Biominéralisations chez les crustacés : stratégies de stockage

Les crustacés possèdent une remarquable aptitude à élaborer de manière cyclique deux types de calcification : un squelette externe (ou cuticule) inextensible, mais également, chez de nombreuses espèces, en fonction de leur mode de vie, des dépôts transitoires de calcium. Ils sont ainsi sujets à une balance calcique se produisant périodiquement entre deux sources de calcium, exogène et/ou endogène. Les structures de stockage, constituées en majorité de carbonate de calcium précipité au sein d’une matrice organique essentiellement protéique, sont très diversifiées. Alors que le carbonate de calcium se présente sous une forme essentiellement cristalline (pouvant coexister avec la forme amorphe) au niveau cuticulaire chez la plupart des espèces, il adopte une forme exclusivement amorphe au niveau des dépôts calciques. C’est la matrice organique qui est responsable du polymorphe et de la morphologie de la biominéralisation. C’est pourquoi la caractérisation des constituants des matrices organiques constitue un préalable à la compréhension de la formation des structures calcifiées : à ce jour, seules quelques protéines matricielles sont bien caractérisées chez les crustacés. Un autre intérêt des crustacés repose sur la présence d’épithéliums calcifiants (mais aussi décalcifiants), élaborant (et résorbant) les structures de stockage calcique, et dont l’étude permet de mieux comprendre le fonctionnement des tissus similaires rencontrés chez les vertébrés. De même, les crustacés constituent d’excellents modèles pour la compréhension de la régulation hormonale des systèmes calcifiants, d’autant qu’en plus d’un rôle probable de certains ecdystéroïdes, la trilogie hormonale contrôlant le métabolisme calcique des vertébrés (CT/PTH/Vit. D) pourrait être également fonctionnelle chez les crustacés.Crustaceans are a remarkable group of animals because of their ability to elaborate cyclically two kinds of calcified biomineralisations: an unstretchable exoskeleton (or cuticle) and also, for many species, depending of the way of life of the considered animal, transitory calcium deposits. They are in consequence subjected to a cyclic life and notably, to a periodical balance between two sources of calcium, exogenous and/or endogenous. The storage structures, essentially composed of calcium carbonate precipitated within a proteinaceous organic matrix, are very diversified. The calcium carbonate of the cuticle of most of the species is under a crystalline state and/or an amorphous form, whereas calcium deposits are always in amorphous form. The organic matrix is responsible for the mineral polymorph and the morphology of the calcified structures. The knowledge of the features of the components of organic matrices is a necessary prerequisite to understand how these calcified mineralisations are elaborated. Nevertheless, few organic matrix proteins involved in calcification are well characterized in crustaceans to date. Another interest is that the storage structures are elaborated by calcifying/decalcifying epithelia, which mimic vertebrate epithelia. Diverse enzymatic activities have been registered at this level, such as Mg 2+ -ATPase, Na + /K + -ATPase, and carbonic anhydrase. Finally, crustaceans represent convenient models to study the hormonal control of mineralising systems because, besides the involvement of ecdysteroids, the vertebrate tripartite calcium hormonal system (calcitonin, parathyroid hormone, vitamin D) could also regulate the formation of the crustacean calcified structures.