi artérielle

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