La cellule - Définition composition et fonctions
Les premières observations de cellules vivantes date de 1660 et fut la découverte d’Antoni Van Leeuwenhoek (aussi l’inventeur du microscope).
Le mot cellule vient du latin cella est signifie chambre de moine. La cellule a les mêmes propriétés qu’un organisme : elle vit, se reproduit et meurt.
L’Homme est composé d’environ 30 milliards de cellules. C’est dans le noyau de la cellule que l’on retrouve l’ADN (unique pour chaque individu sauf jumeaux et clones). La cellule est donc une unité fondamentale qui se différencie en organes, en tissus, en os, en muscles et en systèmes formant ainsi l’individu.
Les cellules sont les plus petites unités structurelles et fonctionnelles de l’organisme. Elles mesurent de 1 à 100 microns de diamètre.
« La cellule est l’unité structurale et fonctionnelle des plantes et des animaux »
» Tous les organismes sont faits de petites unités : les cellules »
Matthias Jakob Schleiden et Theodor Schwann
Composition et fonctionnement de la cellule
Chaque cellule humaine est composée d’une enveloppe extérieure, la membrane plasmique, et de deux compartiments internes, le cytoplasme et le noyau.
Barrière à la fois souple et robuste qui entoure et retient le cytoplasme de la cellule, elle a une perméabilité très sélective. C’est une bicouche lipidique composée de phospholipides, de cholestérol et de protéines.
C’est la plus grosse structure à l’intérieur de la cellule. Il contient les chromosomes et les éléments nécessaires à l’expression des gènes. Il a deux fonctions principales: contrôler les réactions chimiques du cytoplasme et stocker les informations nécessaires à la division cellulaire.
Constitue le milieu intracellulaire.
Il donne au cytoplasme toutes ses propriétés (élasticité, contractilité, fluidité, rigidité et cohésion). Plasma transparent où baignent les organites et comprend une structure ou réseau de fibres appelée cytosquelette.
Comprend des microfilaments (actine et myosine) et des microtubules. Responsable de la forme des cellules mais aussi de leurs mouvements et du déplacement des organites. La cellule maintient sa forme et son architecture grâce au cytosquelette.
- Réticulum endoplasmique : ensemble de saccules anastomosés, il est dit rugueux ou lisse. Il est rugueux (REG) s’il est riche en ribosomes, il est alors le siège de la synthèse des protéines. Il est dit lisse (REL) quand il n’a pas de ribosome et dans ce cas il devient le siège de la synthèse des lipides
- Appareil de Golgi : il apparait sous forme de vésicules et de citernes associées. Il achève la fabrication des protéines issues du REG et participe à leur exportation vers l’extérieur de la cellule. Il permet l’emballage et la formation des grains de sécrétion.
- Ribosomes : sphères libres ou associées au RE participant à la synthèse protéique à partir de l’ARN
- Mitochondrie : délimitée par une double membrane, usine de production d’énergie pour la cellule, lieu de la respiration cellulaire. Lieu de synthèse de l’ATP.
- Lysosome : permet la destruction de substances et est constitué de vésicules contenant des enzymes
- Centrosome = 2 centrioles = structure tubulaire impliquée dans la division cellulaire
Notre corps est une usine où, à chaque seconde, se produisent des réactions chimiques en chaîne visant à produire ou à réparer des cellules (20 milliards de ces cellules meurent chaque jour.). Ces réactions chimiques nécessitent des ingrédients que vous allez trouver, pour la plupart, dans votre alimentation ( nutriments, vitamines et autres sels minéraux).
De manière un peu raccourci (car on parle de renouvellement cellulaire et non de renouvellement de l’organe en entier en lui-même) mais grâce aux renouvellement cellulaires :
- Tous les 16 ans, nous avons un nouvel intestin (sachant que certaines cellules du tube digestif sont renouvelées seulement tous les 5 jours),
- Tous les 10 ans, nous avons un squelette tout neuf
- Tous les 4 mois, nous avons des globules rouges tout neufs
- Tous les 3 à 6 mois, nous avons un nouveau poumon et un nouveau foie
- Tous les 3 à 4 semaines, nous avons une nouvelle peau
- Tous les 10 jours, nous avons une nouvelle rétine
- Tous les 5 jours, nous avons un nouvel estomac.
