Spécialisation et intégration cellulaire

Chaque cellule spécialisée possède une structure unique indispensable à sa fonction. Sa forme, sa taille, la présence d'organites spécifiques et la répartition spatiale de ces organites sont déterminantes. Certaines molécules sont aussi présentes à la surface de la membrane (récepteurs, marqueurs) ou liées au réseau interne (cytosquelette, protéines de structure).

Elle possède des caractéristiques structurales et fonctionnelles qui lui permettent de réaliser une ou des fonctions précises dans l'organisme que les autres cellules n'assurent pas.

Nous allons prendre l'exemple des entérocytes pour décrire ces différences.

Cette cellule possède des microvillosités (bordure en brosse) qui permettent d'augmenter par 600 la surface d'absorption. Elles sont maintenues par des microfilaments d'actine. De l'autre côté (vers les vaisseaux sanguins), la cellule est plate (pôle basal) pour là aussi adhérer au maximum et faciliter le passage des nutriments.

On observe également des jonctions intercellulaires :

• La première, au niveau apical (jonction serrée), permet la cohésion via le cytosquelette et assure l'étanchéité.
• Les autres (jonctions communicantes ou gap junctions) permettent des échanges de molécules signaux (AMPc, ) pour coordonner les cellules entre elles.

Les protéines (transporteurs, enzymes) sont également placées aux endroits stratégiques de la membrane.

L'absorption des nutriments est trans-cellulaire : l'absorption est donc contrôlée par la cellule. Tout se déroule suivant un gradient de concentration (ou via un transport actif).

Une partie de cellules souches (situées dans les cryptes de Lieberkühn) maintiennent l'épithélium intestinal. (Leur devenir est contrôlé par la présence de facteurs de transcription (positifs ou négatifs), la position de la cellule souche et les interactions avec les cellules à proximité).

Intégration des cellules dans les tissus, les organes, les systèmes ou les organismes

Les entérocytes ne sont pas directement vascularisés. Certains épithéliums permettent la protection (peaux, épiderme) et d'autres permettent les échanges (intestin grêle, alvéoles pulmonaires). En cas de présence de cils, ceux-ci permettent le mouvement de substances (ex: mucus dans les voies respiratoires).

On distingue également les tissus :

1. Le tissu épithélial (cellules jointives, barrière).
2. Le tissu conjonctif (cellules non jointives et entourées d'une matrice extracellulaire abondante).
3. Le tissu musculaire (excitable donc contractile et conducteur) :
   • Myocytes striés squelettiques : commande volontaire.
   • Myocytes striés cardiaques & Lisses : commande involontaire.
   • Exemple : Pour l'intestin grêle, on trouve une série de muscles lisses (permettant le péristaltisme ou contraction de l'intestin).
4. Dernier type de tissu : tissu nerveux, aussi excitable et composé de cellules nerveuses (neurones) et de cellules gliales.

Note

Tous les organes sont entourés ou soutenus par un tissu conjonctif.

Dans la plupart des organes, l'ensemble de ces tissus sont présents. Dans l'intestin grêle, la majorité des cellules sont des entérocytes. Cependant, 10% des cellules sont des cellules caliciformes qui sécrètent un mucus protecteur sur les entérocytes, ce qui évite que les enzymes de l'intestin grêle ne digèrent les propres cellules de l'organisme. Il y a également des cellules de Paneth, qui sécrètent une péptide antimicrobien, les cellules entéro-endocrines qui produisent des hormones. Enfin, les cellules souches permettent d'assurer le renouvellement cellulaire.