Spécialisations et modifications épithéliales

Les cellules épithéliales modifient fréquemment leur surface apicale pour s'adapter à des tâches spécialisées. Les microvillosités augmentent considérablement la surface d'absorption, les cils mobiles déplacent les fluides et les particules à travers la surface, et les stéréocils (de très longues microvillosités) remplissent des rôles sensoriels et absorbants. Conjointement avec le glycocalyx de surface, ces spécialisations apicales adaptent une cellule épithéliale de base aux exigences particulières de son emplacement.

Definition

Les spécialisations épithéliales sont des modifications structurelles des cellules épithéliales — principalement des projections de la surface apicale telles que les microvillosités, les cils et les stéréocils, ainsi que le glycocalyx de surface — qui adaptent la cellule à l'absorption, au transport de surface ou à la fonction sensorielle.

Scope

Le sujet couvre les principales spécialisations de la surface apicale des épithéliums — microvillosités et bordure en brosse, cils mobiles, stéréocils et glycocalyx — décrivant leur structure et les fonctions qu'elles soutiennent. Il s'agit d'une référence descriptive en histologie et en biologie cellulaire et ne fournit pas d'instructions cliniques.

Core questions

• Quelles spécialisations apicales les cellules épithéliales forment-elles, et à quoi sert chacune ?
• Comment les microvillosités diffèrent-elles des cils et des stéréocils en termes de structure et de fonction ?
• Comment les cils mobiles déplacent-ils le fluide à travers une surface épithéliale ?
• Qu'est-ce que la bordure en brosse, et pourquoi est-elle importante pour l'absorption ?

Key concepts

• Microvillosités et bordure en brosse (noyau d'actine, absorption)
• Cils mobiles (axonème, transport de fluides et de mucus)
• Stéréocils (longues microvillosités ; rôles sensoriels et absorbants)
• Glycocalyx
• Polarité apico-basale dirigeant la spécialisation de surface
• Amplification de la surface
• Battement ciliaire coordonné

Mechanisms

Les spécialisations apicales apparaissent parce que la polarité épithéliale les confine à la surface libre. Les microvillosités sont des projections en forme de doigt soutenues par des faisceaux de filaments d'actine ; densément regroupées, elles forment la bordure en brosse (striée) qui amplifie la surface d'absorption dans des tissus tels que l'intestin et le tubule rénal. Les cils mobiles contiennent un axonème à base de microtubules dont le battement coordonné balaie le fluide et le mucus sus-jacents le long de la surface, comme dans les voies respiratoires et reproductrices ; les défauts structurels de l'axonème altèrent ce transport et sont à l'origine des ciliopathies (Fliegauf et al., 2007). Les stéréocils sont des microvillosités exceptionnellement longues, à base d'actine, que l'on trouve dans des sites tels que l'épididyme et les cellules ciliées sensorielles de l'oreille interne. Ces fonctions de surface opèrent au-dessus du complexe de jonction apical qui maintient la polarité les confinant (Anderson et Van Itallie, 2009).

Clinical relevance

La perte ou le dysfonctionnement des spécialisations apicales peuvent altérer l'absorption ou la clairance de surface, et les défauts ciliaires héréditaires produisent des tableaux cliniques reconnaissables. De telles relations sont résumées comme un arrière-plan pour la compréhension de la fonction épithéliale et ne sont pas proposées comme des conseils de diagnostic ou de traitement.

Evidence & guidelines

La structure et la fonction des spécialisations épithéliales apicales sont bien établies par la microscopie électronique et la biologie cellulaire et sont présentées de manière cohérente dans les références standard (Mescher, 2018 ; Ross et Pawlina, 2020), les mécanismes ciliaires étant tirés de la littérature moléculaire (Fliegauf et al., 2007).

History

La microscopie optique a reconnu des caractéristiques telles que la bordure en brosse et les surfaces ciliées bien avant que leur base ne soit comprise ; la microscopie électronique a ensuite révélé les noyaux d'actine des microvillosités et des stéréocils, ainsi que l'axonème microtubulaire des cils. La génétique moléculaire a ensuite relié des composants axonémiques spécifiques à la fonction ciliaire et aux ciliopathies, reliant les descriptions de surface classiques au mécanisme.

Key figures

• Heymut Omran
• Manfred Fliegauf

Seminal works

• fliegauf-2007

Frequently asked questions

Quelle est la différence entre les microvillosités, les cils et les stéréocils ?

Les microvillosités sont des projections courtes, soutenues par l'actine, qui augmentent la surface d'absorption ; les cils sont plus longs, à base de microtubules et (lorsqu'ils sont mobiles) battent pour déplacer le fluide de surface ; les stéréocils sont des microvillosités très longues avec un noyau d'actine qui remplissent des rôles absorbants ou sensoriels et, malgré leur nom, ne sont pas de vrais cils.

Qu'est-ce que la bordure en brosse ?

La bordure en brosse (ou bordure striée) est la couche dense de microvillosités sur la surface apicale des cellules absorbantes, telles que celles de l'intestin grêle et du tubule proximal rénal, qui augmente considérablement la surface disponible pour l'absorption.