Motilité

Pseudopode de l'amibe Chaos carolinense

La motilité est un terme de la biologie qui réfère à la capacité de se déplacer spontanément ou par réaction à des stimuli et activement, en consommant de l'énergie lors du processus. La plupart des animaux sont motiles, mais le terme s'applique à des organismes unicellulaires ou multicellulaires simples, ainsi qu'à certains mécanismes de débit des fluides dans les organes multicellulaires, en plus de la locomotion animale. Les animaux marins motiles sont communément appelés nectons.

Le contraire de la motilité est la sessilité. La motilité est quelque peu différente de la mobilité, la première désigne plutôt la capacité à produire des mouvements tandis que la seconde désigne la nature d'un élément en ce qu'il les réalise.

La motilité peut également renvoyer à la capacité qu'a un organisme à déplacer ses aliments dans le tractus digestif, le péristaltisme (motilité intestinale, etc.).

Typologie

Motilité d'une amibe sous un microscope à contraste interférentiel.

Les mouvements cellulaires sont obtenus par un cytosquelette, dans les cellules eucaryotes par des microfilaments ou filaments d'actine, une protéine contractile associée à la myosine. Ces microfilaments sont la base structurelle des microvillosités, par exemple, dans l'épithélium de l'intestin.

Les microtubules, un autre élément du cytosquelette, sont composés de tubuline alpha et de tubuline beta, des protéines globulaires. Les microtubules forment des structures comme les cils et les flagelles : les cils de l'épithélium de la trachée et des bronches, par exemple, et les flagelles formant la queue des spermatozoïdes.

Des microtubules forment également le fuseau mitotique impliqué dans la séparation des chromosomes lors de la méiose et de la mitose.

Les filaments intermédiaires, dernière composante du cytosquelette, confèrent une résistance. Par exemple, on les trouve en abondance dans les cellules formant les couches de l'épiderme, sous la membrane nucléaire, où il est appelé lamina nucléaire. Ils sont de différents types et sont associés à des protéines différentes, selon leur localisation.

Il est possible de distinguer deux sortes de mouvements cellulaires :

• Déplacement de la cellule entière. Il a lieu chez les organismes unicellulaires tels les Amoebozoaires, phagocytes, etc.
  • Mouvement amiboïde : caractéristique de l'amibe et des globules blancs. Il est créé par la formation de pseudopodes qui s'étendent et se rétractent, de manière que le cytoplasme passe d'un état fluide à un gel semi-solide, avec l'implication de certaines fibres du cytosquelette qui s'empattent et se désempattent.
  • Mouvement vibratoire : caractéristique des protozoaires ciliés et des flagellés ainsi que des spermatozoides. Cils et flagelles possèdent un faisceau de microtubules appelé axonème, entouré par une membrane.
  • Migration cellulaire (en) par lamellipode et filopode.

• Mouvement d'une des parties de la cellule. Il est typique des organismes unicellulaires fixes et des cellules des organismes multicellulaires. Correspond aux mouvements intracellulaires et aux propriétés contractiles.
  • Mouvements intracellulaires : ils produisent un déplacement des particules et des granules à l'intérieur de la cellule. Par exemple, Spirogyra, les poils de l'ortie et certains protozoaires.
  • Mouvements contractiles : bien que la plupart des cellules ont la capacité de se contracter, certaines le font plus spécifiquement, comme les cellules musculaires différenciées qui ont des myofibrilles dans le cytoplasme, celles-ci étant constituées de protéines d'actine et de myosine. En outre, certains organismes unicellulaires tels que les ciliés Vorticella et Stentor, présentent des organites dans leur pédoncule, impliqués dans leur raccourcissement.
  • Mouvements pulsatiles : certains protozoaires ont des vacuoles qui se contractent et se dilatent de façon rythmique pour projeter du liquide hors de l'organisme.

Exemples de motilité unicellulaire

• Les spermatozoïdes sont des cellules reproductrices auto-propulsées par le battement ondulatoire et régulier de leur flagelle.
• La bactérie E. coli nage en tournant un flagelle procaryotique hélicoïdal.
• Les bactéries hélicoïdales telles que les spirochètes responsable de la maladie de Lyme se déplacent mal dans l'eau ou la lymphe, mais elles "avancent" plus rapidement que les globules blanc dans les fluides visqueux
• Les tréponèmes, également hélicoïdaux, semblent facilement se déplacer dans les mucus et dans une partie des organes qu'ils infectent ; L'étude par tomographie microscopique (cryotomographie électronique) d'un Treponema simple : Treponema primitia a récemment (2006) permis de mieux comprendre l'assemblage et l'organisation du moteur flagellaire interne de cette bactérie). Ce moteur est une bionanomachine constituée d'environ 25 protéines utilisant un gradient électrochimique d'ions capables de d'induire la rotation d'un rotor (vitesses atteignant jusqu'à 300 Hz) ; Une partie fixe joue le rôle de stator (incorporé dans la membrane), produisant un couple qui anime un rotor capable de mouvement (bidirectionnel) obéissant à des signaux chimiotactiques. Le stator est relié au rotor par une structure protéique annulaire.
• Des exemples de non-motilité sont Yersinia pestis à 37 °C, Klebsiella pneumoniae, et Shigella.

Mouvements

Ceux-ci peuvent être induits par des facteurs chimiques et physiques dans le microenvironnement :

• gradient chimique (voir chimiotactisme) ;
• gradient de température (voir thermotaxie) ;
• gradient de lumière (voir phototaxie) ;
• ligne de champ magnétique (voir magnétotaxie) ;
• champ électrique (voir galvanotaxie) ;
• direction de la force gravitationnelle (voir gravitaxie) ;
• gradient de rigidité (voir durotaxie) ;
• gradient de sites d'adhésion cellulaire (voir haptotaxie) ;
• autres cellules ou biopolymères.

Sociologie urbaine

L'utilisation du concept de motilité a été proposée par des chercheurs en sociologie urbaine de l'EPFL afin de reconceptualiser la mobilité. Il s'agirait « de l’ensemble des facteurs définissant la potentialité à être mobile dans l’espace ».

Notes et références

• (en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « Motility » (voir la liste des auteurs).

• (es) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en espagnol intitulé « Motilidad » (voir la liste des auteurs).