Jonction serrée

Définition

La jonction serrée est une connexion spécialisée de deux membranes cellulaires animales adjacentes de telle sorte que l'espace se trouvant habituellement entre elles est absent. Les jonctions serrées sont composées de deux protéines, claudine et occludine, entre les couches les plus externes adjacentes (voisines) qui établissent une barrière à l'entrée des macromolécules (lipides, protéines) dans les cellules.

La formation de brins de jonction serrée :

La formation de brins de jonction serrée et la formation d'apposition de membrane sont régulées de manière différentielle. Les claudines forment de petits pores sélectifs en charge, tandis que les molécules d'adhésion jonctionnelles régulent la formation de grands pores sélectifs en taille. Les protéines des jonctions serrées régulent la polarité épithéliale, bien que la façon dont les jonctions serrées forment une barrière membranaire reste incertaine. Les protéines membranaires associées aux jonctions serrées régulent l'assemblage des jonctions serrées en conjonction avec la séparation des phases des protéines zonula occludens, les lipides membranaires, la force mécanique et les protéines de signalisation de polarité.

Explications

Les jonctions serrées cellulaires existent dans les cellules épithéliales tapissant l'intestin et autres organes, empêchant le passage des produits dans l'espace entre deux cellules (espace intercellulaire). Avec cette union, les aliments de la cavité intestinale, par exemple, sont forcés de passer à l'intérieur des cellules, ce qui garantit le contrôle des aliments qui doivent être absorbés dans la lumière intestinale par la membrane cellulaire. Ainsi, les macromolécules qui traversent la jonction d'occlusion ne traversent que l'intérieur de telles cellules, permettant de contrôler ce qui les traverse.

✅ En revanche, une jonction lacunaire fait référence à une liaison de deux cellules adjacentes consistant en un système de canaux s'étendant à travers un espace d'une cellule à l'autre, permettant le passage.

Verrouillage des jonctions

Les jonctions serrées sont le verrouillage des contacts intercellulaires inhérents aux cellules de vertébrés, dans lesquelles les membranes des cellules voisines sont aussi proches que possible et réticulées par des protéines spécialisées claudines et occludines. Distribués dans les tissus épithéliaux, où ils constituent la partie la plus apicale (zonule occlusive, zonula occludens) du complexe de contacts entre les cellules, qui comprend les contacts adhésifs et les desmosomes. Les jonctions serrées sont construites à partir de plusieurs rubans entourant la cellule, qui, se croisant, forment une connexion en forme de réseau. Du côté cytoplasmique, ils sont associés à des filaments d'actine.

Les tissus épithéliaux remplissent des fonctions de barrière et de transport, pour cela ils doivent pouvoir laisser passer certaines substances et en retenir d'autres. Une telle perméabilité sélective est fournie avec succès par les membranes cellulaires, cependant, il reste des espaces entre les cellules à travers lesquels le transport dit paracellulaire peut passer. Le rôle des jonctions serrées est de limiter et de réguler la diffusion paracellulaire : elles empêchent la circulation du liquide tissulaire à travers l'épithélium, mais peuvent être perméables aux ions, aux petites molécules hydrophiles, et même aux macromolécules si nécessaire. De plus, les jonctions serrées remplissent la fonction dite "d'enceinte", elles empêchent la diffusion des composants de la membrane dans sa couche externe, grâce à laquelle la différence de composition des membranes apicale et basolatérale est maintenue. Les jonctions serrées sont impliquées dans les voies de signalisation qui régulent la prolifération, la polarisation et la différenciation des cellules épithéliales.

Les contacts cloisonnés sont analogues aux jonctions serrées chez les invertébrés.

Les jonctions serrées sont reliés aux filaments d'actine par l'intermédiaire de la cinguline, ou de la spectrine (suivant les ouvrages rencontrés).

Zonule occlusive

La zonule occlusive (zonula occludens) est le phénomène qui intervient lorsque les membranes de deux cellules se rejoignent et forment alors une sorte de barrière contre les substances liquides. Cette zonule occlusive est formée des protéines claudine et occludine.