Réplication - Transcription et Traduction
La réplication est le processus qui permet aux cellules de dupliquer leurs matériels génétiques ou de créer de nouvelles séquences d’ADN à travers plusieurs étapes hautement régulées. La réplication est utilisée par la cellule durant la phase S du cycle cellulaire au cours de laquelle il y a réplication du matériel génétique pour préparer la division cellulaire. À l’aide de nombreuses enzymes spécifiques différentes, l’ADN est copié en un deuxième exemplaire dans le noyau d’une cellule grâce au processus de réplication.
La transcription est le processus de synthèse d’un nouvel ARN qui utilise l’ADN comme matrice et comme substrats des ribonucléotides (cytosine (C), guanine (G), uracile (U) et adénine (A)
La réplication et la transcription sont essentielles au maintien de l’homéostasie dans le corps et à la protection contre les mutations qui se produisent en raison de stress environnementaux. Des virus spécifiques peuvent également détourner le mécanisme de réplication d’une cellule et utiliser la transcription pour créer des protéines virales et des informations génétiques.
Traduction : L’ARN messager produit dans le noyau passe dans le cytoplasme pour y être traduit : c’est la synthèse des protéines.
L’expression de l’information génétique contenue dans l’ADN comporte deux étapes à l’intérieur des cellules :
– la transcription aboutissant à la production d’une série de copies éphémères du gène, les ARN messagers ;
– la traduction consistant en un décodage de l’information contenue dans les ARN messagers sous forme d’un assemblage d’acides aminés. Les ribosomes, organites globuleux formés de deux sous-unités, sont les « ateliers d’assemblage » des protéines.
Comment l'encrassement des cellules entraine un dysfonctionnement du corps tout entier
La cellule fonctionne donc comme une usine dirigée par le noyau et permet de transformer, produire, transportés ou détruire des produits cellulaires afin d’assurer un bon fonctionnement général.
Lorsque nous nous alimentons, les substances nutritives sont ingérées par les cellules et sont dégradés en molécules simples (acides aminés, acides gras, monosaccharides) avant d’être transporté vers les mitochondries afin de créer de l’ATP.
Il arrive que les lysosomes (appareil digestif de la cellule) incorporent des substances (via l’alimentation) qu’ils sont incapables de digérer. Ces déchets, ainsi que d’autres résidus sont normalement évacués par les émonctoires naturels tels que la peau, les reins, les intestins, le foie, les poumons.
Lorsque la quantité de ces déchets dépasse la capacité d’évacuation naturelle du corps, ils s’accumulent en abondance dans la cellule provoquant ainsi l’encrassement des cellules, des tissus et de l’organisme qui s’épuise et s’affaiblit. Cet encrassement est à l’origine des troubles symptomatiques.
De plus, si l’un des organites de la cellule présente un dysfonctionnement c’est tout le système de la cellule qui est remis en cause. En effet, les organites cellulaires ne fonctionnent pas indépendamment les uns des autres. Par exemple si une information erroné du noyau est envoyé pour synthétiser un brin d’ARN, il y aura des erreurs au niveau de la synthèse protéique qui en découle et donc cela peut engendrer une défaillance au niveau de la réception/transmission de signaux à travers la membrane (ex : hormones, neurotransmetteurs, etc.) s’il s’agit d’une protéine membranaire qui se serait spécialisé dans ce rôle.
Zoom sur les mitochondries
Pour vivre, nous devons produire de l’énergie en permanence, à l’image des centrales électriques. Les centrales vieillissent d’autant plus rapidement, qu’elles tournent beaucoup. Pour nous, c’est la même chose. Se souvenir du vieil adage : « qui va lentement, va sûrement, qui va sûrement, va longtemps ». Il s’avère que notre production d’énergie se passe au sein de la cellule ! Hey oui, grâce aux mitochondries !
