Les fonctions cellulaires
 
  La motilité
 
       
 

 
 
 
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La motilité est la capacité de la cellule à effectuer des mouvements. Grâce aux différents éléments du cytosquelette, notamment les filaments d’actine, la cellule peut changer de forme, se diviser ou se déplacer. La motilité est un phénomène complexe sous l’influence de différents facteurs comme les hormones, les facteurs de croissance, les attracteurs chimiques…

Toutes les cellules sont en mouvement à un moment de leur vie. Au stade embryonnaire les cellules subissent de nombreuses migrations lors de la différenciation et de la mise en place des différents tissus : c’est l’organogenèse.
Des cellules sont toutefois plus spécialisées dans le déplacement comme les spermatozoïdes. Ces cellules sont équipées d’organes spécifiques : les flagelles.


1 - Les mouvements cellulaires interviennent lors des divisions cellulaires et des contractions musculaires, dans ce cas on parle de déformations. Ils interviennent également lors des déplacements de la cellule.


Lors de la mitose et de la méiose, une cellule se divise, se contracte, pour donner deux cellules filles. Ce processus fait intervenir la formation du fuseau mitotique composé des microtubules du cytosquelette et de deux centrosomes qui correspondent aux centres organisateurs de ce fuseau mitotique. Les chromosomes migrent à chaque extrémité de la cellule, tractés par le fuseau mitotique. Un anneau contractile d'actine et de myosine se forme également, il sépare les deux cellules filles contenant chacune leur lot de chromosomes et leur centre organisateur.

La contraction musculaire, quant à elle, fait intervenir des mouvements cellulaires et intercellulaires. La contraction d’un muscle est due principalement à deux molécules : l’actine et la myosine. Ces deux molécules forment en partie l'unité de contraction du muscle : le sarcomère. Voir l'animation (1)

Les filaments d'actine sont constitués de deux chaînes d’actine G (globulaire) enroulées en double hélice autour de deux autres protéines : la tropomyosine et la troponine.
La tropomyosine s'étend dans la gouttière de l'hélice d'actine, et bloque les sites de liaison de l'actine et de la myosine. La troponine se fixe sur la tropomyosine et régule la contraction musculaire au niveau cytoplasmique.
Les molécules de myosine sont enroulées en hélice, elles possèdent une "tête" s'articule avec la queue de la molécule.
La queue de la molécule de myosine permet la fixation réversible de la myosine avec l'actine. C’est la formation du complexe actine-myosine qui est responsable de la contraction musculaire.
Pendant la contraction ou la relaxation musculaire, les filaments d'actine et de myosine glissent les uns sur les autres, leurs longueurs restent constantes. C’est le glissement de la myosine sur l’actine qui provoque le raccourcissement de la fibre musculaire et donc la contraction.

La contraction n’est pas une action réservée aux cellules musculaires. La contraction des cellules non-musculaires a une importance capitale lors du développement embryonnaire, notamment lors de la gastrulation.
L’ébauche du tube digestif se forme grâce à la contraction d’une partie de la cellule. La base des cellules conserve sa taille, tandis que leur partie apicale se contracte. Ceci provoque une courbure de la couche cellulaire à l’origine du tube digestif. On appelle ces cellules, des cellules en bouteilles.
La contraction apicale de ces cellules est due aux nombreux filaments d’actine, qui agissent sur ordre des facteurs de différenciation environnants.


2 - Les déplacements, ainsi que leurs causes et leurs conséquences, varient suivant le type cellulaire, le stade de développement, environnement chimique et physique, les facteurs de différenciation alentour...

Les cellules « libres » ont besoin d’organes comme des cils et des flagelles pour se déplacer. Dans le cas des cellules liées à un support, le mouvement a lieu grâce à des pseudopodes ou des lamellipodes.
Dans certains cas, les cellules ont besoin de substances pour les attirer et les diriger dans la bonne direction : c’est le chimiotactisme. D’autres cellules bougent sans être attires chimiquement.
Les spermatozoïdes sont dirigés grâce à des substances propres à chaque espèce. Ces substances chimiques auraient d’autres conséquences que l’attraction du spermatozoïde : elles activeraient le flagelle pour accélérer son mouvement. La nature de ces substances chimiques ainsi que leur action directe sur le métabolisme du spermatozoïde sont clairement identifiées chez des modèles animaux comme l’oursin. Elles restent encore mal connues chez l’homme.

Les cellules comme les cellules embryonnaires ou bien les fibroblastes se servent de leur support pour aller vers les cellules qui les attirent par chimiotactisme. Ces cellules se déplacent par des mouvements amiboïdes. Ces mouvements sont possibles grâce, entre autre, à la succession de polymérisation et de dépolymérisation des molécules d’actine. L’actine G (globulaire) se polymérise en actine F (fibrillaire).
En général, la cellule avance en défaisant des points de jonction en arrière et en en créant de nouveau à l'xavant de son mouvement, c'est un processus dynamique.
Pour d’autres cellules, comme les globules blancs, le mouvement est possible grâce à la suppression de l’adhésion des cellules au support : les jonctions des cellules à la matrice extracellulaire sont supprimées. Une fois arrivées à leur but, des cellules comme les globules blancs établissent de nouvelles jonctions cellulaires avec la matrice de l’endroit où elles se trouvent. Ce genre de phénomène a surtout lieu au moment de l’organogenèse.

Le développement d’un cancer peut amener les cellules à acquérir une certaine motilité. Le caractère métastasique d’une cellule se caractérise, entre autres, par la perte de contact intercellulaire et par l’acquisition de la motilité. Cette dernière permet à la cellule d’aller de son tissu d’origine vers un autre tissu et ainsi de propager le cancer à d’autres tissus.


En savoir plus...

La danse d’approche des cellules - Brève du département scientifique MPPU du CNRS - juin 2008

Comment la cellule vivante trouve-t-elle sa boussole ? - Brève du département scientifique MPPU du CNRS - avril 2008

Quelles forces déploie une cellule pour se déplacer? - communiqué de presse CNRS / Institut Curie du 21 février 2005

Des nanomachines qui font bouger les cellules - communiqué de presse CNRS du 29 octobre 2004

Ce communiqué de presse comporte deux films visibles en ligne :
Film1:   Mouvement de propulsion des billes associées à la formine, dans une solution d'actine fluorescente et de profiline. (images de vidéomicroscopie). (® S.Romero/Cell)
  Film2:   Synthèse d'un filament unique d'actine à partir d'une microbille couverte de formine, en présence de profiline.  (images de vidéomicroscopie). (® S. Romero/Cell)