-36

-36 -30 -24 -18 -12 -6 0

0

50

100

150

200

250Rat

15 20 25 30 35 40

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

weeks hours

Human

Evolution de la motricité utérine spontanée en fin de gestation

Physiologie de la cellule musculaire lisse utérine(intégration de signaux endocriniens et nerveux)

De l'état quiescent à la contraction

Utérus = organe de la nidation/ implantation Structure: Innervation Vascularisation Variations anat. L'utérus est un organe contractile Mécanismes de la contraction

Interaction des protéines contractilesMédiateurs intracellulaires de la contractionCa2+, nucléotides cycliques, canaux K+

Facteurs de contrôle de la motricité utérineStéroïdesRécepteurs membranaires couplés aux protéines G

Agents stimulantsAgents relaxants

Transcriptome utérin (met en évidence d'autres signaux)

Utérus = organe de la nidation/ implantation

in "La reproduction chez les mammifères et l'homme" Thibault & Levasseur eds, Ellipse/Inra, Paris, 2001.

Cordon ombilicalL. A.

Fœtus

Placenta

UtérusMembranes EHG

Vagin

Col

Variations anatomiques

Humain

RongeurLagomorphes

ruminants

Utérus bicorne

Structure de la paroi utérine

in "La reproduction chez les mammifères et l'homme" Thibault & Levasseur eds, Ellipse/Inra, Paris, 2001.

InnervationAutonome de

l’utérus

in "La reproduction chez les mammifères et l'homme" Thibault & Levasseur eds, Ellipse/Inra, Paris, 2001.

in "La reproduction chez les mammifères et l'homme" Thibault & Levasseur eds, Ellipse/Inra, Paris, 2001.

Neuromédiateurs bien caractérisés dans l'utérus

in "La reproduction chez les mammifères et l'homme" Thibault & Levasseur eds, Ellipse/Inra, Paris, 2001.

Structures et fonctions particulières

• Caveolae

• Gap junctions

• Activité pace-maker

in Taggart, News Physiol Sci, 2001, 16, 61-65

in Carbonne et al., EMC, 2002, S-049-D-25, 19p

Fonction contractile de l'utérus

Remontée des spermatozoides Distribution des embryons Menstruation (primates) Parturition/ accouchement

Etude in vivo (PIU et EMG) Etude in vitro (lambeau musculaire isolé / stimulations

de champs / mesure [Ca2+]i / patch clamp) Caractérisation biochim. & pharmacol. des messagers

0

20

40

60

80

100

120

0 24 48 72 96 120 144 168 192 216 240 264 288 312

NB CU DuréeAMP CUx100 Moy. mobile sur 3 pér. (NB CU)Moy. mobile sur 3 pér. (Durée) Moy. mobile sur 3 pér. (AMP CUx100)

CU chez la rate cyclique, fortement dépendantes du cycle ovarien

- 8 heures

- 4 heures

204 206 208 210 212 214 2160

2

4

204 206 208 210 212 214 216-10

0

10

204 206 208 210 212 214 216-10

0

10

554 556 558 560 562 564 5660

2

4

554 556 558 560 562 564 566-10

0

10

554 556 558 560 562 564 566-10

0

10

114 116 118 120 122 124 1260

2

4

114 116 118 120 122 124 126-10

0

10

114 116 118 120 122 124 126-10

0

10

Expulsion

Parturition chez les primates

Utérus "quiescent" activité découplée (GJs, syst. transduction procontractile déprimé)

Utérus hypercontractile activité synchonisée rep. optimale aux agonistes contractiles

Mécanismes moléculaires de la contraction Interaction des proteines contractiles

• Myosine, actine, MLCK, Ca2+-calmoduline (CaM)• Calponine, caldesmone, "état loquet"• Rho-A

Médiateurs intracellulaires de la contraction• Ca2+ libre• Influx de Ca2+

• Calcium intracellulaire - IP3 (IICR) - CICR, ryanodine - ATPase membranaires

Nucléotides cycliques et relaxation• AMPc• GMPc• PDEs

Récepteurs membranaires et systèmes de transductiondans la cellule musculaire de l’utérus

Phosphorylation MLC20 & Rho-associated-kinase (ROK)

in Oh et al., J Vet Med Sci, 2003, 65, 43-50

Rat G19-G21)

Tonic contractions Phasic contractions

(Inhibiteur ROK)

in Oh et al., J Vet Med Sci, 2003, 65, 43-50

Phosphorylation MLC20 & Rho-associated-kinase (ROK)

(inhibiteur PKC)

in Oh et al., J Vet Med Sci, 2003, 65, 43-50

Phosphorylation MLC20 & Rho-associated-kinase (ROK)

in Oh et al., J Vet Med Sci, 2003, 65, 43-50

Phosphorylation MLC20 & Rho-associated-kinase (ROK)

in Oh et al., J Vet Med Sci, 2003, 65, 43-50

Phosphorylation MLC20 & Rho-associated-kinase (ROK)

C= rhoA cytosol M= rhoA membrane

in Breuiller-Fouché et al., Biol Reprod, 1998, 59, 153-159

+ calphostin C (1µM)

