Guinguette Marais Poitevin

Matrice extracellulaire des cellules animales

La plupart des cellules animales libèrent des matériaux dans l’espace extracellulaire. Les principaux composants de ces matériaux sont des protéines, et la protéine la plus abondante est le collagène. Les fibres de collagène sont entrelacées avec des molécules protéiques contenant des glucides, appelées protéoglycanes. Collectivement, ces matériaux sont appelés la matrice extracellulaire (figure 1). Non seulement la matrice extracellulaire maintient les cellules ensemble pour former un tissu, mais elle permet également aux cellules du tissu de communiquer entre elles. Comment cela peut-il se produire ?

Figure 1. La matrice extracellulaire est constituée d’un réseau de protéines et de glucides.

Les cellules possèdent des récepteurs protéiques sur les surfaces extracellulaires de leurs membranes plasmiques. Lorsqu’une molécule de la matrice se lie au récepteur, elle modifie la structure moléculaire de ce dernier. Le récepteur, à son tour, modifie la conformation des microfilaments positionnés juste à l’intérieur de la membrane plasmique. Ces changements de conformation induisent des signaux chimiques à l’intérieur de la cellule qui atteignent le noyau et activent ou désactivent la transcription de sections spécifiques de l’ADN, ce qui affecte la production des protéines associées, modifiant ainsi les activités à l’intérieur de la cellule.

La coagulation du sang fournit un exemple du rôle de la matrice extracellulaire dans la communication cellulaire. Lorsque les cellules qui tapissent un vaisseau sanguin sont endommagées, elles présentent un récepteur protéique appelé facteur tissulaire. Lorsque le facteur tissulaire se lie à un autre facteur de la matrice extracellulaire, il provoque l’adhésion des plaquettes à la paroi du vaisseau sanguin endommagé, stimule les cellules musculaires lisses adjacentes du vaisseau sanguin pour qu’elles se contractent (ce qui provoque la constriction du vaisseau sanguin), et initie une série d’étapes qui stimulent les plaquettes à produire des facteurs de coagulation.

Jonctions intercellulaires

Les cellules peuvent également communiquer entre elles par contact direct, appelé jonctions intercellulaires. Il existe quelques différences dans la façon dont les cellules végétales et animales le font. Les plasmodesmes sont des jonctions entre les cellules végétales, tandis que les contacts entre les cellules animales comprennent les jonctions serrées, les jonctions lacunaires et les desmosomes.

Plasmodesmes

En général, de longs tronçons des membranes plasmiques de cellules végétales voisines ne peuvent pas se toucher car ils sont séparés par la paroi cellulaire qui entoure chaque cellule. Comment alors une plante peut-elle transférer l’eau et les autres nutriments du sol de ses racines, à travers ses tiges, et vers ses feuilles ? Ce transport utilise principalement les tissus vasculaires (xylème et phloème). Il existe également des modifications structurelles appelées plasmodesmes (singulier = plasmodesme), de nombreux canaux qui passent entre les parois cellulaires de cellules végétales adjacentes, relient leur cytoplasme et permettent de transporter des matériaux de cellule en cellule, et donc dans toute la plante (figure 2).

Figure 2. Un plasmodesme est un canal entre les parois cellulaires de deux cellules végétales adjacentes. Les plasmodesmes permettent aux matériaux de passer du cytoplasme d’une cellule végétale au cytoplasme d’une cellule adjacente.

Jonctions serrées

Une jonction serrée est un joint étanche entre deux cellules animales adjacentes (figure 3). Les cellules sont maintenues étroitement l’une contre l’autre par des protéines (principalement deux protéines appelées claudines et occludines).

Figure 3. Les jonctions serrées forment des connexions étanches entre les cellules animales adjacentes. Les protéines créent l’adhérence des jonctions serrées.

Cette adhérence serrée empêche les matières de fuir entre les cellules ; les jonctions serrées se trouvent généralement dans les tissus épithéliaux qui tapissent les organes internes et les cavités, et constituent la majeure partie de la peau. Par exemple, les jonctions serrées des cellules épithéliales qui tapissent votre vessie urinaire empêchent l’urine de fuir dans l’espace extracellulaire.

Desmosomes

On trouve également uniquement dans les cellules animales des desmosomes, qui agissent comme des soudures par points entre les cellules épithéliales adjacentes (figure 4). De courtes protéines appelées cadhérines dans la membrane plasmique se connectent à des filaments intermédiaires pour créer les desmosomes. Les cadhérines réunissent deux cellules adjacentes et maintiennent les cellules dans une formation en forme de feuille dans les organes et les tissus qui s’étirent, comme la peau, le cœur et les muscles.

Figure 4. Un desmosome forme une soudure par points très forte entre les cellules. Les cadhérines de liaison et les filaments intermédiaires le créent.

Jonctions gap

Les jonctions gap des cellules animales sont comme les plasmodesmes des cellules végétales : ce sont des canaux entre cellules adjacentes qui permettent le transport d’ions, de nutriments et d’autres substances permettant aux cellules de communiquer (figure 5). Cependant, d’un point de vue structurel, les jonctions gap et les plasmodesmes diffèrent.

Figure 5. Une jonction gap est un pore tapissé de protéines qui permet à l’eau et aux petites molécules de passer entre des cellules animales adjacentes.

Les jonctions gap se développent lorsqu’un ensemble de six protéines (appelées connexines) de la membrane plasmique se disposent en une configuration allongée en forme de beignet appelée connexon. Lorsque les pores (« trous de beignet ») des connexons de cellules animales adjacentes s’alignent, un canal se forme entre les deux cellules. Les jonctions gap sont particulièrement importantes dans le muscle cardiaque : le signal électrique permettant au muscle de se contracter passe efficacement par les jonctions gap, ce qui permet aux cellules du muscle cardiaque de se contracter en tandem.

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