Substance messagère

Les substances messagères sont des substances chimiques utilisées pour la transmission de signaux ou la communication chimique (chimiocommunication). Ils peuvent développer leur effet au sein d'un organisme , entre les individus d' une espèce ou entre différentes espèces. D'autres noms sont médiateur, substance signal, éliciteur , sémiochimique ou infochimique.

Les substances messagères sont fondamentalement importantes pour l'interaction et la communication entre les cellules et les tissus au sein d'un organisme. Chez les plantes, les substances messagères régulent, entre autres, la croissance et le développement ainsi que leur propre protection, par ex. B. d' agents pathogènes ou de prédateurs.

La communication entre les organismes s'effectue également souvent via des substances messagères chimiques, appelées sémiochimiques. Dans le cas de la sémiochimie, une distinction générale est faite entre les phéromones et les allélochimiques :

  • Les phéromones sont utilisées pour la communication entre les organismes d'une espèce ( intraspécifique ),
  • Les allélochimiques transmettent des informations entre les organismes d'au moins deux espèces ( interspécifiques ).

En ce qui concerne les allélochimiques, une distinction est faite entre les allomones utiles pour l'expéditeur, les kairomones utiles pour le destinataire et les synomones utiles pour les deux.

Des exemples d'effet interspécifique sont

  • la capacité de certaines plantes à attirer des parasites de phytoravageurs via certaines allomones .
  • la capacité d'une espèce d'araignée à attirer les mites comme proies à l'aide d'une phéromone sexuelle.

Exemples de substances messagères et leurs effets

Exemples de substances messagères et leurs effets
Messager ou substance signal Lieu de travail Mode d'action effet
Humain hormone Cellules ou tissus du corps L'hormone agit via la molécule réceptrice à la surface de la cellule ( transduction du signal ) Contrôle du métabolisme -vorgänge dans le corps par les hormones thyroïdiennes , y compris la thyroglobuline
L'hormone pénètre dans la cellule (par exemple les stéroïdes) et y réagit avec les protéines réceptrices (par exemple les hormones sexuelles telles que les androgènes ou les œstrogènes )
plante Composés organiques (volatils) Cellules ou tissus de la plante et/ou d'autres organismes Biosynthèse de certaines substances, telles que les inhibiteurs de protéinase dans les tomates Retard dans la croissance et le développement des ravageurs
Biosynthèse et émission ultérieure de composés organiques volatils, tels que les terpénoïdes dans la plante de maïs Attraction active de parasites ou persécuteurs d'insectes nuisibles (interaction tritrophique)
insecte Phéromone Individus de la même espèce Déclenchement d'un certain comportement (par exemple, attractifs ou substances d'avertissement ; phéromones de libération avec un effet à court terme) Attaque massive par les abeilles après une précédente piqûre ( phéromone de piqûre )
Déclenchement d'un changement physiologique (pas nécessairement de comportement ; phéromones d'amorce aux effets durables) Prévention de l'élevage d'une reine chez les abeilles grâce à la substance reine

Classes de substances messagères

Les substances messagères peuvent être divisées en différents groupes ou selon leur fonction et leur effet, la classification ayant souvent des transitions douces ou est tout à fait arbitraire :

Groupes de substances messagères
grouper Remarques, propriétés Exemples) crédits
Les hormones Sont synthétisés dans l'organisme et transmettent des signaux ou des messages à des organes, tissus ou groupes cellulaires plus ou moins éloignés du lieu de formation, qui ont certains effets physiologiques sur leur fonction ; les hormones n'agissent pas directement, mais indirectement, par exemple en modifiant la concentration enzymatique
Cairomones Substances messagères pour la communication entre différentes espèces (appelées allélochimiques ) qui ne profitent qu'à l' organisme récepteur (« destinataire ») z. B. Parfums végétaux qui montrent aux insectes le chemin vers la plante hôte (comme source de nourriture)
Neurotransmetteurs Substances messagères du système nerveux qui excitent ou inhibent les cellules nerveuses; effet local étroitement limité; Neuropeptides ( cytokines ; neurotransmetteurs spéciaux du cerveau) ; réguler la force de certaines réactions ; Les endorphines , par exemple, inhibent la douleur intense, mais peuvent également transmettre des sentiments de bonheur et de relaxation après un effort physique intense
Parahormones Substances messagères qui, d'une manière ou d'une autre, ne répondent pas à tous les critères nécessaires pour définir une hormone Dioxyde de carbone : agit comme substance de communication dans le cadre de la régulation respiratoire
Phéromones Sont excrétés dans l'environnement et déclenchent un certain effet ou comportement ; Contrairement aux allomones, les phéromones fonctionnent entre individus d'une même espèce (intraspécifique) Les phéromones, par exemple, influencent également la façon dont les gens vivent ensemble
Phytohormones Substances messagères dans les plantes; influencer les processus de croissance et de différenciation Éthylène , auxines ; À faible concentration, les auxines stimulent les processus de croissance et de développement tels que la division cellulaire et l'élongation cellulaire dans la plante. Chez les plantes, l'éthylène est impliqué dans les processus de croissance et les réactions de stress