La zonule occlusive a trois fonctions vitales :

• maintenir les cellules ensemble;
• bloquer le trafic entre les surfaces apicale et basolatérale des cellules, de sorte que les fonctions spécifiques de chaque surface peuvent continuer à exister. Ceci a pour but de préserver le transport transcellulaire.;
• interdire le passage des molécules et des ions à travers l'espace entre les cellules, de sorte que la matière est forcée d'entrer dans la cellule pour traverser le tissu. Ce processus permet de contrôler quelles substances sont autorisées et lesquelles ne le sont pas. Par exemple, la zonule occlusive assure que la barrière hémato-encéphalique est préservée.

Structure et composition

Les jonctions serrées sont constituées de rubans minces qui se croisent, qui encerclent complètement la cellule et sont en contact avec des rubans similaires sur les cellules voisines. Sur les micrographies électroniques, on remarque que dans les zones de contacts serrés, les membranes entrent en contact les unes avec les autres voire se confondent. La combinaison de la méthode de cisaillement par congélation avec la microscopie électronique à haute résolution a permis d'établir que les films de jonctions serrées sont construits à partir de particules de protéines de 3 à 4 nm de diamètre qui dépassent des deux surfaces de la membrane. Également en faveur du fait que les protéines jouent un rôle clé dans la formation des jonctions serrées est mis en évidence par la division cellulaire sous l'action de l'enzyme protéolytique trypsine.

Au total, les jonctions serrées comprennent environ 40 protéines différentes, à la fois membranaires et cytoplasmiques. Ces derniers sont nécessaires pour la fixation du filament d'actine, la régulation et la transduction du signal.

Fonctions

Les premières études sur la fonction des jonctions serrées ont conduit à l'idée qu'il s'agit de structures imperméables statiques nécessaires pour limiter la diffusion des substances entre les cellules. Par la suite, il a été constaté qu'ils sont sélectivement perméables, de plus, leur débit diffère selon les tissus et peut être régulé. Une autre fonction des jonctions serrées a également été établie : un rôle dans le maintien de la polarité cellulaire en limitant la diffusion des lipides et des protéines dans la couche externe de la membrane plasmique. Dans la première décennie du 21^ème siècle, des données ont également été accumulées indiquant la participation de ces structures dans les voies de signalisation, en particulier la régulation de la prolifération et de la polarité cellulaire.

Homéostasie immunitaire muqueuse

Une fonction de barrière épithéliale défectueuse est présente dans des maladies telles que les brûlures épidermiques, les lésions pulmonaires environnementales, les maladies tubulaires rénales et une gamme de troubles intestinaux infectieux et à médiation immunitaire. Lorsque la surface épithéliale est intacte, la voie paracellulaire entre les cellules est scellée par la jonction serrée.

Cependant, la perméabilité des jonctions serrées varie considérablement d'un tissu à l'autre et peut être fortement affectée par la maladie. Par exemple, les jonctions serrées au sein de la peau et de la vessie sont largement imperméables et leur perméabilité n'est pas régulée.

En revanche, les jonctions serrées du tubule rénal proximal et de l'intestin sont sélectivement perméables à l'eau et aux solutés sur la base de leurs caractéristiques biophysiques et, dans l'intestin, peuvent être régulées par le système immunitaire avec une spécificité remarquable.

À l'inverse, la modulation de la conductance de la barrière des jonctions serrées, en particulier dans le tractus gastro-intestinal, peut avoir un impact sur l'homéostasie immunitaire et diverses pathologies. Ainsi, les jonctions serrées sont à la fois effecteurs et cibles de la régulation immunitaire.

En rapport avec "jonction serrée"

• membrane cellulaire

  

  La membrane cellulaire est une double couche de lipides et de protéines qui entoure une cellule et sépare le cytoplasme de son environnement.

• occludine

  

  L'occludine est une protéine de la famille des claudines, impliquée dans la formation des jonctions serrées trouvées dans les cellules épithéliales.

• protéine membranaire

  

  Une protéine membranaire est une protéine qui n'est pas libre dans la cellule, mais qui existe uniquement liée à une membrane cellulaire.

• cellule de jonction

  

  Chez les algues rhodophytes Florideophyceae, une cellule de jonction est une petite cellule émise à la suite d'une mitose par une cellule de taille normale...