La Matrice Extracellulaire (MEC)

Définition de la Matrice Extracellulaire (MEC)

• La MEC est le ciment intercellulaire, désignant l'ensemble des macromolécules extracellulaires dans le tissu conjonctif et d'autres tissus.
• Elle est principalement composée de glycoprotéines et de protéines.
• La MEC contient des glycosaminoglycanes chez les animaux et des pectines chez les végétaux.

Synthèse des Molécules de la MEC

• La plupart des macromolécules de la MEC dans les tissus conjonctifs sont synthétisées par des cellules spécialisées appelées fibroblastes.
• Dans les tissus conjonctifs spécifiques comme les os et le cartilage, les fibroblastes sont appelés ostéoblastes et chondroblastes, respectivement.

Composition de la MEC

• La MEC est l'association de protéines fibreuses très volumineuses, soit les fibres de collagène et les fibres élastiques.
• Les glycoprotéines, moins volumineuses, permettent l'adhésion des différentes molécules de la MEC entre elles et des molécules de la MEC aux cellules, comme la fibronectine et la laminine.
• Des chaînes polysaccharidiques de la famille des glycosaminoglycanes (GAG), liées de façon covalente à des protéines, forment des protéoglycanes (PG).
• Ces molécules piègent l'eau, créant un gel hydraté appelé la substance fondamentale.

Constituants de la MEC

• Fibres: Collagènes et élastines.
• Glycoprotéines d'adhésion: Fibronectine et laminine.
• Substance fondamentale: Glycosaminoglycane et protéoglycane (PG).

Structure de la Fibre d'Élastine

• Principale protéine du tissu élastique
• Plus fines que le collagène, anastomosées en Réseau 3D avec des liaisons covalentes au niveau des résidus lysine.
• Très hydrophobe
• Riche en proline et glycine comme le collagène
• Ne contient pas de glycosyle (pas de collagène)
• Contient de l’hydroxyproline et pas d’hydroxylysine

Rôle de la Fibre d'Élastine

• C'est une protéine organisée en fibres, conférant solidité mécanique et élasticité pour le renforcement intercellulaire.
• La dégradation des fibres de collagène et d'élastine conduit à la formation de rides et de stigmates dans les tissus vieillissants.

Structure des Collagènes

• Glycoprotéines fibreuses polymères d'une molécule élémentaire, le tropocollagène.
• Les fibroblastes synthétisent le tropocollagène sous forme d'un précurseur, le procollagène.
• Lors de l'excrétion, les peptidases transforment les molécules de procollagène en tropocollagène.
• Les fibres de collagène se forment dans l'espace extracellulaire par l'assemblage des molécules de tropocollagène.

Étapes de la Synthèse du Collagène

• Synthèse des chaînes pro-α dans le REG, des précurseurs protéiques avec un peptide signal d'adressage au RE à l'extrémité N-terminale.
• Hydroxylation des résidus de lysine et de proline par des hydroxylases dans le REG aide la triple-hélice en formant des liaisons H interchaînes.
• N-glycosylation dans le REG et O-glycosylation dans l'AG.
• Association de trois chaînes α dans l'AG pour former le procollagène.
• Exocytose du procollagène, maturation des fibrilles et assemblage des fibres à l'extérieur de la cellule.
• Clivage des propeptides N- et C-terminaux du procollagène par des protéases matricielles spécifiques, notamment pour les collagènes fibrillaires.
• Assemblage des molécules de collagène en fibrilles contribue à l'aspect strié.
• Assemblage des fibrilles de collagène en fibre.

Types de Collagènes

• Il en existe plus de 27 types numérotés en chiffres romains à partir de I.
• Le collagène I est le plus abondant.
• Les collagènes I, II et III sont présents dans les tissus conjonctifs.
• Le collagène IV est spécifique à la lame basale.

Les Glycoprotéines d'Adhérence

• Se caractérisent par la possession de nombreux domaines de fixation.

Fibronectine

• Grosse glycoprotéine formée d'un dimère de deux chaînes peptidiques, liées par des ponts disulfures à leur extrémité C-terminale.
• La fibronectine assure l'adhérence des cellules à la MEC.
• Elle se lie à de nombreuses molécules dont les intégrines, le collagène et les protéoglycanes.

Laminine

• Glycoprotéine trimérique en forme de croix, caractéristique des lames basales.
• Composée de trois chaînes associées par des ponts disulfures, avec plusieurs sites de liaison.
• Se lie au collagène IV, aux intégrines et aux protéoglycanes.
• Sert d'intermédiaire entre la cellule et la lame basale en se liant au collagène IV et aux intégrines.

La Substance Fondamentale

• Substance amorphe élaborée par les fibroblastes, ayant la consistance d'un gel.
• Elle englobe les fibres et les cellules des tissus conjonctifs.
• Elle remplit les espaces laissés libres entre elles, invisible sur les préparations histologiques, et apparaît comme un espace optiquement vide.
• Elle est constituée d'un mélange de glycosaminoglycanes (GAG), principalement l'acide hyaluronique.
• Elle est parcourue par des fibres conjonctives comme le collagène, l'élastine et la réticuline.

Glycosaminoglycanes (GAG)

• Longs polymères non ramifiés d'unités disaccharidiques.
• Il en existe 5 types majeurs: l'héparane sulfate, le kératane sulfate, le chondroïtine sulfate, le dermatane sulfate et l'acide hyaluronique.
• L'acide hyaluronique contribue à l'hydratation.
• La technologie permet son utilisation comme implant pour le traitement des rides.

Protéoglycanes (PG)

• Formés d'une molécule protéique axiale liée à de longues chaînes de glycosaminoglycanes (GAG).
• Des agrégats importants peuvent se former lorsque des molécules individuelles se fixent sur une chaîne d'acide hyaluronique.

Lame Basale

• Région différenciée de la MEC, se présentant comme une couche fine de 40 à 120 nm d'épaisseur.
• Observée au contact des cellules épithéliales disposées en feuillets plats reposant sur la lame basale, comme dans l'épithélium intestinal.
• Elle est observée aussi en feuillets formant des tubes entourés par la lame basale, comme dans l'épithélium des tubules rénaux.

Principaux Composants des Lames Basales

• Assemblage de protéines et glycoprotéines extracellulaires, dont la composition varie selon les tissus et le site.
• Les composants les plus importants sont le collagène IV, la laminine, la fibronectine et les protéoglycanes.

Fonctions des Lames Basales

• Support (ancrage des cellules dans le tissu conjonctif)
• Filtration moléculaire (comme dans les capillaires)
• Maintien de la polarité et de la différenciation cellulaires
• Contrôle de la prolifération cellulaire
• Support à la migration cellulaire lors de la réparation tissulaire.