La mitochondrie, notre centrale d'énergie
La mitochondrie a été observée en 1857, dans les cellules musculaires. Sa longueur va de 1 micron à 10 microns. Elle serait apparue, il y a un à deux milliards d’années. Elle pourrait être une ancienne bactérie, qui s’est mise au service des cellules vivantes. A ce titre, elle ne possède pas de noyau cellulaire, mais dispose d’ADN (Acide Désoxyribo Nucléique, molécule qui commande l’activité cellulaire). La mitochondrie est équipée d’ARN (Acide Ribonucléique, qui exécute les ordres de l’ADN). La présence d’ADN et d’ARN donne à la mitochondrie une grande autonomie de fonctionnement.
Le nombre de mitochondries dans les cellules, dépend du type de cellule. Les cellules les plus riches, contiennent de 1000 à 2000 mitochondries, les plus pauvres, de 100 à 200. Cette inégalité tient compte des besoins énergétiques de la cellule.
Les rôles de la mitchondrie
Son rôle le plus connu est bien entendu la production de l’énergie de la cellule sous forme d’ATP. En effet, après absorption du glucose et des acides gras, la mitochondrie va arracher au cours du cycle de Krebs les électrons à haute énergie de ces substrats.
Ces derniers vont alors venir alimenter et faire fonctionner la chaine de phosphorylation oxydative (ou chaine respiratoire), sorte d’usine formée de plusieurs complexes protéiniques ou moulins à protons qui vont pomper les protons de l’espace matriciel vers l’espace inter-membranaire. Le dernier complexe protéinique de la chaine est l’ATP synthase, sorte de rotor qui tourne grâce aux protons pompés et fabrique ainsi l’ATP.
Les électrons, une fois délestés d’une partie de leur énergie, peuvent alors être récupérés par l’oxygène et finir par former de l’eau. C’est un moment particulièrement délicat car si les électrons viennent à tomber de la chaine beaucoup trop tôt, alors qu’ils contiennent encore beaucoup d’énergie, en se liant à l’oxygène, ils vont fabriquer de nombreuses espèces réactives de l’oxygène ou radicaux libres. Cela se produit normalement dans 2 à 10% des cas, mais ce phénomène peut être beaucoup plus important quand la mitochondrie est dysfonctionnelle.
Elle joue aussi un rôle dans la synthèse des hormones stéroïdiennes, telles que le cortisol et l’aldostérone dans les surrénales, la testostérone dans les testicules ainsi que la progestérone, et l’estradiol dans les ovaires. Cette synthèse se fait à partir du cholestérol.
Elle participe aussi à la régulation de la concentration du calcium, au sein de la cellule. Le calcium joue lui-même un rôle très important dans les fonctions mitochondriales.
Enfin, la mitochondrie est essentielle à l’apoptose des cellules, c’est-à-dire à leur mort programmée. Dans certaines conditions, comme par exemple un trop grand stress oxydant, le processus débute par une augmentation de la perméabilité de sa membrane, ce qui entraine un gonflement de cette dernière, une déchirure de sa membrane externe et la libération dans la cellule, entre autres, du cytochrome C, ce qui mène au suicide cellulaire ou apoptose.
Les besoins nutritionnels de la mitochondrie
- Vitamines : A, B1, B2, B3, B5, B6, B12, C, D, E (4 Tocophérol, 4
Tocotriénole), Acide folique H (Biotine) - Vitaminoïde: Co-Q10, L-Carnitine, α-acide lipoïque, Myo-Inositol
(inositol), Phospholipides - Minéraux: Calcium Magnésium Potassium Sodium Phosphore Soufre
- Oligo-éléments : Sélénium Zinc Fer Iode Cuivre Chrome Fluor Manganèse
Molybdène Silicium Vanadium Bore - Acides aminés essentiels : Histidine, Isoleucine, Leucine, Valine, Lysine, Méthionine, Phénylalanine,
Thréonine, Tryptophane - Acides semi-essentiels : Arginine, Cystéine, Glutamine, Tyrosine, Sérine, Taurin, Glycine
- Acides aminés non essentiels : Alanine, acide aspartique, asparagine, acide glutamique, Proline, Ornithine
- Acides gras :
- Omega 3 (EPA, DHA)
- Omega 6 (GLA)
- Métabolites secondaires : Polyphénols, (Phytoestrogènes) , Phytostérols, Caroténoïdes, Isoprénoides etc.
