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Dernière revue: 04.07.2025
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Selon les concepts modernes, chaque cellule est une unité structurelle et fonctionnelle universelle du vivant. Les cellules de tous les organismes vivants ont une structure similaire. Les cellules se reproduisent uniquement par division.
Une cellule (cellula) est une unité élémentaire ordonnée du vivant. Elle assure les fonctions de reconnaissance, de métabolisme et d'énergie, de reproduction, de croissance et de régénération, ainsi que d'adaptation aux conditions changeantes de l'environnement interne et externe. Les cellules sont diverses par leur forme, leur structure, leur composition chimique et leurs fonctions. Dans le corps humain, on trouve des cellules plates, sphériques, ovoïdes, cubiques, prismatiques, pyramidales et étoilées. La taille des cellules varie de quelques micromètres (petit lymphocyte) à 200 micromètres (ovule).
Le contenu de chaque cellule est séparé de son environnement et des cellules voisines par le cytolemme (plasmolemme), qui assure la relation de la cellule avec le milieu extracellulaire. Les éléments constitutifs de la cellule, situés à l'intérieur du cytolemme, sont le noyau et le cytoplasme, composé d'hyaloplasme, d'organites et d'inclusions.
[ Cytolemme
Le cytolemme, ou plasmalemme, est une membrane cellulaire de 9 à 10 nm d'épaisseur. Il assure des fonctions de division et de protection, et perçoit les influences environnementales grâce à la présence de récepteurs (fonction de réception). Le cytolemme, assurant des fonctions d'échange et de transport, transfère diverses molécules (particules) de l'environnement cellulaire vers la cellule et inversement. Le processus de transfert vers la cellule est appelé endocytose. L'endocytose se divise en phagocytose et pinocytose. Lors de la phagocytose, la cellule capture et absorbe de grosses particules (particules de cellules mortes, micro-organismes). Lors de la pinocytose, le cytolemme forme des protubérances qui se transforment en vésicules, composées de petites particules dissoutes ou en suspension dans le liquide tissulaire. Les vésicules pinocytotiques mélangent les particules qu'elles contiennent à la cellule.
Le cytolemme participe également à l'élimination des substances de la cellule: l'exocytose. Cette exocytose s'effectue à l'aide de vésicules, des vacuoles, dans lesquelles les substances éliminées de la cellule migrent d'abord vers le cytolemme. La membrane des vésicules fusionne avec le cytolemme et leur contenu pénètre dans le milieu extracellulaire.
La fonction réceptrice s'exerce à la surface du cytolemme grâce à des glycolipides et des glycoprotéines, capables de reconnaître des substances chimiques et des facteurs physiques. Les récepteurs cellulaires peuvent distinguer des substances biologiquement actives telles que des hormones, des médiateurs, etc. La réception du cytolemme est le maillon le plus important des interactions intercellulaires.
Dans le cytolemme, membrane biologique semi-perméable, on distingue trois couches: externe, intermédiaire et interne. Les couches externe et interne du cytolemme, chacune d'environ 2,5 nm d'épaisseur, forment une double couche lipidique dense aux électrons (bicouche). Entre ces couches se trouve une zone hydrophobe de molécules lipidiques, d'environ 3 nm d'épaisseur. Chaque monocouche de la bicouche lipidique contient différents lipides: la couche externe contient du cytochrome et des glycolipides, dont les chaînes glucidiques sont dirigées vers l'extérieur; la couche interne, tournée vers le cytoplasme, contient des molécules de cholestérol et de l'ATP synthétase. Les protéines sont situées dans l'épaisseur du cytolemme. Certaines d'entre elles (intégrales ou transmembranaires) traversent toute l'épaisseur du cytolemme. D'autres protéines (périphériques ou externes) se trouvent dans la monocouche interne ou externe de la membrane. Les protéines membranaires remplissent diverses fonctions: certaines sont des récepteurs, d'autres des enzymes, et d'autres encore sont des transporteurs de diverses substances, car elles assurent des fonctions de transport.
La surface externe du cytolemme est recouverte d'une fine couche fibrillaire (de 7,5 à 200 nm) de glycocalyx. Ce glycocalyx est formé de chaînes glucidiques latérales de glycolipides, de glycoprotéines et d'autres composés glucidiques. Les glucides, sous forme de polysaccharides, forment des chaînes ramifiées reliées par les lipides et les protéines du cytolemme.
Le cytolemme à la surface de certaines cellules forme des structures spécialisées: microvillosités, cils, connexions intercellulaires.
Les microvillosités (microvillosités) mesurent jusqu'à 1 à 2 µm de long et jusqu'à 0,1 µm de diamètre. Ce sont des excroissances en forme de doigts recouvertes de cytolemme. Au centre des microvillosités se trouvent des faisceaux de filaments d'actine parallèles, fixés au cytolemme, au sommet et sur les côtés. Les microvillosités augmentent la surface libre des cellules. Chez les leucocytes et les cellules du tissu conjonctif, les microvillosités sont courtes; dans l'épithélium intestinal, elles sont longues et si nombreuses qu'elles forment ce qu'on appelle une bordure en brosse. Grâce aux filaments d'actine, les microvillosités sont mobiles.
