Le cytosquelette

Dans une usine, l'architecture et le type de matériaux utilisés pour édifier la structure confère à cette même usine sa forme et ses caractéristiques. 

Dans une cellule, il existe aussi un organite qui assure de façon générale la forme et l'architecture interne de la cellule en plus de remplir d'autres rôles plus particuliers à chaque type de cellules. Cet organite est le cytosquelette. 

À l'image d'un corps humain qui ne pourrait se soutenir ni maintenir sa forme sans la présence d'un squelette interne, la cellule doit le maintien de sa forme et sa résistance à l'affaissement à la présence d'un cytosquelette interne. À noter que le cytosquelette n'est cependant pas une structure rigide ni articulée comme le mot "squelette" peut le laisser entendre. Ce cytosquelette apparaît dans le cytosol comme un échafaudage impressionnant formé de protéines fibrillaires appelées "fibrilles": ces fibrilles protéiques ne sont pas recouvertes d'une enveloppe membranaire.


tiré et adapté de "Anthony and Thibodeau aux éditions Mosby"


microphotographie au microscope électronique
réf: expmed.bwh.harvard.edu/projects/ actin_dynamics/.

On retrouve deux types importants de fibrilles différentes par leur dimension et leur composition chimique, des microfilaments et des microtubules regroupés en faisceaux ou en formation plus complexe. En présence d'une membrane fluide et d'un cytoplasme visqueux, sans la présence de cet organite lui assurant une certaine forme de même qu'une certaine solidité, il serait facile d'imaginer une cellule qui n'ait d'autre apparence qu'une crêpe aplatie et informe . C'est ainsi qu'un globule rouge peut maintenir sa forme de disque concave arrondi de même qu'un tissu comme l'épiderme composé de plusieurs couches de cellules superposées peut se maintenir sans s'affaisser.

Et à quoi sert-il ce fameux cytosquelette ?

Les cellules qui battent des cils, comme les cellules de la muqueuse respiratoire par exemple, ou encore celles qui se déplacent vers un endroit précis, comme le font les macrophages vers une zone endommagée, ainsi que les mouvements créés par des structures intracellulaires comme lors de la contraction musculaire ou du déplacement des chromosomes lors de la division cellulaire ont depuis longtemps fasciné les biologistes. Tous les détails moléculaires de ces processus ne sont pas encore connus mais il est évident que la responsabilité en revient aux fibres du cytosquelette. 


Microphotographie d'un macrophage alvéolaire attaquant Excherichia coli.(3 500X).
réf:cweb.middlebury.edu/.../projects/ Howard/Mpneumoniae.html


macrophage qui se déplace pour phagocyter une bactérie
réf:www.itrd.gov/pubs/ bro98/hcs.html

L'organisation spatiale des faisceaux de fibrilles du cytosquelette n'est pas rigide. C'est cette organisation qui détermine la forme caractéristique de chaque cellule. En plus de donner forme et résistance à la cellule, ces faisceaux de fibrilles supportent aussi les différents organites cellulaires lesquels pourraient très bien se retrouver pèle-mêle dans le fond de la cellule si une structure de soutien ne les maintenait pas en place dans le cytoplasme de la cellule.

D'une façon plus particulière, mentionnons que, selon le type de cellule, les fibrilles pourront remplir des fonctions spéciales: par exemple, 

Dans les cellules sécrétrices, les fibrilles du cytosquelette serviront de support orienté de façon à diriger les vésicules de sécrétion vers un pôle de la membrane cytoplasmique où elles pourront alors être expulsées hors de la cellule. 

Dans les cellules nerveuses, les fibrilles, appelées neurofibrilles, servent de support au transport des molécules qui ont à voyager le long des prolongements (fibres) nerveux. 

Dans le cas des cellules musculaires, ces fibrilles, appelées myofibrilles, constituent une sorte d'engrenage contractile de façon à permettre à la cellule de se raccourcir lors d'une contraction et de s'allonger lors d'un relâchement. 

D'une façon tout aussi spectaculaire, certaines cellules mettent à profit la capacité de leur cytoplasme de se liquéfier et celle de leur cytosquelette de se contracter pour se déplacer: de fait, des contractions du cytosquelette associées à des mouvements du cytoplasme peuvent déformer la membrane, en l'occurrence très souple et extensible, jusqu'à prendre l'aspect de prolongements appelés "pseudopodes". Grâce à ces pseudopodes, certaines cellules, comme les macrophages, se meuvent dans nos tissus, capturent les microorganismes puis les phagocytent. (voir photographies précédentes)

Les fibrilles du cytosquelette sont aussi, dans une large part,  responsables de l'attachement d'une cellule à ses voisines. Différents points d'ancrage sont ainsi façonnés de façon à maintenir des contacts intercellulaires adéquats entre les différentes cellules qui composent un même tissu. À ce sujet, nous reparlerons d'une façon plus significative de ces contacts intercellulaires dans le prochain chapitre sur l'organisation tissulaire. 

Ces exemples ne constituent en fait qu'un bref inventaire de certaines fonctions reliées aux fibrilles du cytosquelette. Retenons que ces fonctions seront étudiées plus en détails en temps opportun au cours des différents chapitres qui suivent.