Définition
La cellule est la brique essentielle constitutive de tous les organes et de tous les tissus. Certaines sont toutes petites comme les globules rouges ; d'autres comme les neurones (les cellules nerveuses) peuvent mesurer 1 mètre de long ( !) de bout en bout.
Toute cellule humaine est constituée de la même façon :
- Une membrane comme un sac hermétique qui renferme tout le contenu de la cellule.
- Un cytoplasme qui est donc un liquide salé situé dans la membrane et au milieu duquel flotte le noyau et de petites structures qu'on appelle les organites (mitochondries, réticulum endoplasmique, appareil de Golgi, ribosomes, etc.) dont l'étude fait les délices des biochimistes.
- Le noyau qui est une petite sphère plus ou moins ronde selon les cellules et qui contient les chromosomes qu'on appelle aussi ADN ou matériel génétique . C'est cette molécule d'ADN qui constitue toute la mémoire de la cellule. Certaines cellules comme les globules rouges ne contiennent aucun noyau, car celui-ci a dégénéré.
Vie et mort d’une cellule
- Chaque type de cellule a un rôle précis. La cellule doit non seulement assurer sa propre subsistance (se nourrir, se réparer, se défendre), mais aussi assurer une fonction (fabriquer des hormones, constituer des tissus ou des organes, etc.). Toute sa vie est consacrée à cela.
- Les cellules ont une durée de vie limitée : pour certaines c'est très court (cellules intestinales, cellules de la peau). Pour d'autres c'est assez long (globules rouges, cellules musculaires). Pour d'autres enfin la vie est très longue, les cellules nerveuses durant des décennies. Les cellules doivent se reproduire, notre vie en dépend. A un moment de leur évolution, qui dépend de chaque type de cellule, celles-ci vont se diviser en deux pour donner deux cellules filles strictement semblables. Lorsque les cellules filles ne sont pas semblables à la cellule-mère, c'est qu'il y a eu une mutation, c'est à dire une modification de leur matériel génétique à cause d'un événement extérieur (rayonnement cosmique, particule, produit toxique...). Certaines cellules (notamment celles qui ont une vie courte) se divisent très souvent (toutes les 20 minutes pour une cellule intestinale) ; d'autres se divisent moins souvent et certaines, très peu souvent (la plupart des cellules nerveuses).
- La survie d'une lignée de cellules tient dans leur capacité à se diviser.
La vie de société
Il existe une société des cellules.
Mis à part celles qui vivent de façon autonome comme les cellules sanguines ou les spermatozoïdes, les cellules vivent collées les unes contre les autres pour former ce qu'on appelle des épithéliums (empilement de cellules sur une membrane qu'on appelle la membrane basale). De très nombreux tissus ou organes sont constitués d'épithéliums : les intestins, les vaisseaux, le rein, la peau, etc.
Toutes les cellules doivent vivre en communauté et respecter une sorte de loi commune qu'on appelle l'homéostasie cellulaire . Toute cellule qui enfreint la loi et se divise n'importe comment ou fabrique autre chose que ce pour quoi elle est destinée, est impitoyablement détruite et remplacée. C'est ce qui se passe quand tout va bien. Mais il peut arriver que certaines cellules échappent à l'homéostasie : c'est le cas des cellules cancéreuses.
Des cellules fort éloignées les unes des autres doivent malgré tout pouvoir communiquer entre elles. Et elles envoient des messagers qu'on appelle les hormones. Ces petites protéines sont émises par la cellule qui les fabrique et sont déversées dans la circulation. Les hormones se fixent sur le récepteur de la cellule-cible avec laquelle elle est censée communiquer. Ce récepteur est alors stimulé et déclenche la réaction appropriée. C'est ainsi que l'hypophyse peut inciter la surrénale à fabriquer des corticoïdes en lui envoyant une hormone, l'ACTH qui l'atteindra en passant par voie sanguine.
Le rôle de toute cellule : fabriquer des produits
Certaines cellules sont capables de réaliser de nombreuses réactions chimiques. C'est le cas des hépatocytes (les cellules du foie), qui sont capables de stocker le glucose , de le transformer en énergie ou en d'autres produits comme les acides aminés.
D'autres cellules n'ont qu'une occupation : fabriquer toujours la même hormone : c'est le cas des cellules bêta du pancréas qui fabriquent l'insuline .
D'autres, comme les cellules de l'hypophyse sont capables de fabriquer plusieurs hormones.
Certaines sont dédiées au stockage : c'est le cas des adipocytes qui stockent les acides gras et sont capables de les transformer en glucose si besoin est, et de relancer celui-ci dans la circulation.
D'autres enfin comme les spermatozoïdes ne fabriquent pas de produits mais seulement l'énergie qui leur est nécessaire pour faire bouger leur flagelle et se déplacer.
Comment la cellule sait-elle ce qu’elle doit faire ?
Tout simplement parce que dans son noyau se trouve son matériel génétique, l'ADN. Le principe est le suivant : l'ADN, grâce à une enzyme présente dans son noyau fabrique une sorte de copie qu'on appelle l'ARN messager. Cette longue molécule très fine va sortir par les pores du noyau en direction du cytoplasme. Là, elle va s'introduire dans de petits organites ronds qu'on appelle les ribosomes. Les ribosomes s'enfilent dans l'ARN messager exactement comme un collier de perles. Or l'ARN contient le codage pour des protéines, lesquelles vont être aussitôt fabriquées par les ribosomes et évacuées dans le cytoplasme. C'est ce qu'on appelle la synthèse protéique . Les protéines qui sont formées sont alors soit les enzymes qui réalisent les réactions chimiques que doit effectuer la cellule, soit des hormones qui vont commander à d'autres cellules de fabriquer des produits ou d'autres hormones.
Le contrôle des réactions de synthèse
Il se fait grâce à un système commun à toutes les cellules et qu'on appelle le feedback . L'excès de produit provoque une inactivation de l'enzyme qui lui a permis d'exister. D'autres feedback plus compliqués mettent en jeu des hormones extérieures.
Les maladies des cellules
Le développement excessif
C'est le problème des tumeurs qui peuvent toucher des tissus ou des organes. La prolifération excessive se fait par augmentation anormale du nombre des cellules. Si ces cellules filles sont semblables aux autres cellules, la tumeur est bénigne. Elle grossit, mais les cellules ne sont pas capables d'essaimer ailleurs et de se fixer sur d'autres organes. En revanche, si ces cellules deviennent indifférenciées , c'est à dire qu'elles perdent le caractère spécifique qui les fait appartenir à cet organe, la tumeur est maligne, donc cancéreuse. Ces cellules vont alors se développer de façon anarchique et essaimer ailleurs : ce sont les métastases qui échappent donc à tout contrôle et toute homéostasie cellulaire .
La sécrétion de produits anormaux
Les maladies auto-immunes
Là c'est l'immunité qui devient folle : les cellules de l'immunité se mettent à fabriquer des anticorps dirigés contre les constituants normaux de l'organisme. Ainsi, les cellules du sang vont fabriquer des anticorps anti-thyroïde qui vont attaquer la thyroïde et donner une thyroïdite d'Hashimoto .