Fiche de révision : Jonctions cellulaires et matrice extracellulaire

📋 Plan du Cours

1. Fonctions des jonctions communicantes
2. Propriétés et structure des gap junctions
3. Régulation et dynamisme des jonctions
4. Adhérence cellule-cellule transitoire
5. Comparaison des jonctions cellulaires
6. Organisation générale de la matrice extracellulaire
7. Glycosaminoglycanes et hydratation
8. Protéoglycanes et complexes matriciels
9. Collagènes et résistance mécanique
10. Fibres élastiques et élasticité tissulaire

📖 1. Fonctions des jonctions communicantes

★ À maîtriser

📌 Les jonctions serrées bloquent le passage à travers les brèches intercellulaires, tandis que les jonctions communicantes créent des voies directes entre les cytoplasmes de cellules adjacentes.

• En microscopie électronique, une jonction communicante correspond à deux membranes adjacentes séparées par une brèche uniforme d’environ 2 à 4 nm.

Compléments

• Les jonctions communicantes existent dans la plupart des tissus animaux, notamment les tissus conjonctifs, les tissus épithéliaux et le tissu cardiaque.

💡 Astuce mémo

Jonctions serrées = barrière ; jonctions communicantes = pont

📖 2. Propriétés et structure des gap junctions

🔑 Notions clés & Définitions

• Connexon : Aussi appelé hémicanal, assemblage de 6 protéines appelées connexines dans une membrane cellulaire.
• Jonction communicante : Constituée de nombreuses paires de connexons alignées, qui forment un canal aqueux continu entre les deux cytoplasmes.

★ À maîtriser

📌 Les jonctions communicantes forment un pore d’environ 1,4 nm qui laisse passer des ions inorganiques et de petites molécules hydrosolubles, mais pas les protéines ni les acides nucléiques.

Compléments

📌 Un connexon homomérique contient 6 isoformes identiques de connexines, tandis qu’un connexon hétéromérique contient des isoformes différentes.

💡 Astuce mémo

Connexines → connexon → canal intercellulaire

📖 3. Régulation et dynamisme des jonctions

★ À maîtriser

📌 Les canaux individuels des jonctions communicantes oscillent entre un état ouvert et un état fermé sous l’effet de stimuli intracellulaires ou extracellulaires.

Compléments

• Les principaux stimuli intracellulaires ou locaux sont:

  • la différence de voltage entre les cellules
  • le potentiel de membrane de chaque cellule
  • le pH cytoplasmique
  • la concentration en Ca2+ libre

• Certaines jonctions communicantes peuvent être régulées par des signaux extracellulaires tels que les neurotransmetteurs.

💡 Astuce mémo

Stimuli intracellulaires ou extracellulaires → ouverture ou fermeture des canaux

📖 4. Adhérence cellule-cellule transitoire

📝 Points essentiels

• Les trois superfamilles impliquées sont:
  • les sélectines
  • certaines intégrines
  • les membres de la superfamille des immunoglobulines

📌 Les sélectines, les cadhérines et les intégrines nécessitent du Ca2+ pour leur adhérence, tandis que les membres de la superfamille des immunoglobulines n’en nécessitent pas.

• Lors de l’inflammation, un leucocyte roule d’abord grâce à une adhérence faible et réversible entre les sélectines endothéliales et des oligosaccharides leucocytaires, puis les intégrines activées assurent une adhérence forte aux immunoglobulines endothéliales avant la transmigration vers le tissu lésé.

💡 Astuce mémo

Sélectines → roulement → intégrines → adhérence forte → transmigration

📖 5. Comparaison des jonctions cellulaires

📝 Points essentiels

📌 Les cadhérines assurent une adhérence homophile entre cellules et sont reliées à l’actine par des caténines, les claudines des jonctions serrées scellent les espaces intercellulaires, et les connexons des jonctions communicantes permettent le passage direct de petites molécules.

• Les jonctions communicantes permettent le passage direct de molécules de taille inférieure à 1000 Daltons et couplent chimiquement et électriquement les cellules.