Le petit +
Il s’avère que seule la mère transmet son capital génétique mitochondrial. En effet, au moment ou le spermatozoïde pénètre dans l’ovule, la tête la première, il abandonne à l’extérieur, ses mitochondries et son flagelle pour ne transmettre que le capital génétique (ADN)
Zoom sur la méthylation
La méthylation est un processus métabolique vital qui se déroule de manière naturelle des milliards de fois par seconde dans toutes les cellules de notre organisme. Sans elle, il est impossible de rester en bonne santé.
La méthylation participe à une multitude de fonctions dans l’organisme, telles que :
- La détoxification hépatique,
- La synthèse et la régulation des hormones ainsi que des neurotransmetteurs,
- La dégradation de l’histamine dans l’intestin…
Les dernières publications scientifiques confirment également que la méthylation module l’expression de certains gènes de notre ADN par la voie « épigénétique ».
Quelles sont les causes d'une mauvaise méthylation ?
De nombreux facteurs sont fortement impliqués dans les défauts de méthylation :
- Naturels,
- Nutritionnels (carence en micro nutriments),
- Environnementaux,
- Iatrogènes
- Pathologiques
- …
Ainsi, la capacité et la qualité de méthylation de notre organisme restent sous l’influence de ces derniers.
La méthylation en vidéo
Hyperhomocystéinémie et risques pour la santé
Les réactions de méthylation ayant lieu dans toutes les cellules du corps, une mauvaise méthylation entraînera des répercussions néfastes à tous les niveaux, et particulièrement au niveau cardiovasculaire, cognitif et dégénératif.
La méthylation s’analyse par une prise de sang en dosant l’homocystéine. Les niveaux d’homocystéine varient entre les hommes et les femmes, avec une place normalement généralement comprise entre 5 et 15 mol/L. L’hyperhomocystéinémie se produit lorsque les niveaux dépassent 15 mol/L.
Un taux élévé d’homocystéine aura un impact sur :
- Niveau cardiaque : altération de la contractilité du myocarde, cytotoxicité de la paroi des vaisseaux, formation de plaque d’athérome, stress oxydatif vasculaire, réduction de la synthèse d’oxyde nitrique vasodilatateur avec diminution de la compliance endothéliale vasculaire et modification de la coagulation plaquettaire et une prolifération des muscles lisses vasculaires avec diminituion du calibre des vaisseaux.
- Au niveau cérébral : neurotoxicité, apoptose des neurones, stimulation de la production de la plaque béta-amyloïde impliqué dans Alzheimer, baisse de la production des neuromédiateurs (noradrénaline, dopamine et sérotonine)
- Au niveau de l’embryogénèse : risque développement du tube neural, risque de fente labiale, baisse de la régulation épigénétique
- Au niveau gynécologique : augmentation du risque de fausses couches à répétition, réduction de la détoxification hépatique des estrogènes avec risque augmenté des cancers hormono-dépendants, baisse de la fertilité
- Au niveau hépatique : réduction de la détoxification hépatique de la phase 2
- Au niveau musculaire : perturbation de la production de la L-carnitine, de la créatinine et coenzyme Q10
- Au niveau de la gestion d’un diabète : risque augmenté de rétinopathie diabétique et de neuropathie diabétique
- Au niveau oculaire : risque augmenté de DMLA
Méthylation dans la cellule et micro-nutriments
On comprend donc que si l’un des micronutriments cités vient à manquer, c’est tout le métabolisme de la méthylation qui peut être potentiellement impacté avec soit un risque d’augmentation de l’homocystéinémie avec tous ses effets délétères, soit une dérégulation de la biochimie de la méthylation.
Il est plus important de veiller à apporter les autres micronutriments essentiels à la reconversion de l’homocystéine sur ses 3 voies de recyclable et donc en particulier : folates, vitamines B2 B6 et B12, la choline et/ou la bétaïne et si possible la glycine sous forme alimentaire. La magnésium est aussi un incontournable en micro-nutrition pour augmenter le rendement des réactions métaboliques qu’il ne faut pas négliger.
Pour rappel, la qualité de l’aliment ainsi que son mode de production à une importance très importante sur sa teneur en micro nutriments.
