Enzyme de conversion

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L’enzyme de conversion, ou kininase II (ECA) est une ectoenzyme membranaire de 180 kDa qui existe sous deux formes [21]: l’une soluble dans le plasma, le liquide céphalorachidien (LCR) et de nombreux fluides physiologiques et l’autre ancrée à la membrane plasmique de différents types de

cellules (cellules endothéliales, cellules épithéliales et cellules

neuroépithéliales). C’est la forme tissulaire qui joue un rôle prépondérant dans la conversion d’Ang I en Ang II

L’ECA possède deux sites catalytiques distincts appelés site N-terminal et C-terminal. Ces deux sites ont certaines propriétés communes et quelques propriétés distinctes. Les deux sites catalysent le clivage de l’angiotensine I et de la bradykinine avec une efficacité identique. Le domaine N-terminal clive de manière physiologique l’angiotensine 1-7 [58] et le peptide hémorégulateur AC-SDKP [17, 218]. Le substrat physiologique du site C-terminal n’est pas connu.

 Rôles de l’enzyme de conversion

L’enzyme de conversion (ECA) est une métalloprotéase à zinc qui possède deux domaines amino et carboxyterminaux avec chacun son site actif (dipeptidyl-carboxypeptidase) [274].

Elle a de multiples substrats, en dehors de l’Ang I, elle est capable de dégrader la bradykinine (BK), peptide vasodilatateur, en un métabolite inactif (BK1-7) mais aussi le tétrapeptide N-Acétyl-Séryl-Aspartyl-Lysyl-Proline

(AC-39

SDKP) impliqué dans le contrôle de la prolifération des cellules souches

hématopoïétiques [17].

L’ECA augmente donc la production d’un vasoconstricteur puissant, l’Ang II, en dégradant parallèlement un vasodilatateur potentiel, la BK.

 ECA-2

Un homologue humain de l’ECA a récemment été décrit [251]. L’ECA-2 est également une métalloprotéase à zinc de 805 acides aminés ayant une homologie de structure significative avec l’ECA [151]. Contrairement à l’ECA, elle a une fonction carboxypeptidase et dipeptidyl-carboxypeptidase, ce qui aboutit à l’hydrolyse de l’Ang I en Ang 1-9 et de l’Ang II en Ang 1-7 ainsi qu’à la dégradation de la BK. En revanche, l’ECA-2 est incapable de convertir l’Ang I en Ang II et son activité enzymatique n’est pas bloquée par les inhibiteurs de l’ECA.

L’ECA-2 est donc un inhibiteur de la formation de l’Ang II en stimulant des voies alternatives de dégradation de l’Ang I. Cette enzyme a été localisée au niveau de la membrane des cardiomyocytes, des cellules de l’endothélium et du tubule rénal ainsi qu’au niveau du testicule.

La mutation du gène de l’ECA-2 n’a pas de conséquence sur le plan tensionnel mais entraîne une augmentation de la concentration d’Ang II et une anomalie de la contractilité cardiaque [55]. Cette enzyme est donc en partie un contre-régulateur physiologique de l’ECA

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I.2.4. Angiotensine II

 Définition et effets biologiques

L’angiotensine II est un octapeptide généré par clivage de l’angiotensine I (décapeptide inactif) sous l’action de l’enzyme de conversion de l’angiotensine (figure 4).

Figure 4 : Schéma illustrant la cascade enzymatique du SRA qui aboutit à la

formation de l’octapeptide active (angiotensine II) [153] Les principaux effets biologiques de l’angiotensine II sont [153] :

 Des effets vasculaires: L’Ang II exerce une action vasopressive et trophique sur les cellules musculaires lisses des parois du système cardiovasculaire. Sur le plan vasculaire, on peut distinguer les effets

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immédiats de l’Ang II sur l’hémodynamique et les effets tardifs sur la synthèse des constituants de la paroi artérielle [81];

 Des effets surrénaliens: l’Ang II stimule la production d’aldostérone par les cellules de la zone glomérulée du cortex surrénal ;

