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Biologie cellulaire, le milieu extra cellulaire

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Par   •  17 Février 2016  •  Cours  •  2 517 Mots (11 Pages)  •  1 281 Vues

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Introduction

La matrice extracellulaire (MEC) est un réseau complexe de macromolécules occupant l’espace extracellulaire. Elle présente de grandes variations dans sa composition et son organisation.

Nous prendrons comme modèle d’étude de la MEC le tissu conjonctif, lieu où elle est prépondérante.

Elle possède un rôle essentiel dans :

la formation

le soutien

la plasticité

la réparation des tissus et organes.

La MEC présente une organisation moléculaire complexe qui permet d’expliquer la diversité de ses fonctions. En effet, la MEC peut se calcifier, s’organiser en matrice transparente pour former la cornée ou en corde dans les tendons où elle permet la résistance élastique à la traction.

Elle joue également un rôle dans le processus de métastase.

Dans la MEC, se trouve 2 classes principales de molécules :

·  Des protéines fibreuses : collagène, élastine, fibronectine et laminine.

Ces protéines possèdent 2 fonctions, soutien et adhésion. Le collagène et l’élastine participent au soutien alors que l’adhésion implique la fibronectine et la laminine. 


·  Des chaines de polysaccharides (GAG : glycosaminoglycannes) : Ces chaines sont des enchainements de nombreux sucres (jusqu'à des milliers) associés les uns aux autres, liés de façon covalente aux protéines sous forme de protéoglycannes.

Les protéoglycannes interviennent dans la transition gel/sol car la densité de la MEC varie avec le nombre de protéoglycannes qu’elle contient. 


La MEC provient d’une famille de cellules spécialisées dans la sécrétion d’une MEC spécifique. Cette famille comprend :

les fibroblastes (cellules différenciées)

les cellules cartilagineuses

les cellules osseuses

Pour la sécrétion de la MEC ces cellules sont en coopération avec les cellules entourées d’une lame basale. (La lame basale est une zone différenciée des tissus conjonctifs.) 
A la surface des cellules en rapport avec la MEC, il existe des récepteurs membranaires spécifiques des constituants de la MEC. Ces récepteurs sont des molécules d’adhésion au substrat (SAM). Ils permettent d’établir des relations entre les constituants de la MEC et les cellules. 
Un certain nombre de constituants n’est pas distribué au hasard à l’intérieur des cellules mais de façon organisée et orientée, c’est ce que l’on appelle la polarité cellulaire. 
La polarité d’une cellule peut concerner : 


-  Son architecture générale 


-  Le fonctionnement orienté de ses organites 


-  L’organisation moléculaire de sa membrane plasmique 


-  Ses relations avec les cellules voisines et la MEC 


 La polarité concerne à la fois l’architecture et le fonctionnement de la cellule. 


Pour étudier la polarité cellulaire, 2 modèles principaux s’offrent à nous : la cellule épithéliale et le neurone.

Exemples fonctionnels :
- Le neurone reçoit des informations au niveau du corps somatique et va emettre l'information par l'axone.

L’axone est l’émetteur, il va amener l’information jusqu'à la cellule cible.


La cellule épithéliale va pouvoir capter dans la lumiere intestinale des molecules et va pouvoir les endocyter ou exocyter.

Mais attention : il existe des degrés différents de polarité cellulaire, les cellules ne sont pas toutes polarisées de la même façon.

II. Les constituants de la MEC

Les fibres de collagène de type I : 1er constituant fibreux de la MEC

Le collagène de type I est un collagène fibrillaire c'est-à-dire qu’il est organisé en fibrilles. Il existe de multiples sortes de collagène qui ne sont pas tous fibrillaires. Le collagène de type I présente une grande résistance aux forces de traction. Son unité élémentaire est la molécule de collagène, celle-ci est une glycoprotéine.

Quand on l’observe en microscopie optique, on remarque des faisceaux épais. En microscopie électronique on remarque que chaque fibre comprend des striations périodiques.

La striation périodique résulte de deux phénomènes importants :

·  La répétition d’acides aminés dans chaque chaîne α 


·  La juxtaposition décalée des molécules de collagène


Le fibroblaste synthétise le collagène, qui va ensuite subir des modifications post- 
traductionnelles: N/C/O-glycosylations , hydroxylation sur proline et lysine. 


Organisation : 
Trois chaines α s’associent et sont sécrétées par le fibroblaste dans la MEC. Leurs extrémités N et C-terminales sont alors clivées. Ils y alors organisation des chaines α en fibrilles, pour cela celles-ci s’assemblent dans la longueur et se superposent de façon décalée par rapport à l’étage du dessous. Les fibrilles s’associent alors pour former les fibres qui elles-mêmes vont s’associer en faisceaux. 
Les fibroblastes synthétisent le collagène de type I mais aussi le collagène de type IV, non fibrillaire, contenu dans la lame basale. Cette synthèse s’effectue sous l’influence de différents facteurs, des facteurs généraux notamment des hormones (ex : hormone de croissance) et des facteurs locaux notamment la cytokine produite par les macrophages. Ils existent plusieurs gènes qui conduisent à la synthèse de chaines α différentes. La diversité du collagène est liée à la diversité des chaines α. 
La dégradation du collagène dépend d’enzymes nommées collagénases produites par les fibroblastes, les macrophages et les polynucléaires neutrophiles. Les macrophages phagocytent également les débris des fibres. 


Au cours d’une réaction inflammatoire, la réponse du macrophage

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