Cil cellulaire

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Cils vibratiles d'un épithélium respiratoire
Section d'un axonème « 9 + 2 »
1-A. et 1-B. dimère de tubuline. 2. paire centrale de microtubules. 3. Bras de dynéine. 4. Rayon. 5. Nexine. 6. Membrane plasmique.

En biologie cellulaire, les cils cellulaires sont des prolongements cellulaires organisés en rangées au pôle apical de la cellule. Ces cils sont plus courts que les flagelles. On distingue les cils primaires (qui possèdent une fonction sensoriele) et les cils vibratiles.

Structure[modifier | modifier le code]

Les cils des cellules eucaryotes sont des structures formées de microtubules. Ce sont des organites anciens que l'on retrouve déjà chez certains protistes unicellulaires (Chlamydomonas, Tetrahymena, Paramecium...) et qui sont également présents chez des organismes multicellulaires plus complexes, et notamment chez l'homme[1].

Les cils cellulaires ont une taille d’environ 7 à 10 micromètres de long pour un diamètre de 0,2 micromètre.

Chaque cil est construit autour d’un complexe central, l’axonème, qui est constitué d’une paire centrale de microtubules et de neuf autres en doublet espacés autour de lui (structure axonémale dite en « 9 + 2 ») pour le cil vibratile, d'un axonème sans paire centrale pour le cil primaire (structure axonémale dite en « 9 + 0 »). Cet axonème naît d'une structure de la cellule, le centrosome (normalement situé au centre de la cellule) qui migre à la périphérie de la cellule et s'ancre dans la membrane cytoplasmique lorsque la cellule entre en phase de quiescence. Il s'allonge et donne ainsi naissance au cil primaire[2].

Les cils et les flagelles sont actuellement considérés comme des structures semblables[3] (les deux dénominations étant utilisées de façon plus ou moins interchangeables), même si certains auteurs persistent à les différencier[4].

Fonctionnement des cils vibratiles[modifier | modifier le code]

Les cils vibratiles sont animés de deux types de mouvements : le battement de poussée (le cil se plie) et le battement de récupération (il revient à sa position initiale). Le mécanisme est une interaction entre la dynéine et la tubuline. D’autres protéines interviennent, comme la tektine (qui se loge dans les sillons des doublets) et la nexine (une protéine élastique qui relient les doublets entre eux).

Des bras de dynéine sont présents le long de chaque doublet de microtubules. Grâce à l’hydrolyse d’ATP, ces bras se fixent sur le doublet voisin et y migrent. Les doublets étant fixés à la base du cil et étant reliés les uns aux autres par des filaments élastiques de nexine, ils ne peuvent pas coulisser, et le cil ne peut que se plier.

À la fin du mouvement, les dynéines arrêtent leur migration, et le cil reprend alors sa place.

Rôle[modifier | modifier le code]

Pour les organismes les plus simples, les cils/flagelles sont nécessaires à leur mouvement, ou à une agitation du milieu extérieur (principalement aqueux) afin de faciliter la recherche de substances ou d'organismes nutritifs.

Chez les mammifères, il existe deux catégories principales de cils : les cils primaire et les cils motiles.

Les cils primaires sont présents à la surface de la quasi-totalité des cellules différenciées de l'organisme, à l'exception des hépatocytes et de certaines cellules des lignées lymphoïdes et myéloïdes. Chaque cellule ne comporte qu'un cil primaire, formé à partir du centriole père du centrosome. Celui-ci fonctionne comme une sorte d'antenne pour la cellule qui peut capter les signaux venant de l'extérieur et moduler certaines voies de signalisation[5]. Un dysfonctionnement de ces cils peut être à l'origine de nombreux problèmes de développement regroupés sous le terme "ciliopathies"[6].

Les cils motiles sont présents, chez l'homme, en trois localisations précises où ils vont mettre en mouvement des fluides. Les cellules ciliées de l'épendyme (qui tapissent les ventricules cérébraux) permettent le mouvement du liquide céphalo-rachidien, les cils de la trachée et des bronches font remonter le mucus et enfin, les cils des trompes de Fallope permettent le mouvement des Ovocytes. Les cellules possédant des cils motiles sont des cellules multiciliées. On peut associer à ces trois types cellulaires, les spermatozoïdes qui utilisent leur flagelle (unique)pour se déplacer.

La nicotine paralyse les cils des cellules ciliées de l'épithélium trachéen ; néanmoins, chez les fumeurs, ces cils se remettent à battre durant la nuit et les impuretés remontent alors ensemble à la gorge, provoquant une toux au réveil des fumeurs[réf. nécessaire].

Localisation[modifier | modifier le code]

  • Cils primaires : la plupart des cellules de l'organisme (cellules épithéliales de la rétine, des voies respiratoires ou de l'intestin, cellules du rein et du foie, neurones)
  • Cils vibratiles : chez certaines algues unicellulaires ainsi que d'autres protozoaires comme les Ciliés, les Paramécies en possèdent et leur permettent de se déplacer; l'épithélium respiratoire, le tractus génital féminin, etc.

Pathologie[modifier | modifier le code]

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. Evolution: Tracing the origins of centrioles, cilia, and flagella. Carvalho-Santos et al. Journal of cell biology, 2011; 194(2):165-75.
  2. (en) A. Pitaval, « Cell shape and contractility regulate ciliogenesis in cell cycle-arrested cells », Journal of Cell Biology, vol. 191, no 2,‎ 18 octobre 2010, p. 3023-312 (lire en ligne)
  3. Lindeman et Lesich. Flagellar and ciliary beating, the proven and the possible. Journal of cell science, 2010; 123, 519-28
  4. Dawe et al, centriole/basal body morphogenesis and migration during ciliogenesis in animal cells. Journal of cell science, 2007;120, 7-15
  5. Cilia: tuning in to the cell's antenna. Marshall et Nonaka, Current biology, 2006; 16 R604-14
  6. Ciliopathies. Hildebrandt et al. New England Journal of Medicine, 2011; 364(16):1533-43.
  • Cet article est partiellement ou en totalité issu de l'article intitulé « cil » (voir la liste des auteurs).

Articles connexes[modifier | modifier le code]