LE CALCIUM INTRACBUULAIRE A19

Interfgrences magnkiurn/calcium dam la mesure de I’activitt! ionique intracellulaire

Vincent JACQUEMOND Laboratoire de Physiologie des Eldments Excitables, C.N.R.S. LIRA 180, Universitd Claude Bernard, Lyon 1, France

Le rale physiologique du magntsium (Mg) intracel- lulaire a longtemps dtd considtrt comme limitt A celui de cofacteur, prtsent A concentration proche de 1 mM, pour tout un ensemble de fonctions cellulaires. Cette id& gtnkrale semble en grande partie like A l’absence de methodes fiables et performantes de mesure de l’acti- vitd magndsique, utilisables en particulier sur cellule iso- lee. Parmi les mtthodes les plus rtcemment employees il faut prendre en compte les indicateurs mttallochro- miques ainsi que les nouvelles sondes fluorescentes adapttes A la mesure du Mg. Cependant la plupart des indicateurs disponibles doivent Stre utilists avec prt- caution &ant donnt d’une part leur sensibilitt signifi- cative vis B vis de la concentration en calcium et d’autre part les modifications de leurs propridtts susceptibles de se manifester dans les conditions intracellulaires par rapport aux conditions in vitro.

Difftrents indicateurs mttallochromiques ont dtt utilisds sur le muscle squelettique pour dtterminer la concentration en Mg libre au repos ou ses variations pendant l’activitt. Le manque de stlectivitt de ces indi- cateurs peut &re compensd, soit par un choix appro- prit des longueurs d’onde auxquelles les mesures d’absorption lumineuse sont rtalistes, soit par analyse de la forme du spectre de l’indicateur dans la cellule. Ainsi, il est possible, ZI l’aide de 1’Antipyrylazo 111, de mesurer simultandment les variations de Ca et Mg intra- cellulaire et de quantifier ces variations. Cette techni- que a permis A diffdrents auteurs d’observer une augmentation transitoire lente de la concentration en magntsium en rtponse A une stimulation. Cette varia- tion est ttroitement like A l’augmentation de calcium intracellulaire et son origine rtsiderait dans un proces- sus de compdtition entre Ca et Mg sur des sites de fixa- tion intracellulaires communs. De plus, un signal compatible avec un flux de Mg vers l’inttrieur du rdti-

culum a tgalement t t t observt. Enfin, sur cette m&me prdparation, l’activitd des canaw calciques du rtticu- lum semble dtpendre du niveau basal de Mg.

La modification structurale des indicateurs calci- ques fluorescents tels que fura-2 et indo-1 a permis le dheloppement de plusieurs moltcules prtsentant un changement de fluorescence lors de la fixation de Mg (Furaptra, Mag-indo, ...). Leur affmitd apparente pour le Ca et le Mg apparait respectivement proche de 0.05 mM et 1 mM et les modifications du spectre d’exci- tation ou d’tmission de ces molecules sont similaires lors d’une augmentation de l’un ou l’autre de ces dew cations. Ceci prdsente un avantage puisque un mCme dispositif optique peut &re utilisd pour la mesure de Ca et/ou Mg, par contre, les signaux de fluorescence dd- pendent de la fiixation de ces deux esptces ioniques sur l’indicateur, ce qui complique leur interprttation. Dif- ftrents travaux ont montrt que le Furaptra est parti- culi6rement bien adapt6 B la mesure des variations rapi- des et importantes de calcium dans les preparations musculaires strikes. Ce m&me indicateur a permis de suggdrer qu’une augmentation significative de Mg inter- ne se ddveloppe, en situation de fatigue, sur fibre mus- culaire de souris. En rhgle gtntrale, les interferences calcium/magntsium doivent &re prises en compte au niveau mdthodologique. De plus, de nombreux mdca- nismes impliquts dans la rtgulation du Ca intracellu- laire semblent dtpendre de la concentration en magntsium.

Malgrd certaines difficultts techniques, les sondes actuellement disponibles permettent d’envisager A court terme une meilleure comprdhension de la rtgulation de la concentration en Mg libre intracellulaire et de l’impact fonctionnel de ses variations dans des condi- tions normales ou pathologiques.

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