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Histologie : les tissus

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Table des Matières

Avant-Propos

1 - Méthodes de l'Histologie. Concept de tissu

2 - Les relations intercellulaires

3 - Les épithéliums

4 - Les tissus conjonctifs. Les tissus adipeux

5 - Les tissus squelettiques

6 - Les populations cellulaires « libres »

7 - Système nerveux et neurones

8 - Les systèmes nerveux central et périphérique

9 - Les tissus musculaires


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traduction HTML V2.8
V. Morice


Chapitre 2 - Les relations intercellulaires

 

 

La vie d’un organisme pluricellulaire repose de façon incontournable sur la communication et les interactions entre les cellules qui le composent. Il existe deux grands types de communication : 1) la communication verticale, qui n’est autre que l’hérédité, c’est à dire la transmission de parents à enfants des caractères de l’espèce et des spécificités individuelles liées à la recombinaison et à la redistribution des gènes qui s’opèrent pendant la gamétogénèse (méiose) et la fécondation ; 2) les communications horizontales, qui s’effectuent à l’intérieur d’un même individu et qui, pour l’essentiel, correspondent soit aux contacts directs entre cellules (molécules d’adhérence et systèmes de jonction cellule-cellule), soit à l’action de molécules de signalisation. Les molécules de signalisation sont plus ou moins diffusibles, synthétisées et sécrétées par différents types cellulaires (en particulier dans le système nerveux, les régulations hormonales, les processus immunitaires, l’hématopoïèse) et se lient après un trajet plus ou moins long à des récepteurs membranaires, cytoplasmiques ou nucléaires de cellules-cibles, capables de les reconnaître. Dans ces différents modes de communication horizontale, la matrice extra-cellulaire (MEC) joue un rôle de premier plan. En effet, comme elle emplit l’espace entre les cellules, la MEC est impliquée aussi bien dans les contacts directs entre cellules que dans l’action des diverses molécules de signalisation. L’identification et la localisation précise des différentes molécules présentes dans la MEC (essentiellement protéiques et glycoprotéiques) permet de concevoir les interactions entre cellules et entre cellules et MEC, à l’œuvre dans de très nombreux processus embryologiques, physiologiques et pathologiques.

2.1 La matrice extra-cellulaire (MEC)

La MEC est présente à tous les niveaux de l’organisme, mais son abondance et sa composition varient selon les tissus : très abondante dans les tissus conjonctifs lâches, particulière dans les tissus osseux et cartilagineux, très pauvre entre les cellules épithéliales.

Les principales macromolécules de la MEC sont des polysaccharides (glycosaminoglycanes et protéoglycanes) et des protéines fibreuses, de structure (collagènes et élastine) ou d’adhérence (fibronectine et laminine), jouant un rôle important dans les interactions cellule-cellule et cellule-MEC.

2.1.1 Les principaux polysaccharides de la MEC sont des glycosaminoglycanes et protéoglycanes

Les glycosaminoglycanes sont de longues chaînes polysaccharidiques non ramifiées faites de la répétition d’un même motif disaccharidique. Les disaccharides de ce motif comportent un monosaccharide A (acide glucuronique, acide iduronique ou galactose) et un monosaccharide B (N-acétylglycosamine ou N-acétylgalactosamine). Les principaux glycosaminoglycanes présents dans la MEC sont l’acide hyaluronique, le chondroïtine-sulfate, le dermatane-sulfate, l’héparane-sulfate, l’héparine, le kératane-sulfate. L’acide hyaluronique est caractérisé par une longue chaîne unique de plusieurs milliers de résidus sucrés, avec absence de groupements sulfates. De nombreuses protéines extra-cellulaires de la MEC (collagène, fibronectine, laminine) ainsi que des récepteurs cellulaires de surface (comme le CD 44) peuvent se lier à l’acide hyaluronique.

Les protéoglycanes sont formés par un noyau protéique sur lequel se lient des glycosaminoglycanes. Les plus répandus sont la décorine (chondroïtine-sulfate/dermatane-sulfate) présente dans tous les tissus conjonctifs, le perlecan (héparane-sulfate) dans les membranes basales, et l’aggrécane, abondant dans le cartilage. L’acide hyaluronique ne forme pas des protéoglycanes. Par contre, les agrégats de protéoglycanes correspondent à une molécule d’acide hyaluronique sur laquelle se lient de multiples protéoglycanes. Leur charge négative élevée leur permet de retenir de grandes quantités d’eau. Les protéoglycanes ont la capacité de fixer certaines cytokines ou facteurs de croissance, et ainsi de moduler leur biodisponibilité.

