Canaux chlorure

Qu’est ce qu’un canal chlorure ?  Certaines protéines des cellules de tous les organismes vivants animaux et végétaux connus à ce jour sont spécialisées dans le transport des ions. Elles sont appelées canaux ioniques. Ces protéines sont insérées dans les membranes biologiques et permettent de contrôler les flux ioniques qui traversent les cellules vivantes en s’ouvrant et se fermant. Pour chaque espèce ionique, l’organisme dispose de canaux ioniques précis. Ainsi dans les membranes des cellules il existe  des canaux sodium pour le transport des ions sodium (Na+),  des canaux potassiques qui sont spécialisés dans le transport des ions potassium (K+), des canaux calcium pour les ions Ca2+ et les canaux chlorure pour les anions Cl.

Intéressons nous plus précisément aux canaux chlorure. Les canaux chlorure (Cl) constituent une famille hétérogène de protéines membranaires ubiquitaires impliquées dans les mouvements Cldes cellules eucaryotes et procaryotes. Chez l’homme, ils jouent un rôle physiologique majeur dans les cellules non-excitables (cellules épithéliales et glandulaires) et les cellules excitables (neurones, cellules musculaires et cardiaques). Leur activité règle les fonctions de sécrétion/absorption des épithéliums respiratoire, digestif et rénal. Ils participent aux propriétés contractiles des cellules musculaires lisses des vaisseaux, des bronches et du système digestif. Dans les tissus épithéliaux absorbant et sécréteur, les mouvements d’eau et d’électrolytes sont dépendants de l’activité de nombreux canaux ioniques et transporteurs dont la localisation apicale ou basolatérale détermine le sens et la nature du flux de transport. L’ouverture de canaux Cl- apicaux donne l’impulsion nécessaire à un phénomène sécrétoire comme la sécrétion de bicarbonate du pancréas exocrine, de l’intestin ou du plexus choroïde ; de HCl par les cellules oxyntiques gastriques et de NaCl par les glandes sudoripares et bronchiques. L’ion Cl étant l’anion perméant le plus abondant dans les conditions physiologiques, ces canaux assurent ainsi dans tous les tissus des fonctions importantes pour l’homéostasie.

 Environ 40 gènes ont été clonés à ce jour et lorsqu’ils s’expriment dans des systèmes d’expression appropriés, ils génèrent une conductance Cl. Parmi ceux-ci, on peut distinguer les canaux Cl dépendant du calcium (TMEM16A, CaCC1 à CaCC6 et bestrophin hbest1 à hbest4) ; dépendant du voltage (ClC-0, ClC-1 à ClC-7, ClC-K) ; et dépendant de l’AMPc (CFTR). En revanche, pour d’autres conductances Cl activées par des variations du volume cellulaire (IClvol) ou du pH externe (IClpH), les gènes correspondants sont inconnus. 

Le dysfonctionnement de certains de ces canaux est à l’origine de pathologies humaines. Citons par exemple des maladies musculaires (myotonie récessive type Becker et dominante type Thomsen : mutations de ClC-1) ; rénales (syndrome de Bartter : mutations de ClC-K ; maladie de Dent : mutations de ClC-5), osseuses (ostéopétrose ou maladie des os de marbres : mutations de ClC-7) et occulaires (dystrophie maculaire de Best : mutations de hbest). La mucoviscidose (Cystic Fibrosis : CF), maladie génétique grave dont les mutations du gène CFTR codant pour la protéine CFTR (Cystic Fibrosis Transmembrane conductance Regulator) entraînent des anomalies des transports d’ions et d’eau associés à une infection et inflammation bronchique. Enfin les canaux Cl sont impliqués dans les pertes hydriques intestinales lors de diarrhée chlorée et du choléra.

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