Les cils et les flagelles sont également mobiles; leurs mouvements sont pendulaires et ondulatoires. La surface libre de l'épithélium cilié des voies respiratoires, du canal déférent et des trompes de Fallope est recouverte de cils mesurant jusqu'à 5 à 15 µm de long et 0,15 à 0,25 µm de diamètre. Au centre de chaque cil se trouve un filament axial (axonème) formé de neuf microtubules doubles périphériques reliés entre eux, qui entourent l'axonème. La partie initiale (proximale) du microtubule se termine par un corps basal situé dans le cytoplasme de la cellule et également constitué de microtubules. Les flagelles ont une structure similaire à celle des cils; ils effectuent des mouvements oscillatoires coordonnés grâce au glissement des microtubules les uns par rapport aux autres.
Le cytolemme est impliqué dans la formation des connexions intercellulaires.
Les jonctions intercellulaires se forment aux points de contact entre les cellules et assurent les interactions intercellulaires. Ces jonctions (contacts) sont classées en jonctions simples, dentées et denses. Une jonction simple correspond à la convergence des cytolemmes de cellules voisines (espace intercellulaire) à une distance de 15 à 20 nm. Dans une jonction dentée, les protubérances (dents) du cytolemme d'une cellule s'insèrent (en coin) entre les dents d'une autre cellule. Si les protubérances du cytolemme sont longues et s'insèrent profondément entre les mêmes protubérances d'une autre cellule, ces jonctions sont dites en forme de doigts (interdigitations).
Dans les jonctions intercellulaires denses, les cytolemmes des cellules voisines sont si proches qu'ils fusionnent. Cela crée une zone dite de blocage, imperméable aux molécules. Si une connexion dense du cytolemme se produit dans une zone limitée, un point d'adhésion (desmosome) se forme. Un desmosome est une zone à haute densité électronique, d'un diamètre allant jusqu'à 1,5 μm, qui assure la liaison mécanique entre les cellules. Ces contacts sont plus fréquents entre les cellules épithéliales.
Il existe également des connexions de type « lacune » (nexus), dont la longueur atteint 2 à 3 µm. Les cytolemmes de ces connexions sont espacés de 2 à 3 nm. Les ions et les molécules traversent facilement ces contacts. C'est pourquoi les nexus sont également appelés connexions conductrices. Par exemple, dans le myocarde, l'excitation est transmise d'un cardiomyocyte à un autre par les nexus.
Hyaloplasm
L'hyaloplasme (hyaloplasma; du grec hyalinos, transparent) représente environ 53 à 55 % du volume total du cytoplasme, formant une masse homogène de composition complexe. Il contient des protéines, des polysaccharides, des acides nucléiques et des enzymes. Grâce à la participation des ribosomes, les protéines y sont synthétisées et diverses réactions d'échange intermédiaires s'y produisent. Il contient également des organites, des inclusions et le noyau cellulaire.
Organites cellulaires
Les organites (organelles) sont des microstructures indispensables à toutes les cellules, assurant certaines fonctions vitales. On distingue les organites membranaires et non membranaires. Les organites membranaires, séparés de l'hyaloplasme environnant par des membranes, comprennent le réticulum endoplasmique, l'appareil de Golgi, les lysosomes, les peroxysomes et les mitochondries.
Organites membranaires de la cellule
Tous les organites membranaires sont constitués de membranes élémentaires, dont le principe d'organisation est similaire à celui des cytolemmes. Les processus cytophysiologiques sont associés à l'adhésion, la fusion et la séparation constantes des membranes, seules des monocouches membranaires topologiquement identiques pouvant adhérer et s'unifier. Ainsi, la couche externe de la membrane de tout organite faisant face à l'hyaloplasme est identique à la couche interne du cytolemme, et la couche interne faisant face à la cavité de l'organite est similaire à la couche externe du cytolemme.
Organites membranaires de la cellule
Organites non membranaires de la cellule
Les organites non membranaires de la cellule comprennent les centrioles, les microtubules, les filaments, les ribosomes et les polysomes.
Organites non membranaires de la cellule
Transport de substances et de membranes dans la cellule
Les substances circulent dans la cellule, étant regroupées dans des membranes (« mouvement du contenu de la cellule dans des conteneurs »). Le tri des substances et leur déplacement sont associés à la présence de protéines réceptrices spécifiques dans les membranes de l'appareil de Golgi. Le transport à travers les membranes, notamment la membrane plasmique (cytolemme), est l'une des fonctions les plus importantes des cellules vivantes. Il existe deux types de transport: passif et actif. Le transport passif ne nécessite pas de dépense énergétique, tandis que le transport actif est dépendant de l'énergie.
Transport de substances et de membranes dans la cellule
Noyau cellulaire
Le noyau (s. caryon) est présent dans toutes les cellules humaines, à l'exception des érythrocytes et des thrombocytes. Ses fonctions sont de stocker et de transmettre l'information héréditaire aux nouvelles cellules (filles). Ces fonctions sont associées à la présence d'ADN dans le noyau. La synthèse des protéines – acide ribonucléique, ARN et matériel ribosomique – a également lieu dans le noyau.
Division cellulaire. Cycle cellulaire
La croissance d'un organisme résulte de l'augmentation du nombre de cellules par division. Les principales méthodes de division cellulaire dans le corps humain sont la mitose et la méiose. Les processus qui se déroulent lors de ces méthodes de division cellulaire se déroulent de la même manière, mais produisent des résultats différents.