 Des effets rénaux: l’Ang II intervient dans la régulation du débit sanguin rénal et de la filtration glomérulaire par une action vasoconstrictrice des artérioles efférente et afférente glomérulaires, dans la réabsorption tubulaire de sodium (soit directement dans le tube proximal en activant l’échangeur Na/H, soit indirectement dans le canal collecteur en stimulant la sécrétion surrénale de l’aldostérone) et dans la régulation de la sécrétion de rénine au niveau de l’appareil juxta-glomérulaire ;

 Des effets cérébraux: à ce niveau, l’Ang II agit par la stimulation de la soif en activant la sécrétion de vasopressine et par la régulation centrale de la pression artérielle ;

 Des effets sur le système nerveux sympathique: l’Ang II stimule la libération de noradrénaline ;

 Des effets tissulaires: l’Ang II possède une action trophique et hyperplasique.

En effet, l’Ang II a une action rapide qui vise à contrebalancer une baisse de pression artérielle et/ou de volémie alors qu’à long terme elle a une action sur le remodelage vasculaire en favorisant l’hypertrophie des cellules musculaires lisses et la production de matrice extracellulaire. Ces effets trophiques associés à son action vasoconstrictrice aboutissent à une diminution de la compliance des artères élastiques et à une élévation des résistances périphériques.

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L’Ang II a un effet endocrine sur sa propre sécrétion en exerçant un feed-back négatif rapide sur la sécrétion de rénine et un feed-feed-back positif sur la

synthèse hépatique d’angiotensinogène [126]. Alors que les demi-vies

plasmatiques de la rénine et de l’angiotensinogène sont assez longues, l’Ang II est dégradée en quelques secondes par des peptidases en plusieurs métabolites actifs: l’Ang III qui agit sur les mêmes récepteurs que l’Ang II, l’Ang IV et l’Ang 1-7 qui possèdent leurs propres récepteurs avec des effets distincts.

 Voies de formation de l’angiotensine II

L’enzyme de conversion (ECA) n’est pas la seule enzyme capable de transformer l’angiotensine I en angiotensine II, et une partie de cette synthèse peut être conservée malgré l’inhibition totale de l’ECA.

Ainsi, un groupe d’enzymes tissulaires présent au niveau aortique et dénommé CAGE (Chymostatin sensitive Angiotensin II Generating Enzyme), et la chymase (une enzyme présente chez l’homme au niveau du cœur et des vaisseaux) peuvent réaliser cette transformation. L’affinité de la chymase pour l’angiotensine I est nettement supérieure à celle de l’ECA. Elle serait responsable de 75% de la production intracardiaque d’angiotensine II chez l’homme [259, 258].

D’autres enzymes tissulaires (t-PA, cathepsine G et tonine) transforment directement l’angiotensinogène en angiotensine II [82].

 Récepteurs de l’angiotensine II:

Les effets de l’Ang II sont médiés par des récepteurs membranaires faisant partie de la famille des récepteurs à sept domaines transmembranaires couplés

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aux protéines G. Deux gènes codant pour deux récepteurs à l’Ang II dont la pharmacologie est différente ont été clonés chez l’homme [153].

Les récepteurs AT1

Le récepteur AT₁ est une chaîne polypeptidique de 359 acides aminés

contenant sept segments hydrophobes intramembranaires connectés par trois boucles intra et extracellulaires. Le gène codant pour ce récepteur est exprimé dans les vaisseaux (cellules musculaires lisses), les reins, les surrénales, le cœur, le cerveau et l’hypophyse.

L’activation du récepteur AT₁ par l’Ang II est responsable de la plupart des

actions visant à augmenter la pression artérielle (vasoconstriction, prolifération cellulaire, croissance tissulaire, réabsorption rénale de sodium, stimulation du

système nerveux sympathique, sécrétion de l’aldostérone...) [45].

Les récepteurs AT2:

Le récepteur AT₂ est une chaîne polypeptidique de 363 acides aminés à sept

domaines transmembranaires, couplé à une protéine G, qui a seulement 34 %

d’homologie avec le récepteur AT1. Il est fortement exprimé durant le

développement fœtal dans les tissus mésenchymateux. Chez l’adulte, son expression est réduite mais persiste à un faible taux au niveau de l’endothélium vasculaire, du cœur et du rein [47].