2.1.2 La superfamille des collagènes comprend des dizaines de types différents

Les collagènes constituent une superfamille de molécules formée par des protéines classiques et des protéines portant des domaines de type collagénique. Chaque molécule de tropocollagène est composée d’une triple hélice alpha dont la composition en acides aminés diffère selon le type de collagène. Dans un trimère, les chaînes alpha peuvent être identiques ou non. Les fibres de collagène sont formées, dans l’espace extra-cellulaire, par l’assemblage de molécules de tropocollagène synthétisées et excrétées essentiellement par les fibroblastes. On subdivise cette superfamille en plusieurs groupes. Nous n’envisagerons ici que les types de collagène les mieux connus.

2.1.2.1 Le collagène I est le plus communément distribué

Il se trouve dans le tissu conjonctif banal, dans le tissu conjonctif dense, dans le tissu osseux. En ME, les microfibrilles de collagène présentent une striation transversale due à l’alternance de bandes sombres et claires selon une périodicité de 64 à 67 nm.


Ces fibrilles élémentaires, jamais anastomosées, ont une longueur indéterminée et se groupent pour former des fibres qui elles-même s’assemblent en faisceaux ou trousseaux plus ou moins onduleux visibles en MO, surtout après certaines colorations (le safran les colore en jaune, les trichromes en vert ou en bleu, le rouge Sirius en rouge). Ces faisceaux, diversement orientés dans l’espace, sont le substratum essentiel du rôle de soutien mécanique du tissu conjonctif.


2.1.2.2 Le collagène II est surtout présent dans le cartilage

Voir chapitre 5.

Il se présente sous forme de fines fibrilles qui ne se groupent pas en fibres de plus fort calibre.

2.1.2.3 Le collagène III est celui des fibres de réticuline


2.1.2.4 Le collagène IV entre dans la constitution des membranes basales

Voir section 2.1.5.

2.1.2.5 Le collagène X est propre aux chondrocytes hypertrophiques

Voir chapitre 5.

2.1.3 L’élastine est la molécule principale des fibres élastiques

En ME, les fibres élastiques se présentent comme des plages d’une substance amorphe plus ou moins dense aux électrons contenant en périphérie des microfibrilles d’une dizaine de nanomètres de diamètre, constituant un réseau microfibrillaire, dépourvues de striation.

La composition moléculaire des fibres élastiques est complexe. Le composant amorphe est principalement constitué d’élastine (précédée par la tropo-élastine) ; le réseau microfibrillaire est fait de plusieurs glycoprotéines dont les plus abondantes sont les fibrillines.


En MO, les fibres élastiques (caractérisées, comme leur nom l’indique, par leur élasticité) ne sont visibles qu’après colorations spéciales (orcéine, fuchsine-résorcine) qui les font apparaître sous forme d’un réseau de fines fibres allongées et anastomosées.

Les fibres élastiques sont dispersées en nombre variable dans le tissu conjonctif lâche et sont abondantes dans les ligaments élastiques, les lames élastiques des grosses artères, le cartilage élastique.


2.1.4 La fibronectine est un des maillons-clés de l’adhérence des cellules à la MEC

La fibronectine est une glycoprotéine extra-cellulaire ubiquitaire. Elle est présente sous forme soluble (sécrétée par les hépatocytes et les cellules endothéliales) dans les liquides de l’organisme et sous forme insoluble dans la MEC, où elle est sécrétée par les cellules mésenchymateuses (en particulier les fibroblastes) et par certaines cellules épithéliales. Elle présente de nombreux sites de liaison pour des protéines de la MEC (comme le collagène, la thrombospondine), des récepteurs membranaires (tels que les intégrines), des protéines du sang circulant (comme la fibrine), des glycosaminoglycanes (comme l’héparine et le chondroïtine-sulfate).

La fibronectine, en plus de son rôle de molécule majeure de l’adhérence cellulaire avec le tissu conjonctif, intervient dans la communication cellulaire. La liaison fibronectine-intégrines membranaires peut activer des voies de transduction du signal (via des protéines kinases ou le cytosquelette) modifiant le comportement cellulaire (par exemple prolifération, différenciation, motilité). Ainsi, la fibronectine joue un rôle fondamental au cours de l’embryogénèse et dans de multiples processus physiologiques (cicatrisation, hémostase, angiogénèse) ou pathologiques (inflammation, cancérogénèse).

2.1.5 Les membranes basales (MB) entourent certains types cellulaires

Dans un but de simplification, les termes de « membrane basale » et de « lame basale » sont considérés comme synonymes.

2.1.5.1 La MB correspond à une région spéciale de MEC formant une couche complexe autour de tout ou partie de la membrane plasmique de certaines cellules

La distribution topographique des MB est ubiquitaire : une MB se trouve à l’interface entre la face basale des cellules épithéliales et la MEC sous-jacente, mais également autour des adipocytes, des cellules musculaires, des cellules de Schwann, de certaines régions des astrocytes, etc. Visible en MO sous la forme d’un trait rouge (après coloration par le PAS) ou noir (après imprégnation argentique) surlignant le pôle basal des cellules épithéliales, la MB apparaît en ME sous la forme d’un fin feutrage de filaments irréguliers s’orientant dans les trois plans de l’espace.


