- Le processus par lequel les cellules des tissus épithéliaux expulsent les cellules anormales via des signaux électriques a été mis en évidence
- Des changements du potentiel de membrane cellulaire servent de point de départ à l’extrusion cellulaire, en identifiant les cellules faibles ou en manque d’énergie
- Les cellules saines rétablissent le déséquilibre de potentiel, mais les cellules endommagées n’y parviennent pas et sont contractées puis poussées hors du tissu
- Ces flux de bioélectricité jouent un rôle clé dans le maintien de la santé des tissus et la régulation de leur croissance
- Les chercheurs soulignent que la bioélectricité est un mécanisme fondamental d’échange d’informations dans l’ensemble des tissus vivants, au-delà du système nerveux
Bioélectricité et communication entre cellules
- Des recherches récentes ont confirmé que les tissus épithéliaux utilisent des signaux électriques pour expulser les cellules anormales
- Ce processus est important pour préserver la santé des tissus et prévenir des maladies comme le cancer ou l’asthme
- Le flux électrique joue le rôle d’un « contrôle de santé » des cellules
- Plus les cellules sont denses, plus le courant traversant leur membrane augmente, et les cellules faibles échouent à maintenir leur potentiel
- L’eau s’échappe alors de la cellule, qui se contracte avant d’être éliminée du tissu
- Le chercheur GuangJun Zhang estime que cette découverte montre que les signaux bioélectriques sont essentiels à la prise de décision au niveau cellulaire
Principes fondamentaux de la bioélectricité
- Toutes les cellules dépensent de l’énergie pour maintenir leur potentiel de membrane (membrane potential)
- Il s’agit d’une différence de potentiel créée par l’écart de concentration en ions de part et d’autre de la membrane cellulaire, une forme de stockage d’énergie électrique
- Grâce aux canaux ioniques et aux pompes, les cellules régulent le déplacement des charges, ce qui leur permet de générer des signaux électriques
- Les neurones utilisent ce potentiel pour provoquer la libération de neurotransmetteurs et des pics de potentiel, afin de transmettre l’information
- La contraction musculaire et le battement cardiaque commencent eux aussi par de tels signaux électriques
Mécanisme d’extrusion électrique des cellules épithéliales
- Les tissus épithéliaux utilisent environ 25 % de leur énergie pour maintenir le potentiel de membrane cellulaire
- L’équipe de recherche de Jody Rosenblatt a observé que lorsque les cellules deviennent trop denses, certaines se contractent puis sont poussées hors du tissu
- Le changement de potentiel marque le point de départ de l’extrusion, et les canaux potassiques voltage-dépendants jouent un rôle clé
- Les cellules saines activent des pompes pour rétablir leur potentiel, mais les cellules endommagées ne parviennent pas à le maintenir et sont expulsées après contraction
- La pression entre les cellules provoque des changements de potentiel, ce qui permet d’identifier le « maillon faible » entre elles
Universalité évolutive de la bioélectricité
- Selon les recherches de Gürol Süel, les colonies bactériennes (biofilm) coordonnent elles aussi leur coopération et la répartition des ressources via des signaux électriques
- Les changements de potentiel reflètent immédiatement l’état des cellules et servent de moyen rapide d’intégration de l’information
- La bioélectricité apparaît comme un mécanisme de coordination réapparu à de multiples reprises au cours de l’évolution
- Elle est utilisée en commun chez divers êtres vivants, notamment dans les neurones, les cellules épithéliales ou les réponses tactiles des plantes
- Les travaux de Zhang, Levin, Barriga et d’autres montrent que les signaux électriques participent aussi à l’orientation de la croissance embryonnaire et à la morphogenèse
Perspectives d’extension de la recherche sur la bioélectricité
- Les cellules cancéreuses ont un potentiel de membrane différent de celui des cellules normales, et un échec de régulation électrique pourrait être lié à la formation des tumeurs
- La bioélectricité constitue la base de tous les systèmes énergétiques cellulaires, y compris la synthèse d’ATP
- Certaines hypothèses sur l’origine de la vie proposent que les flux électriques des sources hydrothermales sous-marines aient été le point de départ du vivant
- Les chercheurs estiment qu’on n’a pas encore élucidé la moitié de la bioélectricité, et y voient un champ majeur d’exploration pour les sciences du vivant
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