Le mécanisme d’action principal du récepteur AT₂ est médié par la

libération de BK avec pour conséquence la génération de monoxyde d’azote (NO) et GMPc [231, 232].Cette action a pour conséquences une vasodilatation,

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une inhibition de la prolifération cellulaire et possiblement une augmentation de

la natriurèse [44].Son action s’oppose donc à celle du récepteur AT1.

Les récepteurs non AT1 non AT₂

Ils ont été décrits dans les tissus cancéreux et les fibroblastes cardiaques. Leur nature et leur rôle restent à préciser.

I.2.6. Aldostérone

L’aldostérone est une hormone minéralocorticoïde sécrétée par la zone glomérulée du cortex surrénal. Contrairement à la rénine et aux angiotensines (qui sont des protéines et des peptides), l’aldostérone est un stéroïde synthétisé à partir du cholestérol par une série de réactions comprenant plusieurs étapes faisant intervenir différentes enzymes [153].

La sécrétion d’aldostérone est essentiellement régulée par l’Ang II et le potassium extracellulaire. Physiologiquement, les concentrations d’aldostérone et de rénine sont étroitement corrélées. L’Ang II stimule la biosynthèse de l’aldostérone par un effet sur les enzymes stéroïdogènes lors de sa liaison à son

récepteur AT1 situé à la surface des cellules de la zone glomérulée.

L’aldostérone a un rôle central dans la régulation de la volémie et son implication est importante dans certaines formes d’HTA et d’insuffisance cardiaque [206]. Son action principale est la régulation du transport transépithélial du sodium (réabsorption de sodium, excrétion de potassium) dans le tubule collecteur cortical du rein mais aussi dans d’autres organes comme la parotide ou le côlon. Par ailleurs, l’aldostérone a également des effets rapides, non génomiques qui ont été mis en évidence dans plusieurs types cellulaires

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notamment les cardiomyocytes, les cellules musculaires lisses vasculaires et les cellules du muscle strié squelettique [95].

I.3.Compartimentation du système rénine-angiotensine [179]

Le système rénine-angiotensine a été décrit comme un système endocrine par H. Goldblatt en 1934 [104]. La rénine active est synthétisée et stockée par les cellules myoépithélioïdes de l’artériole afférente du glomérule rénal. Sa sécrétion est contrôlée par divers stimuli diminuant la concentration du calcium libre dans la cellule myoépithélioïde (stimulation β-adrénergique, baisse de la tension pariétale dans l’artériole et diminution de la réabsorption du sodium et du chlore par le cotransport Na-K-2Cl de la macula densa). Inversement, l’augmentation du NaCl dans la macula densa et de l’angiotensine II freine la sécrétion de rénine en augmentant la concentration du calcium libre dans les cellules myoépithélioïdes.

La rénine active sécrétée diffuse dans les compartiments plasmatique, lymphatique et interstitiel, de même que son substrat, l’angiotensinogène, synthétisé et sécrété par le foie (il est également probable que de faibles quantités d’angiotensinogène soient directement synthétisées au niveau de la paroi artérielle). A l’opposé, les peptides dérivés de l’angiotensinogène (angiotensines I et II) n’agissent vraisemblablement que dans le compartiment dans lequel ils ont été produits.

Un point important est que si la rénine active diffuse librement dans le plasma, elle s’adsorbe dans les tissus, en particulier dans la paroi artérielle.

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Dans le compartiment interstitiel, les résidus mannose-6 phosphate retiennent la rénine par des liaisons électrostatiques de faible affinité [263] conduisant à un enrichissement en rénine et en angiotensine du milieu interstitiel par rapport au plasma [60]. Un récepteur membranaire ayant une forte affinité pour la prorénine et la rénine active [189] a récemment été mis en évidence. Son implication physiologique et physiopathologique doit encore être précisée [54].