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Dévoiler la structure des microvillosités : la science surprenante qui se cache derrière elles !
Les microvillosités sont de minuscules protubérances de la membrane cellulaire qui ont des fonctions biologiques extrêmement importantes. Ces structures augmentent non seulement la surface des cellules, mais favorisent également efficacement la diffusion des substances et réduisent l'augmentation de volume. Les microvillosités ne sont pas seulement impliquées dans les processus d’absorption et de sécrétion, mais jouent également un rôle clé dans l’adhésion cellulaire et la détection mécanique. Cet article explorera en profondeur la structure, l’emplacement, la fonction et la signification clinique des microvillosités, révélant leur rôle étonnant en biologie.
Structure
Les microvillosités sont recouvertes d'une membrane cellulaire et contiennent du cytoplasme et des microfilaments. Bien qu’il s’agisse d’extensions de la cellule, les microvillosités contiennent peu d’organites. Chaque microvillosité possède un faisceau dense de fibres d’actine réticulées, qui constituent le noyau structurel des microvillosités.
Le noyau de chaque microvillosité est composé de 20 à 30 fibres d'actine étroitement regroupées, qui sont réticulées par des protéines de regroupement telles que la fimbrine, la villine et l'espine.
Dans les microvillosités des cellules épithéliales intestinales, un noyau structurel est connecté à la membrane cellulaire sur toute sa longueur, avec des bras latéraux composés d'actine et de protéines de liaison au calcium telles que la calmoduline. Cette conception structurelle rend les microvillosités très efficaces pour maintenir leur forme et leur fonction.
Localisation des microvillosités
Une structure composée de milliers de microvillosités est appelée bordure en brosse et se trouve principalement sur la surface supérieure de certaines cellules épithéliales, comme celles de l'intestin grêle. De plus, des microvillosités sont également présentes à la surface de l’ovule, contribuant à ancrer les spermatozoïdes pénétrants.
La présence de microvillosités augmente la surface d’absorption, facilitant ainsi le processus d’absorption.
De plus, les microvillosités à la surface des globules blancs jouent également un rôle important, en aidant à la migration et à l’activité des globules blancs.
Relation entre les microvillosités et les cellules
Les microvillosités sont des structures cellulaires s'étendant de la surface de la membrane cellulaire, et la teneur en fibres d'actine dans le cytoplasme est la plus élevée près de la surface cellulaire. Ces fibres jouent un rôle déterminant dans la forme et le mouvement des cellules. Lorsque les cellules sont confrontées à des stimuli externes, les fibres d’actine subissent une nucléation, aidant les cellules à changer de forme selon les besoins.
Ce processus de nucléation maintient généralement la longueur et le diamètre des microvillosités uniformes, bien qu'il puisse y avoir de légères variations dans les microvillosités du même tissu de différents organismes.
Par exemple, les microvillosités de l’intestin grêle et du gros intestin des souris diffèrent légèrement en longueur et en épaisseur de leur revêtement de surface.
Fonction
Les microvillosités sont les principales surfaces d’absorption des nutriments dans l’intestin. Ces microvillosités contiennent un grand nombre d’enzymes qui aident à décomposer les nutriments complexes en composés plus simples pour faciliter leur absorption. Par exemple, les enzymes qui digèrent les glucides sont présentes en concentrations élevées à la surface des microvillosités des entérocytes.
Ainsi, les microvillosités augmentent non seulement la surface d’absorption de la cellule, mais augmentent également le nombre d’enzymes digestives qui peuvent être présentes à la surface cellulaire.
Les microvillosités ont également des fonctions importantes dans les cellules immunitaires, leur permettant de détecter les caractéristiques de surface des agents pathogènes et d’autres cellules présentatrices d’antigènes.
Glycocalyx
La surface des microvillosités est recouverte d'une couche de glycocalyx, principalement composée de glycoprotéines périphériques qui peuvent être connectées à la membrane cellulaire par des protéines transmembranaires. Ce glycocalyx peut servir à aider les substances à adhérer, à absorber les nutriments nécessaires ou à servir de protection contre les éléments nocifs. Il peut également y avoir plusieurs enzymes fonctionnelles localisées sur le glycocalyx.
Importance cliniqueLa destruction des microvillosités peut survenir dans certaines maladies, généralement en raison d'un réarrangement du cytosquelette dans la cellule hôte. Par exemple, une perturbation des microvillosités peut être observée dans les infections causées par Escherichia coli entéropathogène (EPEC), la maladie cœliaque et la maladie des inclusions microvilleuses.
La perte de microvillosités peut être bénéfique dans certaines circonstances, comme dans les maladies auto-immunes.
Cependant, une absence congénitale de microvillosités entraîne une atrophie microvillositaire intestinale, une maladie néonatale rare et souvent mortelle. Comprendre la structure et la fonction des microvillosités aidera non seulement la recherche biologique, mais pourrait également avoir un impact profond sur la technologie médicale future.
Combien de mystères et de possibilités de vie se cachent sous ces structures apparemment minuscules de microvillosités ?
