) Généralités

La matrice extracellulaire est composée par l'association de 3 types de molécules

desfibres: collagène et élastine

desglycoprotéines: moins abondant que les fibres mais ont un rôle plus important dans l'adhérence cellulaire comme la fibronectine et la laminine

despolysaccharides très hydratéesconstituant un gel de remplissage de la matrice

B) Composants de la MEC
1) Les fibres

1. Le collagène

Il existe 15 Types de collagène. Plusieurs gènes codent pour chaque chaîneappelée : α qui diffèrent par leur composition en acides aminés. Toutes les molécules ne s'associent pas en fibres. C'est la protéine la plus abondante de l'organisme

a. Distribution du collagène

Le collagène de type Iest présent dans l'os, les tendons, le derme

Le collagène de type II: cartilage hyalin

Le collagène de type IVdans les membranes basale (MB) des reins et vaisseaux

Le collagène de type X est synthétisé par les chondrocytes hypertrophiques de la plaque de croissance

b. Composition du collagène de type (I

La molécule est composée de deux chaînes α1 et une chaîne α2. Chaque chaîne comprend la répétition de la séquence [glycine-AA-AA] ou AA-AA représentent des acides aminés dont 30% sont la proline ou de l'hydroxyproline. Chaque chaîne s'enroule en spirale

c. Synthèse d'une fibrille de collagène

La Synthèse de chaque chaîne se fait sous la forme de procollagène. Une molécule de procollagène est constituée de l'enroulement de trois chaines polypeptidiques. Sa synthèse est suivie par plusieurs étapes d'hydroxylation (dans le RER) et glycosylations (RER et Golgi) à l'intérieur de la cellule. La molécule est alors transportée dans des vésicules et secrétée par exocytose, suivie du clivage des extrémités N et C terminales par des enzymes. Ces fragments de molécule sont relarguées dans la circulation générale et leurs dosages servent à évaluer l'activité des cellules osseuses: les ostéoblastes. L'assemblage des fibrilles et des fibres se fait à l'extérieur de la cellule

d. Morphologie du collagène de type (I

En microscopie optique en lumière polarisée (biréfringence) : d'aspect brillant

En microscopie électronique à transmission: fibrilles caractérisées par une striation périodique de 60 nm. Les fibres de collagène peuvent être organisées en réseaux denses fibreux (tendons) ou bien sous forme plus lâche: fibres de réticuline, elles assurent alors la charpente de certains tissu (autour des capillaires, des tissus glandulaires) tout en favorisant les échanges métaboliques

e. Métabolisme

La durée de vie du collagène est variable selon les tissus : 2 mois pour le derme, plusieurs mois voire quelques années pour le tissu osseux. Il existe un certain nombre d'enzymes (les matrix-metalloprotéinases ou MMP ou collagénases) qui permettent de dégrader le collagène. Elles jouent un rôle dans la physiologie (croissance foetale par exemple, remodelage osseux) et en pathologie (métastases osseuses). Elles sont synthétisées par différentes cellules variables slon les tissus : fibroblastes, ostéoclases, macrophages polynucléaires. Elles peuvent être inhibées par une autre série de protéines : les TIMP (pour Tissue Inhibitor of Metallo Proteinases

2. Les fibres élastiques

a. Morphologie

Réseau de longues fibres d'élastine, plus fines que le collagène, anastomosées en réseau 3D par des liaisons covalentes au niveau des résidus lysine, qui n'est visible qu'en microscopie électronique après digestion du collagène. Elles sont abondantes dans les tissus soumis à des contraintes et déformables: paroi des vaisseaux, derme, poumon

b. Composition

Essentiellement composées d'elastine organisées en réseau tridimensionnel lâche qui confère au tissu son élasticité (revient à son état initial après étirement). Ces molécules d'élastine sont associées à des microfibrilles constituées de glycoprotéines (fibrilline) qui participent à l'organisation des fibres élastiques

c. Métabolisme

Les Molécules d'élastine sont synthétisées par les fibroblastes et peuvent être détruites par une enzyme: l'élastase
2) Les Glycoprotéines

1. La fibronectine

Dimère (association de 2 molécules dites monomères reliées par un pont disulfure

3 types de domaines qui se répètent X fois avec des sites d'adhérence

o avec les Molécules des cellules types «intégrine

o avec des molécules de la matrice (collagène, polysaccharides

Rôles

o Adhérence cellulaire

o Organisation de la matrice (forme un réseau fibrillaire qui favorise l'adhérence et l'agencement des protéines matricielles entre elles

o Synthèse par les fibroblastes ou d'autre cellules du tissu conjonctif

o Synthèse par les hépatocytes est relargué dans la circulation sanguine

o La forme circulaire est différente de la forme tissulaire alors qu'il n'existe qu'un seul gène

o Cela est possible par le phénomène d'épissage alternatif (assemblage variable de produits provenant de la tran--SS--ion d'exons différents

2. La laminine

3 chaînes en forme de croix

12 formes différentes

Comme la fibronectine: plusieurs domaines permettent l'adhérence de

o ses cellules (sites pour intégrines

o et à d'autres molécules qui lui sont associées dans la membrane basale comme le collagène de type IV ou les protéoglycanes

o Restreintes aux «lames membranes basales
3) Les polysaccharides

- Constituent une partie de la substance fondamentale qui occupe les espaces entre les cellules et les fibres des tissus conjonctifs

1. Les glycosaminoglycanes (GAGs

Longues chaines composées de polymères de disaccharides répétitives

Un des résidus glucidique est toujours un glucide aminé et le second est habituellement un acide uronique

4 types principaux

acide hyaluronique

la chondroïtine sulfate

l'héparane sulfate

kératane sulfate

Les GAGs, plus particulièrement l'acide hyaluronique forment des mailles qui leur permettent d'absorber de grandes quantités d'eau

Cela crée une pression de gonflement qui permet à la matrice de résister aux forces de compression

A l'exception de l'acide hyaluronique, tous les GAGs sont liés de façon covalente à une protéine pour former les protéoglycanes

2. Les protéoclycanes

De--SS--ion

GAG lié de façon covalente à des protéines (protéines de charpente

Certains font parti de la matrice extracellulaire et peuvent parfois être organisés en agrégats très volumineux visibles en μe

D'autres sont attachables à la mp; leur protéine de charpente est transmembranaire

Rôles

Protéoglycanes de la matrice

favorise l'adhérence cellulaire

organisation de la matrice extracellulaire

servent de zone de stockage pour certains facteurs de croissance tel que le FGF

Protéoglycanes transmembranaires

ils sont aminé à la membrane des cellules, ne font pas parti de la matrice extracellulaire. Le syndecan est un protéoglycane de ce type

Le rôle de ces P3S est aussi très important