Cellules spécialisées: définition, types et exemples

Il y a de fortes chances que, à ce stade de vos cours, vous soyez tellement familier avec la structure des cellules eucaryotes - et sinon, voici une amorce fantastique pour vous.

Ce que vous avez peut-être remarqué, cependant, c'est que la plupart des diagrammes de structure cellulaire semblent assez basiques. Vous avez vos cellules animales circulaires, vos cellules végétales plus angulaires et tous les organites dans le membrane cellulaire.

Eh bien, sans surprise, ces diagrammes – bien qu'exacts! – ne racontez pas toute l'histoire. La vérité est que les cellules se présentent sous différentes formes et tailles. Et, en particulier dans les organismes multicellulaires comme les animaux et les plantes, les cellules peuvent sembler (et agir) radicalement différentes les unes des autres.

C'est logique, non? Vous ne vous attendriez pas à ce que les cellules qui composent un pétale de fleur, par exemple, ressemblent et agissent de la même manière que les cellules qui composent les racines de la plante. De même, les cellules de votre peau, par exemple, seraient radicalement différentes de celles, disons, de vos cellules hépatiques, car ces deux cellules ont des fonctions très différentes dans le corps humain.

C'est là que spécialisation cellulaire entre. La spécialisation cellulaire permet à de nouvelles cellules de se développer en une gamme de tissus différents, qui travaillent tous ensemble pour faire fonctionner les organismes vivants dans leur ensemble.

Le processus de spécialisation cellulaire – exactement comment les cellules se développent sous leurs diverses formes – est complexe. Il existe des centaines de types de cellules spécifiques dans le corps qui proviennent des cellules de type très basique et général appelées cellules souches.

Toutes les cellules spécialisées du corps proviennent du même tissu d'origine: le groupe des cellules souches qui constituent les premiers stades d'un embryon. Les cellules souches sont un type unique de cellules, car, bien qu'elles soient immatures sans aucune spécialisation, elles peuvent suivez un « plan » de développement pour devenir les milliers de types de cellules uniques que l'on trouve dans tout votre corps.

Il existe différents types de cellules souches, séparées par le nombre de tissus dans lesquels elles peuvent se développer. Les cellules souches trouvées dans un embryon, par exemple, peuvent se développer en quelconque type de tissu - c'est ainsi que vous passez d'une seule cellule souche à un bébé humain entièrement formé.

Les cellules souches adultes, comme les cellules souches trouvées dans votre moelle osseuse, ne peuvent se développer qu'en une poignée de types de cellules matures. Mais l'essentiel est que tout les cellules souches sont des cellules "précurseurs" non spécialisées qui peuvent se développer en au moins un type cellulaire mature.

Les cellules souches se transforment en tissus matures par un processus appelé différenciation. Pour comprendre comment fonctionne la différenciation, repensez à la concepts de communication cellulaire vous avez appris dans vos cours de biologie.

La communication cellulaire fonctionne en trois étapes. UNE accueil phase, dans laquelle des récepteurs spéciaux à la surface de la cellule reçoivent une sorte de signal de l'environnement; une transduction phase, qui relaie ce message de la surface cellulaire vers l'intérieur de la cellule; et un réponse phase, où la cellule change son comportement en fonction de ce signal.

Alors, comment cela fonctionne-t-il dans la différenciation cellulaire? Eh bien, disons que votre corps a besoin de plus de globules rouges. Il envoie un signal à vos cellules souches sanguines que vous avez besoin de plus de globules rouges. Ce signal est reçu à la surface de la cellule.

La cellule souche transmet (ou alors transduit) ce message au noyau, afin que la cellule sache que votre corps a besoin de plus de globules rouges. Puis les cellules souches répondre en activant les gènes qui l'aideront à se développer en un globule rouge, et voila – la cellule devient un globule rouge.

Alors que les scientifiques savent que le corps humain contient des milliards de cellules, le nombre exact de types de cellules qui composent le corps reste un domaine d'étude actif. L'estimation la plus récente note qu'il y a au moins 200 types de cellules uniques dans le corps humain, au moins en fonction de l'apparence. Certains scientifiques pensent cependant que cette estimation est faible et que de nouveaux types de cellules sont encore régulièrement découverts.

La ligne de fond? Vous examinez des centaines de voies de spécialisation cellulaire différentes que vos cellules souches peuvent emprunter.

Cependant, les cellules humaines appartiennent toutes à l'une des quatre catégories générales suivantes :

• Tissu épithélial: Les cellules épithéliales tapissent vos tissus, et elles sont importantes pour protéger les tissus sous-jacents ainsi que pour aider à l'absorption. Vous trouverez des tissus épithéliaux dans votre peau, des tissus glandulaires et plus encore.
• Tissu conjonctif: Le tissu conjonctif, eh bien, relie et sécurise vos tissus. Il fournit un soutien structurel à votre corps. Ce type de tissu comprend les os, le cartilage, les tendons, les ligaments et le fascia.
• Tissu nerveux: Votre système nerveux aide à transmettre des informations dans tout votre corps. Il est composé de votre système nerveux central (ou SNC), qui comprend votre cerveau et votre moelle épinière, et de votre système nerveux périphérique (SNP), qui comprend les nerfs du reste de votre corps.
• Tissu musculaire: Ce type est probablement le plus facile à imaginer – vous savez ce que sont les muscles! Mais vous trouverez également des types particuliers de cellules musculaires dans vos vaisseaux sanguins, ainsi que dans votre cœur.

Tous les 200 (ou plus) types de cellules qui composent le corps humain se trouvent dans l'un de ces quatre types de tissus - beaucoup plus facile à apprendre que de mémoriser des centaines de types de cellules, n'est-ce pas ?