💡 Astuce mémo

Cadhérines ancrent, claudines scellent, connexons communiquent

📖 6. Organisation générale de la matrice extracellulaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Matrice extracellulaire : Réseau organisé de protéines et de polysaccharides sécrétés localement et assemblés dans le milieu extracellulaire au contact des cellules productrices.

📝 Points essentiels

• Les fibroblastes sont les principales cellules du tissu conjonctif qui sécrètent les macromolécules de la matrice extracellulaire, tandis que les chondroblastes et les ostéoblastes remplissent ce rôle respectivement dans le cartilage et l’os.

• Les trois principales classes sont:

  • les glycosaminoglycanes
  • les protéines fibreuses structurales
  • les glycoprotéines

📖 7. Glycosaminoglycanes et hydratation

🔑 Notions clés & Définitions

• Glycosaminoglycanes : Longues chaînes de polysaccharides constituées de répétitions de disaccharides et fortement chargées négativement par leurs groupements sulfate et carboxylique.

📝 Points essentiels

• Les quatre grands groupes sont:
  • les acides hyaluroniques
  • les chondroïtines sulfates
  • les héparanes sulfates
  • les kératanes sulfates

📌 Les charges négatives des glycosaminoglycanes attirent des cations, notamment le Na+, ce qui fait entrer de grandes quantités d’eau dans la matrice et lui permet de résister à la compression.

📌 L’acide hyaluronique est le seul glycosaminoglycane qui ne se lie pas covalemment à une protéine pour former un protéoglycane.

💡 Astuce mémo

Charges négatives → attraction du sodium et de l’eau → résistance à la compression

📖 8. Protéoglycanes et complexes matriciels

🔑 Notions clés & Définitions

• Protéoglycane : Macromolécule formée par la liaison covalente d’un glycosaminoglycane à une protéine centrale, généralement au niveau d’une sérine par un lien tétrasaccharidique.

★ À maîtriser

• L’aggrécane est un protéoglycane majeur du cartilage, d’une masse moléculaire d’environ 3 × 10^6 Da, composé de plus de 100 chaînes de glycosaminoglycanes, dont environ 100 chondroïtines sulfates et 30 kératanes sulfates.

Compléments

• Environ 100 monomères d’aggrécane peuvent se lier de façon non covalente à une seule chaîne d’acide hyaluronique pour former un agrégat dont la masse moléculaire peut atteindre 10^8 Da.

📖 9. Collagènes et résistance mécanique

🔑 Notions clés & Définitions

• Collagène : Protéine fibreuse structurale formée d’une triple hélice de trois chaînes alpha polypeptidiques et représentant 25 % de la masse protéique des mammifères.

★ À maîtriser

📌 Le collagène de type I forme des fibrilles principalement dans l’os et la peau, tandis que le collagène de type IV forme un réseau en feuillet dans la lame basale.

Compléments

• Une chaîne alpha de collagène contient environ 1000 acides aminés organisés en triplets Gly-X-Y, avec une glycine tous les trois résidus, et la molécule entière mesure environ 300 nm de long.

• Les fibrilles de collagène de type I ont un diamètre de 10 à 300 nm et peuvent s’agréger en fibres de plusieurs micromètres de diamètre.

💡 Astuce mémo

GAGs résistent à la compression ; collagènes résistent à la tension

📖 10. Fibres élastiques et élasticité tissulaire

★ À maîtriser

📌 Les fibres élastiques permettent à la peau, aux vaisseaux et aux poumons de retrouver leur forme après un étirement transitoire, tandis que le collagène limite l’extension et prévient le déchirement.

• L’élastine est la composante principale des fibres élastiques, c’est une protéine très hydrophobe constituée d’environ 750 acides aminés dont les molécules sont reliées par des liaisons covalentes.

Compléments

• Les fibres élastiques sont au moins 5 fois plus élastiques qu’un bracelet en caoutchouc.

• En histologie, la coloration à l’orcéine met en évidence les fibres élastiques en les colorant en rouge.

💡 Astuce mémo

Élastine étirable + collagène limitant l’extension → élasticité sans déchirure

📊 Tableaux de synthèse

Fonctions des principales jonctions cellulaires