PKC dans les cellules myométriales humaines

Phorbol 12-13 dibutyrate

in Breuiller-Fouché et al., Biol Reprod, 1998, 59, 153-159

PKC dans les cellules myométriales humaines

Exposition 1µM PDB

in Breuiller-Fouché et al., Biol Reprod, 1998, 59, 153-159

PKC dans les cellules myométriales humaines

Cyclic nucleotides in myometrial cellsstimulus

proteine kinase G

Biological Responses

ATP GTP

5’ AMP 5’ GMPBiological

Responses

+cyclases

+

PHOSPHODIESTERASES

cAMP cGMPproteine kinase A

Induction de la PDE4B2 dans des cellules myométriales humaines

in Oger et al., JCEM, 2002, 87, 5524-5531IL-1 induit production PGE2

in Oger et al., JCEM, 2002, 87, 5524-5531

Induction de la PDE4B2 dans des cellules myométriales humaines

Induction cAMP par IL-1

in Taggart, J Physiol, 1998, 511.1, 133-144

[Ca2+]i

[Ca2+]i

Cyclopiazionic acid

IICR et CICR dans myomètre de rat gravide (G21-G22)

[Ca2+]i Libère Ca2+ du reticulum

in Taggart, J Physiol, 1998, 511.1, 133-144

[Ca2+]i

[Ca2+]i

[Ca2+]i

IICR et CICR dans myomètre de rat gravide (G21-G22)

Les facteurs régulateurs• Stéroïdes

– E2: ER inhibe ER– P4: PRA inhibe PRB

• Récepteurs membranaires ("GPCR")– Stimulants

• PGs• Ocytocine• Endothéline• Catécholamines• Acétylcholine

– Relaxants• beta2 adrénergiques• NO• relaxine

Profils stéroïdiens plasmatiques, prépartum

in "La reproduction chez les mammifères et l'homme" Thibault & Levasseur eds, Ellipse/Inra, Paris, 2001.

Functional progesterone withdrawalat parturition

A shift to PR-A dominance in myometrium at term together with a loss of PR in fetal membranes provides evidence for a functional progesterone withdrawal mechanism, which may facilitate the initiation of parturition in primates.

in Haluska et al., J Soc Gynecol Investig 2002;9:125–36

SSR126768A antagoniste compétitif de l'ocytocine

in Serradeil-Le Gal et al., JPET, 2004, 309, 414-424

Inhibition de la signalisation IP3/calcium (antagoniste ocytocine)

Déplacement de la réponse OT chez la rate vigile en cycle

in Serradeil-Le Gal et al., JPET, 2004, 309, 414-424

Inhibition de la signalisation IP3/calcium (antagoniste ocytocine)

Cellules myomètre humain préincubées avec fura 2-AM et stimulées par OT

in Serradeil-Le Gal et al., JPET, 2004, 309, 414-424

Stimule signalisation AMPc ou inhibe signalisation IP3/calcium

Inhibition de la signalisation IP3/calcium (antag. endotheline-1)

Cellules myométriales humaines cultivées dans un support collagène

in Dallot et al., Biol Reprod, 2003, 68, 937-42

BQ123= inhibiteur ETABQ788= inhibiteur ETB

Approches nouvelles par les techniques d’hybridation sur membranes (microarrays). Analyse du transcriptome

196 genes/ square, 1176 in totalArray layout for Human 1. 2. I

and 1. 2. II

Transcription factorsDNA binding proteins

Oncogenes - cell cycle. channels - transduction Apoptosis – DNA repair

Receptors – antigenAdhesion molecules Cytokines - GF - hormones

Preterm labor at termdown-regulated genes in the myometrium

Miscellaneous31%

Uterine contraction

16%

Immune system

12%

Integrins4% Growth/Prolif.

37%

adapté de Charpigny et al., Biol Reprod, 2003, 68, 2289-2296

Preterm labor at termup-regulated genes in the myometrium

Growth/Prolif.

25%

Inflammatory18%

Miscellaneous

14%

Uterine contraction

11%

Immune system

32%

adapté de Charpigny et al., Biol Reprod, 2003, 68, 2289-2296

Fil. épais (myosine)

RELAXATION

CONTRACTION

Fil. fin (actine)

Ca2+AMPc

Ca2+RE

INHIBITION

Cellule myométrialeProtéine G adenylyl

cyclaseGi

Agents 2-adrénergiques

Agents -adrénergiques

PGEPGI2

Phosphodiestérase(Ca2+ calmoduline, GMPc) AMPc

ATP

Dégradation

MLCK

Rcs

INHIBITION

Kinase

INHIBITION

Myosine phosphoryléeCa2+ ~Calmoduline~

Rcs Rcs

DAG1-adrénergiques

muscariniques

Prostaglandines

OcytocineATP

Protéines G+

PLC IP3

RcsRcsRcsRcs

AMPc DAG Ca2+

PKA PKC

Phosphorylationde protéines

Facteurs de croissancehormones

Tyrosine kinase

Rcs

Ca2+

Ca2+ROC

VOC

Synthèse protéique

Multiplicationcellulaire Différenciation

Modulation des systèmes régulateurs(récepteurs aux hormones)

ou effecteurs (protéines contractiles)

NOYAU

ADN

ARNm

Estrogènesprogestérone

Intégration des facteurs de contrôle de l ’activité contractile de l'utérus pendant la gestation

UtérusSN autonome

Placenta

Facteursutérorelaxants Facteurs utérotoniques

Système nerveuxcentral

Hypophyse

SurrénalesOTPGE/F

OT ?

Subst. P

NorAd.

Ach.

CGRP

PGI2NO

Anencéphalie

Progestérone

Adrénaline

Surrénalesfoetales

Hypophysefoetale

Membranesfoetales

Foetus