Les folates naturels se trouvent principalement dans le foie, les légumineuses, ainsi que les légumes feuilles et autres légumes verts plutôt frais qu’il conviendra de ne pas bouillir ou de trop chauffer pour les préserver au maximum.
Chez une personne en pleine santé, l’apport d’acide folique augmente significativement le taux sanguin de la forme méthylée active des folates ingérés. Mais le surpoids, les malabsorptions digestives, les faiblesse de foie ou les modifications épigénétiques sont autant de facteurs qui diminuent la transformation des folates alimentaires en formes méthylées.
La vitamine B12 ne se trouve que dans les produits animaux ou leurs dérivés : foie et fruits de mer, viandes, œufs et produits laitiers.
La vitamine B6 est quant à elle présente essentiellement dans la viande, la volaille, les abats, le poisson, la levure de bière, le jaune d’œuf et les produits laitiers.
Enfin, la vitamine B2 est plus abondante dans les aliments d’origine animale : produits laitiers, abats, œufs, poissons et viandes. Parmi les végétaux, les légumes de couleur verte en sont relativement riches. La levure de bière peut compléter les apports.
La choline se trouve principalement dans le foie, le jaune d’œuf, le soja et le germe de blé alors que la TMG assimilée à la bétaïne se trouve principalement dans le son et le germe de blé, les épinards ou les crevettes.
La glycine est très abondante dans les os et la peau puisqu’il elle est l’un des constituants du collagène.
La magnésium est surtout présent dans les fruits secs, les noix du Brésil, les sardines, les fruits de mer ainsi que dans la farine de sarrasin.
Le zinc sera lui aussi principalement dans les aliments d’origine animale (fruits de mer, abats, viande…). Il est présent en quantité limitée dans les céréales et très anecdotique dans les fruits et légumes. Néanmoins, on le trouve en dose intéressante dans le pain de seigle qui en contient 10 mg pour 100 g. On le trouve en quantité raisonnable dans le germe de blé, les graines de sésame, de courge ou de pavot (9 mg/100g) et dans les champignons shiitaké (7.5 mg/100g).
Résumé de la méthylation au niveau de la cellule
La réaction de méthylation est liée pour une grande part à notre état nutritionnel, une certaine disposition génétique, mais aussi à notre environnement.
Le déséquilibre de méthylation est associé au vieillissement, aux maladies cardiovasculaires, aux cancers, aux maladies neuropsychiatriques et dégénératives, aux troubles de la détoxification hépatique et intestinale, aux complications du diabète, au syndrome de fatigue chronique, à la fibromyalgie …
Une méthylation fonctionnelle requiert a minima :
- du zinc
- de la bétaïne et de la choline
- Vitamine B12, B9 et B2
- de la SAMe
L’hyperhomocystéinémie résultant d’un défaut de méthylation est toxique pour les cellules endothéliales et les neurones et reste associée à un risque augmenté de maladies cardiovasculaires, de dépression, de déclin cognitif, de fausses couches à répétition, de troubles endocriniens et de cancers.
C’est un indicateur fiable du statut en nutriments qui peut prédire le risque de nombreuses maladies. Il s’analyse par une prise de sang via le médecin au directement dans un laboratoire (15€).
N’oublions pas que la méthylation est également sous l’influence de notre mode de vie, tabac, alcool, états inflammatoires, troubles de l’absorption intestinale, sans oublier les déficits nutritionnels et micro-nutritionnels.
Conclusion
Le sujet des cellules est très vaste et représente un rôle crucial au bon fonctionnement de notre organisme. Vous n’avez peut être pas saisi la totalité de l’article mais rappelez-vous qu’un bon fonctionnement au sein de la cellule vous assurera un fonctionnement optimal de tous vos systèmes alors chouchoutez vos cellules ! Pour cela votre alimentation sera des plus importantes car comme nous avons pu le voir, la cellule requiert un grand nombre de vitamines, oligo-éléments et minéraux pour bien fonctionner.
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- Jean-Marie MAGNIEN
Cet article présente un ensemble de conseils et ne remplace en aucun cas un avis médical et ne constitue pas une prescription.
Cet article ne vise en aucun cas à vous dissuader de consulter votre médecin généraliste ou spécialiste ni à arrêter votre traitement médical.