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Acide hyaluronique et matrice extracellulaire : une molécule primitive ? - 29/04/10

Doi : 10.1016/S0151-9638(10)70002-8 
B.-V. Nusgens
Laboratoire de Biologie des Tissus Conjonctifs, GIGA-Recherche, Université de Liège, Belgique 

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Résumé

L’acide hyaluronique, ou hyaluronane, est un polymère constitué de la répétition d’une unité disaccharidique unique, acide D-glucuronique et N-acétyl-D-glucosamine, dont la masse moléculaire peut atteindre 107 daltons. Cette structure primitive s’est révélée remarquable par ses propriétés viscoélastiques, ses capacités hygroscopiques et la diversité des processus cellulaires qu’elle contrôle. Identifié dans tous les tissus des vertébrés, plus de 50% de l’acide hyaluronique de l’organisme est présent dans la peau. Ne possédant pas de cœur protéique, sa synthèse procède d’un processus unique, dépendant de l’activité enzymatique des hyaluronate synthétases agissant à la face interne de la membrane plasmatique et extrudant le polymère en voie de formation vers le milieu extracellulaire. Ce polymère sert de matrice sur laquelle peuvent se fixer jusqu’à une centaine de chaînes de protéoglycannes sulfatés. Ces structures supramoléculaires de taille considérable peuvent fixer de larges quantités d’eau et d’ions pour maintenir l’hydratation et la turgescence des tissus. L’acide hyaluronique est reconnu par la cellule grâce à la présence de récepteurs membranaires, dont le mieux connu est CD44. L’interaction avec ces récepteurs active plusieurs cascades de signalisation intracellulaire régulant la prolifération, la migration et la différenciation. La réponse cellulaire est largement influencée par la taille du polymère d’acide hyaluronique qui se fixe au récepteur ou par celle des fragments générés par sa dégradation par les hyaluronidases et les radicaux libres. L’acide hyaluronique est métaboliquement extrêmement actif, avec une demi-vie dans la peau de moins d’un jour. Détecté dans l’épiderme où il pourrait contrôler la prolifération et la différenciation des cellules basales, il est cependant majoritairement présent dans le derme en association avec le versican. Les propriétés physicochimiques remarquables de l’acide hyaluronique ainsi que la diversité des processus biologiques qu’il contrôle dépassent largement l’image primitive de ce polymère.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Summary

Hyaluronic acid, or hyaluronan, is a polymer made of the repetition of a unique disaccharidic unit, D-glucuronic acid and D-N-acetylglucosamine, that can reach a molecular mass of 107 daltons. This primitive polymer has emerged as a remarkable extracellular matrix component by its viscoelastic properties, its hygroscopic capacities and the diversity of cell processes it controls. Identified in all vertebrate tissues, more than 50% of acid hyaluronic of the organism is present in skin. Having no protein core, its synthesis is performed through a unique process, depending on enzymatic activity of hyaluronan synthases acting at the internal face of the plasmatic membrane and extruding the nascent polymer to the extracellular medium. This polymer constitutes a scaffold on which a large number of sulfated proteoglycans, up to one hundred, can be linked. These supramolecular structures of considerable size are able to entrap large amounts of water and ions to provide tissues with hydration and turgescence. Hyaluronic acid is recognized by cell membrane receptors, notably CD44 which is the best known. Interaction of hyaluronic acid with its receptors triggers several intracellular signaling pathways regulating proliferation, migration and differentiation. Cell response is largely influenced by the size of the polymer and by that of the fragments generated upon degradation by hyaluronidases or free radicals. Hyaluronic acid is metabolically very active, as, for example, its half-life in skin is less than one day. Detected in epidermis where it could play a role in the control of proliferation and differentiation of basal cells, it is however prominent in dermis in association with versican. The remarkable physicochemical properties of hyaluronic acid as well as the diversity of biological processes it controls largely surpass the primitive character of this polymer.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Mots clés : Glycosaminoglycannes, Proteoglycannes, Hydratation, CD44, Signalisation

Keywords : Glycoaminoclycans, Proteoglycans, Hydration, CD44, Signaling


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Vol 137 - N° S1

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