Les besoins fondamentaux et grandes fonctions d’une cellule
Une cellule est vivante. Bien qu’elles soient toutes petites (une cellule humaine mesure en moyenne 50 µm, soit 0,005 cm…), les cellules sont de véritables usines, qui abritent de nombreux mécanismes exceptionnels. Tous ensemble, ces processus cellulaires contribuent au fonctionnement de notre organisme.
Mais une cellule a avant tout des besoins : se nourrir, produire l’énergie nécessaire à son activité, se multiplier, mais aussi se réparer ou mourir lorsqu’elle n’est plus fonctionnelle…
Se nourrir
Pour fonctionner, les cellules ont besoin de nutriments. Acides gras, protéines, glucose, vitamines, oligoéléments… le tout apporté par l’alimentation. Mais bien sûr, toutes les cellules ne puisent pas directement les nutriments dans le tube digestif ! Une fois les aliments digérés et dégradés en petites molécules, celles-ci sont absorbées par la muqueuse intestinale et passent dans le sang pour se disperser dans tout l’organisme.
Chaque cellule pioche ensuite les nutriments dont elle a besoin pour fonctionner. Ceux-ci traversent de manière sélective la membrane plasmique pour rejoindre le cytoplasme où ils seront utilisés.
Fabriquer des produits
Le grand rôle de toute cellule est de fabriquer des produits, que ce soit pour le renouvellement de ses constituants ou dans le but de les sécréter pour une utilisation par d’autres cellules. L’ensemble des réactions biochimiques cellulaires permettant la production de molécules s’appelle métabolisme.
Le métabolisme résulte en fait d’un équilibre entre 2 grands types de processus :
- Le catabolisme correspond aux procédés de dégradation. Les produits générés serviront à la fabrication de nouvelles molécules.
- L’anabolisme est l’ensemble des voies de synthèse aboutissant à la fabrication de produits.
Ces processus font intervenir de nombreuses transformations chimiques réalisées par des enzymes.
Parmi les produits fabriqués, on trouve par exemple :
- Des protéines qui serviront d’enzymes, de récepteurs membranaires, d’anticorps, d’éléments structuraux ;
- Des lipides pour la formation des membranes des cellules ;
- Des sucres pouvant servir de molécules de signalisation ;
- Mais aussi des hormones, du matériel génétique, etc.
La production de ces composés est déclenchée par des signaux extracellulaires ou, dans le cas des protéines, ordonnée par l’expression de l’ADN.
Produire de l’énergie
Comme tout appareil, une cellule a besoin d’énergie pour fonctionner. Ainsi, alors que certaines réactions chimiques nécessitent un apport d’énergie, d’autres permettent d’en produire. On appelle donc métabolisme énergétique l’ensemble des réactions productrices d’énergie pour la cellule.
Un métabolite particulier est le haut siège de la production d’énergie dans la cellule : la mitochondrie. La mitochondrie renferme des réactions qui transforment l’énergie contenue dans les liaisons moléculaires des nutriments (notamment des dérivés du glucose) en ATP, molécule qui stocke l’énergie sous forme chimique et peut la restituer en cas de besoin.
Se multiplier
La cellule ayant une durée de vie limitée, elle doit obligatoirement se multiplier afin de maintenir l’intégrité de l’organe ou du tissu auquel elle appartient. Il en est de même au cours du développement et de la croissance.
Les cellules humaines se multiplient par division : une cellule se divise pour donner 2 cellules qui lui sont parfaitement identiques. On appelle cela la mitose. Tout le contenu cellulaire est doublé dans le but d’être réparti dans les 2 cellules filles.
Communiquer
Au sein d’un organe ou d’un tissu, toutes les cellules vivent en communauté et fonctionnent en harmonie. Pour cela, ces cellules communiquent entre elles et échangent par le biais de jonctions ou récepteurs situés sur leur membrane plasmique ou à l’intérieur de la cellule. Les jonctions communicantes sont de minuscules canaux qui permettent le contact entre 2 cellules voisines et le passage de molécules et nutriments. Les récepteurs quant à eux captent des signaux provenant de l’espace extracellulaire et de l’environnement. Ainsi, des cellules très éloignées les unes des autres peuvent communiquer grâce à des messagers, notamment les hormones. Celles-ci se fixent à leur récepteur qui est alors activé et déclenche la réaction appropriée.
Se réparer ou mourir
Il arrive qu’une cellule soit lésée ou présente un dysfonctionnement. Heureusement, elles sont équipées de systèmes de contrôle et de réparation puissants.
Le véritable danger demeure dans les atteintes de l’ADN. Un ADN endommagé peut conduire à des dysfonctionnements cellulaires importants, notamment une hyperprolifération : c'est le cas des cellules cancéreuses, qui échappent au contrôle des systèmes de réparation.
Les cellules ont une durée de vie limitée. La mort cellulaire peut être programmée (on dit que la cellule entre en apoptose, elle s’auto-détruit) ou survenir lorsque la cellule ne peut plus réparer ses dommages ou que son métabolisme n’est plus fonctionnel. La cellule renferme des sortes de poches remplies d’enzymes appelées lysosomes. Ces enzymes vont attaquer les structures de la cellule et la dégrader. Les déchets qui en résultent seront ensuite digérés et éliminés par les macrophages.
Des fonctions spécifiques à certaines cellules
Toute cellule humaine est constituée de la même façon : membrane, cytoplasme, noyau (hormis les globules rouges), etc. Pourtant, selon le tissu ou l’organe auquel elle appartient, une cellule devra assurer des fonctions particulières, toute sa vie est consacrée à cela.
Par exemple :
- Les globules rouges du sang produisent de l’hémoglobine pour transporter l’oxygène vers les organes.
- Les cellules de l’intestin appelées entérocytes assimilent les nutriments en provenance de la nourriture.
- Les neurones envoient des signaux chimiques et électriques et traitent l’information.
- Les globules blancs neutralisent les microbes et produisent des anticorps de défense.
- Les adipocytes des tissus graisseux stockent les lipides.
- Les cellules du foie sont capables de capter, stocker et transformer de glucose en énergie.
- Les spermatozoïdes sont pourvus d’un flagelle leur permettant de se déplacer pour atteindre l’ovule et le féconder.
Ces fonctions spécifiques sont inscrites dans le contenu génétique de la cellule. Ainsi, le gène de production de l’hémoglobine ne sera exprimé et actif que dans les globules rouges par exemple.
Natacha Calmels
