Le mode d’action des venins de serpents
Éléments scientifiques.
Effet paralysant = incapacité de contracter volontairement les muscles.
Acétylcholine = neurotransmetteur des synapses neuro-musculaires.
L’acétylcholinestérase est une enzyme présente dans la fente synaptique des synapses neuro-musculaires.
L’acétylcholinestérase catalyse l’hydrolyse du neurotransmetteur acétylcholine mettant ainsi fin à la communication synaptique.
Plus la concentration en fasciculine est forte plus l’activité de l’acétylcholinestérase est faible.
L’action catalytique de l’enzyme acétylcholinestérase nécessite la formation d’un complexe entre son site actif et son substrat: l’acétylcholine.
La fasciculine est un analogue structural de l’acétylcholine, elle est capable d’interagir avec le site actif de l’acétylcholinestérase.
En absence d’α-bungarotoxine dans la fente synaptique, l’ajout de 10 µM d’acétylcholine induit un courant électrique entrant dans les cellules de - 125 nA.
Lorsque la concentration en α-bungarotoxine augmente (de 10 nM à 50 nM), le courant électrique (induit par l’ajout de 10 µM d’acétylcholine) entrant dans les cellules est de plus en plus faible.
La fixation de l’acétylcholine sur ses récepteurs musculaires au niveau des synapses neuro-musculaires induit une entrée de cations (ions positifs) dans la cellule musculaire , ce qui entraîne la dépolarisation et la genèse d’un PA musculaire à l’origine de contraction musculaire.
L’α-bungarotoxine est un analogue structural de l’acétylcholine capable de se fixer sur les récepteurs musculaires de l’acétylcholine.
Barème.
Synthèse.
La plupart des venins de serpents tels que la fasciculine et l’α-bungarotoxine ont un effet paralysant, c’est à dire qu’ils induisent une impossibilité de contracter les muscles volontairement.
Comment expliquer l’effet paralysant de la fasciculine et de l’α-bungarotoxine ?
Hypothèse : Ces venins perturberaient le fonctionnement des synapses neuro-musculaires.
Le fonctionnement des synapses neuro-musculaires.
L’arrivée d’un message nerveux moteur au niveau des boutons synaptiques de la terminaison synaptique d’un motoneurone induit l’exocytose des vésicules présynaptiques qui déversent leurs neurotransmetteurs (l’acétylcholine) dans la fente synaptique des synapses neuro-musculaires au niveau des plaques motrices.
La fixation de l’acétylcholine sur ses récepteurs musculaires au niveau des synapses neuro-musculaires induit une entrée de cations (ions positifs) dans la cellule musculaire , ce qui entraîne la dépolarisation et la genèse d’un PA musculaire à l’origine de la contraction musculaire.
L’acétylcholinestérase est une enzyme présente dans la fente synaptique des synapses neuro-musculaires. Elle catalyse l’hydrolyse de l’acétylcholine mettant ainsi rapidement fin (en l’absence de nouvelles stimulations présynaptiques) à la communication synaptique et donc aussi fin à la contraction musculaire.
Le mode d’action de la fasciculine.
La fasciculine est une molécule présente dans le venin de serpent Namba. On observe que plus la concentration en fasciculine est forte dans la fente synaptique des synapses neuro-musculaires plus l’activité de l’acétylcholinestérase est faible. On en déduit que la fasciculine inhibe l’activité catalytique de l’acétylcholinestérase.
Les modèles moléculaires montrent que la fasciculine est un analogue structural de l’acétylcholine, capable d’interagir avec le site actif de l’acétylcholinestérase.
En présence de fasciculine le site actif de l’acétylcholinestérase étant occupé, il ne peut donc plus interagir avec l’acétylcholine. L’acétylcholine n’étant plus hydrolysée dans la fente synaptique, elle continue longtemps son action sur les récepteurs musculaires post-synaptiques induisant alors une contraction involontaire des muscles, ce qui explique l’effet paralysant de la fasciculine.
Le mode d’action de l’α-bungarotoxine.
L’α-bungarotoxine est une molécule présente dans le venin de serpent Bongare. On observe que plus la concentration en α-bungarotoxine est forte dans la fente synaptique des synapses neuro-musculaires plus l’intensité du courant entrant de cations (induit par l’acétylcholine) dans les cellules est faible. On en déduit que l’α-bungarotoxine inhibe le courant entrant de cations induit par l’acétylcholine.
Les modèles moléculaires montrent que l’α-bungarotoxine est un analogue structural de l’acétylcholine, capable d’interagir avec les récepteurs musculaires de l’acétylcholine au niveau des synapses neuro-musculaires.
En présence d’α-bungarotoxine, l’acétylcholine ne peut donc plus interagir avec ses récepteurs musculaires. Cela inhibe l’entrée de cations dans les cellules musculaires malgré la présence d’acétylcholine dans la fente synaptique. Les cellules musculaires ne sont donc plus dépolarisées et ne génèrent plus de PA musculaires ce qui empêche leur contraction, ce qui explique l’effet paralysant de l’α-bungarotoxine.
Conclusion.
La fasciculine et l’α-bungarotoxine sont deux analogues structuraux partiels de l’acétylcholine.
La fasciculine possède un domaine analogue structural du domaine de l’acétylcholine interagissant avec le site actif de l’acétylcholinestérase. Elle inhibe ainsi l’action de l’acétylcholinestérase. L’acétylcholine reste alors présente durablement dans la fente synaptique, induisant une contraction musculaire involontaire durable.
L’α-bungarotoxine possède un domaine analogue structural du domaine de l’acétylcholine interagissant avec ses récepteurs musculaires. En interagissant avec les récepteurs musculaires de l’acétylcholine, l’α-bungarotoxine empêche l’action de l’acétylcholine ce qui empêche alors la contraction musculaire volontaire (et aussi involontaire).
Ces deux molécules empêchent la contraction musculaire volontaire. Elles ont un effet paralysant.