Maintenant, examinons l'un des types de cellules spéciales que vous rencontrerez probablement dans vos cours de biologie - ceux que vous devrez connaître un peu plus en profondeur.

Votre système circulatoire est l'un de ceux que vous êtes le plus susceptible d'aborder en cours de biologie - alors c'est le moment d'apprendre à le connaître! Votre système circulatoire est composé d'une série de vaisseaux sanguins – artères, veines et capillaires – ainsi que quelques types de cellules sanguines spécialisées :

• des globules rouges: Ces cellules rouges en forme de disque sont responsables du transport de l'oxygène dans tout votre corps. Ils contiennent de l'hémoglobine, une protéine spéciale qui peut se lier à l'oxygène de l'air que vous respirez, puis le relâcher dans les tissus qui en ont besoin.
• globules blancs: Besoin d'aide pour combattre un rhume ou une grippe? Vos globules blancs sont là pour vous aider! Les globules blancs constituent un élément clé de votre système immunitaire. Ils aident votre corps à identifier les agents pathogènes dangereux et à les détruire pour vous empêcher de tomber trop malade.
• Plaquettes : Le plus petit type de cellule dans votre sang, les plaquettes jouent un rôle clé dans la formation de caillots sanguins. Une fois que les plaquettes sentent les dommages ou les tissus déchirés, elles commencent à s'agglomérer, formant un caillot sanguin pour ralentir ou arrêter le saignement.

Votre corps produit constamment des cellules sanguines fraîches pour remplacer les anciennes ou endommagées. Et toutes vos cellules sanguines sont « nées » dans votre moelle osseuse, à partir d'une population de cellules souches spécialisées dans la création de cellules sanguines.

Vous rencontrerez également probablement les cellules du système nerveux dans ton corps. Mais ne vous inquiétez pas, même si le cerveau peut sembler compliqué, apprendre à connaître vos nerfs est probablement plus facile que vous ne le pensez.

D'une part, il n'y a que deux grandes classifications des cellules nerveuses: les neurones et la glie.

Neurones sont des nerfs – les cellules que vous imaginez probablement lorsque vous pensez à votre système nerveux. Ils transmettent des informations pour contrôler toutes les « pensées » de votre cerveau, ainsi que les mouvements musculaires et d'autres fonctions corporelles de base.

De plus, les nerfs de tout votre corps renvoient des signaux à votre moelle épinière et à votre cerveau. Les nerfs sensibles à la douleur, par exemple, informent votre cerveau lorsque vous êtes blessé, afin que vous puissiez éviter ce qui a causé la douleur.

Glia sont les cellules de soutien qui aident vos nerfs à fonctionner correctement. Il y a quelques grands types de glie, et tous jouent un rôle en aidant votre cerveau, votre moelle épinière et d'autres nerfs à communiquer efficacement. Certaines cellules gliales produisent de la myéline, une substance cireuse qui « isole » vos neurones pour une meilleure communication.

D'autres agissent comme les cellules immunitaires du cerveau, aidant à combattre les infections qui, autrement, nuiraient à vos nerfs. Et d'autres encore aident à garder vos neurones approvisionnés en nutriments afin que votre système nerveux ait l'énergie nécessaire pour fonctionner correctement.

Les troisièmes grands types de cellules que vous êtes susceptible d'étudier sont vos cellules musculaires. Et, heureusement, les trois types de cellules musculaires sont faciles à apprendre.

Tout d'abord, vous avez cellules musculaires squelettiques – les cellules qui composent pratiquement tous les muscles de votre corps. Le muscle squelettique est le genre de muscle qui – surprise – est ancré à votre squelette.

Il se contracte pour déplacer vos os. Ainsi, disons, lorsque vous contractez votre biceps, vous pliez le coude. Les cellules musculaires squelettiques sont, en partie, volontairement contrôlées par votre cerveau. Cela signifie que vous pouvez décider de bouger votre jambe, par exemple, et votre cerveau enverra un signal qui correspond à ce mouvement.

Ensuite, vous avez cellules musculaires cardiaques. Ce sont les cellules qui composent votre cœur et qui se contractent pour pomper le sang dans votre corps. La contraction des cellules musculaires cardiaques est ne pas volontairement contrôlé - au lieu de cela, votre corps maintient un rythme cardiaque régulier sans que vous ayez à y penser.

Enfin, il y a Cellules musculaires lisses. Les muscles lisses constituent les parois de certains vaisseaux sanguins, ainsi que certains organes, comme votre estomac. Les muscles lisses sont importants pour aider vos organes à bouger. Par exemple, la contraction des muscles lisses aide à déplacer les aliments dans votre tube digestif pour permettre une bonne digestion.

Comme le muscle cardiaque, la contraction des muscles lisses n'est pas volontairement contrôlée. Ainsi, par exemple, vous n'avez pas besoin de penser à déplacer les aliments de votre estomac vers vos intestins, car votre corps le fait juste pour vous.

Voici l'essentiel de ce que vous devez savoir sur la spécialisation cellulaire :

• Les cellules se développent à partir de cellules souches immatures en cellules matures hautement fonctionnelles par un processus appelé différenciation.
• La différenciation permet aux cellules en développement d'adopter des structures uniques et à la cellule de réaliser fonctions spécialisées.
• Le processus de différenciation est déclenché par des signaux de l'environnement et entraîne des changements dans les l'expression du gène qui guident le développement de la cellule.
• La différenciation permet aux cellules de se développer quatre grands types de tissus: tissu épithélial, tissu nerveux, tissu conjonctif et tissu musculaire.
• Il y a au moins 200 types de cellules différents dans le corps humain. Certaines que vous devez connaître le mieux sont les cellules sanguines spécialisées, les cellules nerveuses spécialisées et les cellules musculaires spécialisées.