Subdivision selon la fonction et l'effet

Subdivision des substances messagères (sémiochimiques) selon leur fonction et leur effet
effet Classe de substance Nom et effet Exemples) crédits
Intraspécifique Phéromones Amorce : changement physiologique Phéromones d'amorce des abeilles
Intraspécifique Phéromones Releaser : changement de comportement Phéromones sexuelles
Interspécifique Allélochimiques Allomone : avantage pour l'organisme producteur ou préjudice pour le receveur Antibiotiques, toxines, arômes inhibiteurs alimentaires dans les plantes
Interspécifique Allélochimiques Kairomones : Bénéfique pour l'organisme récepteur
Interspécifique Allélochimiques Synonyme : avantage pour l'organisme producteur et récepteur Parfum floral
Interspécifique Allélochimiques Apneumone : libérée par des substrats abiotiques ; peut être bénéfique pour les receveurs et préjudiciable aux organismes habitant le substrat

De nombreuses substances messagères sont des peptides , des stéroïdes , des dérivés d' acides aminés , des dérivés d'isoprène , des aldéhydes ( benzaldéhyde , salicylaldéhyde ) ou des acides tels que l'acide benzoïque , pour n'en citer que quelques-uns.

Littérature

Preuve individuelle

  1. ↑ a b Maison Claus Wasternack & Bettina (2000) : défense contre le stress et développement : jasmonats - signaux chimiques chez les plantes. In : La biologie à notre époque. Volume 30, n° 6, pp. 312-320, doi : 10.1002 / 1521-415X (200011) 30 : 6 <312 :: AID-BIUZ312> 3.0.CO ; 2-8 .
  2. ↑ Uwe Conrath & Heinrich Kauss (2000) : Résistance systémiquement acquise - le "système immunitaire" de la plante. In : La biologie à notre époque. Vol. 30, n° 4, pp. 202-208, doi : 10.1002 / 1521-415X (200007) 30 : 4 <202 :: AID-BIUZ202> 3.0.CO; 2-1 .
  3. ↑ Albert Gossauer : Structure et réactivité des biomolécules : Introduction à la chimie organique . Helvetica Chimica Acta, 2006, ISBN 978-3-906390-29-1 , p. 133 ff .
  4. ^ Stefan Schulz (1997): La chimie du venin d'araignée et de la soie d'araignée. Dans : Angewandte Chemie . Vol. 109, n° 4, pp. 324-337, doi : 10.1002 / ange.19971090404 .
  5. ↑ G. Czihak, H. Langer, H. Ziegler (eds.): Biology - a textbook . Springer Verlag, Berlin 1996, ISBN 3-540-61557-1 .
  6. ↑ Johannes Huber, Elisa Gregor : Le pouvoir des hormones. Verlag Droemer / Knaur, 2005, ISBN 3-426-66974-9 .
  7. ^ Albert Gossauer : Structure et réactivité des biomolécules , Verlag Helvetica Chimica Acta, Zurich, 2006, p.133, ISBN 978-3-906390-29-1 .
  8. ↑ Michael Angrick (1983) : Endorphines. In : La pharmacie à notre époque. Volume 12, n° 5, pages 129-134. doi : 10.1002 / pauz.19830120501
  9. ↑ Joachim W. Deitmer (2000) : Flux d'énergie dans le cerveau. Comment les cellules gliales renforcent les neurones. Dans : La biologie à notre époque . Vol. 30, n° 6, pp. 333-340, doi : 10.1002 / 1521-415X (200011) 30 : 6 <333 :: AID-BIUZ333> 3.0.CO; 2-X .
  10. ↑ Gerhard Czihak, Helmut Langer, Hubert Ziegler (dir.) : Biologie - un manuel . Springer Verlag, Berlin 1996, ISBN 3-540-61557-1 .
  11. ↑ Udo Pollmer, Andrea Fock, Ulrike Gonder, Karin Haug: L' amour passe par le nez. Ce qui influence et guide notre comportement. Kiepenheuer et Witsch, Cologne 2001, ISBN 3-462-03011-6 .
  12. ↑ Klaus Grossmann & Hauke ​​Hansen (2003) : Herbicides à l'auxine : principes actifs au visage de Janus. In : La biologie à notre époque. Vol. 33, n° 1, pp. 12-20, doi : 10.1002 / biuz.200390002 .
  13. ↑ Donald A. Nordlund : Semiochemicals : un examen de la terminologie. Dans: Semiochemicals: Leur rôle dans la lutte antiparasitaire. DA Nordlund, RL Jones, WJ Lewis (Eds.), John Wiley & Sons, New York 1981, pp. 13-28, ISBN 0-471-05803-3 .
  14. ↑ N. Koeniger, HJ Veith : Spécificité d'une phéromone de couvain et reconnaissance du couvain chez l'abeille mellifère (Apis Mellifera L.). Dans : Apidologie. 15, 1984, pp. 205-210, doi : 10.1051 / apido : 19840208 .
  15. ↑ Adolf Butenandt, Rüdiger Beckmann, Erich Hecker : À propos de l'attractif sexuel de la teigne de la soie, I. Le test biologique et l'isolement de l'attractif sexuel pur bombykol. Dans : Journal de Hoppe-Seyler pour la chimie physiologique. 324, 1961, pp. 71-83, doi : 10.1515 / bchm2.1961.324.1.71 .
  16. ↑ Ursula Klaschka : Les substances traces influencent le vivre ensemble , Nachrichten aus der Chemie 59 ( 2011 ) 613-618.