Elle est constituée de 3 couches superposées de la membrane plasmique vers la MEC, successivement : la lamina rara, transparente aux électrons, la lamina densa et la lamina reticulata. L’aspect morphologique, la composition moléculaire, l’épaisseur des MB varient selon les types cellulaires.


  • La famille des collagènes IV est caractéristique des MB où ils forment un réseau stable de polymères.
  • La famille des laminines participe aux MB. Les molécules de laminine 1 s’assemblent pour former un réseau qui, associé au réseau formé par le collagène IV, constitue la trame de fond de la plupart des MB. La laminine 2 joue certainement un grand rôle dans le maintien de la fonction normale du muscle squelettique. La laminine 5 se trouve dans les régions de MB situées en regard des hémidesmosomes.
  • Le nidogène/entactine relie, au sein du double réseau de collagène IV et de laminine des molécules diverses comme le perlecan (heparan-sulfate protéoglycane), la SPARC (secreted protein acidic and rich in cystein), la fibuline.
  • Des constituants extrinsèques, comme la fibronectine, participent à la constitution des MB.
  • En regard de la MB, la surface cellulaire présente de nombreux récepteurs à des molécules de la MEC : en particulier, des récepteurs à la fibronectine (intégrines), des récepteurs à l’acide hyaluronique (comme le CD44), des récepteurs à de nombreuses cytokines.

2.1.5.2 Les MB ont de multiples fonctions

En plus de leur rôle de structure (ancrage des cellules dans le tissu conjonctif), les MB interviennent dans de nombreux processus physiologiques. Selon leur localisation, les MB peuvent déterminer des barrières physiologiques avec le milieu extérieur (au niveau des épithéliums de revêtement) ou avec le compartiment vasculaire, ou peuvent jouer un rôle de filtre sélectif (comme au niveau de la barrière glomérulaire). Enfin, les MB ont un rôle important dans la détermination de la polarité et de la différenciation cellulaires (tout particulièrement au niveau des cellules épithéliales) ainsi que dans les processus de réparation tissulaire, où elle sert de support à la migration cellulaire.

2.1.6 La matrice péri-cellulaire se situe entre la membrane plasmique des cellules et la MEC

La matrice péri-cellulaire est la zone de transition entre le revêtement cellulaire (cell coat ou glycocalyx) et la MEC. A son niveau, les ectodomaines des glycoprotéines, protéoglycanes et glycolipides de la membrane plasmique se trouvent entremêlés avec de l’acide hyaluronique et une variété de glycoprotéines et protéoglycanes de la MEC.

2.1.7 La MEC joue un rôle physiologique important

Selon sa composition moléculaire, la MEC joue différents rôles physiologiques (architecture, soutien mécanique, nutrition, stockage moléculaire, support des migrations cellulaires, etc...). Les différents composants de la MEC sont dégradés par différents protéinases (en particulier, les métalloprotéinases et le système plasmine/activateurs du plasminogène). Le renouvellement de la MEC est déterminant dans la croissance, le développement ou la réparation des tissus, mais intervient aussi dans de nombreux processus pathologiques (cancérogénèse, inflammation, etc).

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2.1 - La matrice extra-cellulaire (MEC)
2.2 - Les molécules d’adhérence
2.3 - Les systèmes de jonction
2.4 - Les molécules de signalisation et leurs récepteurs
2.1.1 - Les principaux polysaccharides de la MEC sont des glycosaminoglycanes et protéoglycanes
2.1.2 - La superfamille des collagènes comprend des dizaines de types différents
2.1.3 - L’élastine est la molécule principale des fibres élastiques
2.1.4 - La fibronectine est un des maillons-clés de l’adhérence des cellules à la MEC
2.1.5 - Les membranes basales (MB) entourent certains types cellulaires
2.1.6 - La matrice péri-cellulaire se situe entre la membrane plasmique des cellules et la MEC
2.1.7 - La MEC joue un rôle physiologique important
2.1.2.1 - Le collagène I est le plus communément distribué
2.1.2.2 - Le collagène II est surtout présent dans le cartilage
2.1.2.3 - Le collagène III est celui des fibres de réticuline
2.1.2.4 - Le collagène IV entre dans la constitution des membranes basales
2.1.2.5 - Le collagène X est propre aux chondrocytes hypertrophiques
2.1.5.1 - La MB correspond à une région spéciale de MEC formant une couche complexe autour de tout ou partie de la membrane plasmique de certaines cellules
2.1.5.2 - Les MB ont de multiples fonctions