Chondrocyte - Chondrocyte

Chondrocyte
Zone hypertrophique de la plaque épiphysaire.jpg
Micrographie légère du cartilage hyalin non décalcifié montrant ses chondrocytes et organites , lacunes et matrice .
Des détails
Emplacement Cartilage
Une fonction Produire et maintenir la matrice cartilagineuse
Identifiants
Latin chondrocytus
Engrener D019902
E H2.00.03.5.00003
FMA 66782
Termes anatomiques de la microanatomie

Chondrocytes ( / k ɒ n d r ə s aɪ t , - d r oʊ - / , du grec χόνδρος, chondros = cartilage + κύτος, kytos = cellule) sont les seules cellules trouvées dans la santé du cartilage . Ils produisent et maintiennent la matrice cartilagineuse, qui se compose principalement de collagène et de protéoglycanes . Bien que le mot chondroblaste soit couramment utilisé pour décrire un chondrocyte immature, le terme est imprécis, car le progéniteur des chondrocytes (qui sont des cellules souches mésenchymateuses ) peut se différencier en différents types de cellules, y compris les ostéoblastes .

Développement

De moins différenciée à terminale, la lignée chondrocytaire est:

  1. Unité formant colonie - fibroblaste
  2. Cellule souche mésenchymateuse / cellule stromale de la moelle osseuse
  3. Chondrocyte
  4. Chondrocyte hypertrophique

Les cellules souches mésenchymateuses ( origine mésoderme ) sont indifférenciées, ce qui signifie qu'elles peuvent se différencier en une variété de cellules génératives communément appelées cellules ostéochondrogéniques (ou ostéogéniques, chondrogéniques, ostéoprogénitrices, etc.). En ce qui concerne l'os, ou dans ce cas le cartilage, les cellules souches mésenchymateuses à l'origine indifférenciées perdent leur pluripotence , prolifèrent et se rassemblent dans un agrégat dense de cellules chondrogéniques (cartilage) à l'emplacement de la chondrification. Ces cellules chondrogéniques se différencient en ce que l'on appelle des chondroblastes, qui synthétisent ensuite la matrice extracellulaire cartilagineuse (ECM), constituée d'une substance fondamentale (protéoglycanes, glycosaminoglycanes à faible potentiel osmotique) et de fibres. Le chondroblaste est maintenant un chondrocyte mature qui est généralement inactif mais peut encore sécréter et dégrader la matrice, selon les conditions.

Les études de culture cellulaire sur l'excès de vitamine A inhibent la synthèse du sulfate de chondroïtine par les chondrocytes et provoquent l'inhibition de la chondrogénèse chez l'embryon en développement, ce qui peut entraîner des malformations des membres.

Les chondrocytes subissent une différenciation terminale lorsqu'ils deviennent hypertrophiques , ce qui se produit lors de l' ossification endochondrale . Cette dernière étape est caractérisée par des changements phénotypiques majeurs dans la cellule.

Structure

Le chondrocyte dans la matrice cartilagineuse a une structure arrondie ou polygonale. L'exception se produit aux limites des tissus, par exemple les surfaces articulaires des articulations, dans lesquelles les chondrocytes peuvent être aplatis ou discoïdes. Les caractéristiques intra-cellulaires sont caractéristiques d'une cellule synthétiquement active. La densité cellulaire du cartilage condyle fémoral humain, adulte de pleine épaisseur est maintenue à 14,5 (± 3,0) × 10 3 cellules / mm 2 entre 20 et 30 ans. Bien que la sénescence des chondrocytes se produise avec le vieillissement, les figures mitotiques ne sont pas observées dans le cartilage articulaire adulte normal. La structure, la densité et l'activité synthétique d'un chondrocyte adulte sont différentes selon sa position. Les cellules aplaties sont orientées parallèlement à la surface, avec les fibres de collagène, dans la zone superficielle, la région de densité cellulaire la plus élevée. Dans la zone médiane, les chondrocytes sont plus gros et plus arrondis et affichent une distribution aléatoire, dans laquelle les fibres de collagène sont également disposées de manière plus aléatoire. Dans les zones plus profondes, les chondrocytes forment des colonnes orientées perpendiculairement à la surface du cartilage, avec les fibres de collagène. Différents comportements peuvent être présentés par les chondrocytes en fonction de leur position dans les différentes couches. Dans les cultures de chondrocytes primaires, ces différences zonales de propriétés synthétiques peuvent persister. Les cils primaires sont importants pour l'orientation spatiale des cellules dans le développement de la plaque de croissance et sont des organites sensorielles dans les chondrocytes. Les cils primaires fonctionnent comme des centres de signalisation de type wingless (Wnt) et de hérisson et contiennent des récepteurs mécanosensibles.

La génétique

Le nombre de cellules chondrocytes créées et leur processus de maturation peuvent être influencés par plusieurs gènes et protéines différents. Deux protéines, la protéine morphogénétique osseuse 4 (BMP-4) et le facteur de croissance des fibroblastes 2 (FGF2) ont été observées pour influencer le degré de différenciation en chondrocytes. Les deux protéines sont connues pour jouer un rôle dans la différenciation des cellules souches embryonnaires en cellules mésodermiques , grâce à la signalisation avec BMP-4 et en tant que FGF2 agissant en tant que stimulateur. À partir de la couche germinale mésodermique, les cellules continueront à se différencier en de nombreux types de cellules. En plus de BMP-4 et FGF2 stimulant la couche germinale mésodermique, il a également été démontré que le traitement de ces protéines amplifie le nombre de cellules qui se différencient en cellules chondrogéniques et ostéogéniques lorsqu'elles sont cultivées dans des milieux chondrogéniques et ostéogéniques respectivement. Pour les cellules chondrogéniques, le traitement a montré une expression accrue du facteur de transcription Sox9 , qui joue un rôle clé dans la chondrogenèse , le processus de formation du cartilage à partir de tissus mésenchymateux condensés, qui se différencient ensuite en chondrocytes.  

L'ossification endochondrale est le processus par lequel la plupart des squelettes axiaux de vertébrés se forment en os durcis à partir du cartilage. Ce processus commence par un anlage cartilagineux où les cellules chondrocytes vont se rassembler et commencer leur processus de maturation. Une fois que les chondrocytes ont complètement mûri à la vitesse souhaitée, le tissu cartilagineux durcit en os. Ce processus est similaire chez la plupart des vertébrés et est étroitement régulé en raison de la grande importance du squelette dans la survie. On trouve peu de déviations, de dérèglements et de mutations dans les organismes car ils sont souvent préjudiciables ou mortels pour l'organisme. C'est pourquoi la maturation des chondrocytes est si étroitement réglementée. S'ils mûrissent trop rapidement ou trop lentement, il y a de fortes chances que l'organisme ne survivra pas à la gestation ou à la petite enfance. Un gène étroitement impliqué dans la formation du squelette est le Xylt1 . Normalement, ce gène est responsable de la catalyse de l'ajout de chaînes latérales de glycosaminoglycane (GAG) aux protéoglycanes , qui sont utilisés pendant la signalisation cellulaire pour contrôler des processus tels que la croissance, la prolifération et l'adhésion cellulaires. Les deux principaux protéoglycanes utilisés dans ce processus sont les protéoglycanes héparan sulfate (HSPG) et les protéoglycanes chondroïtine sulfate (CSPG) qui sont présents à des niveaux élevés dans la matrice extracellulaire des chondrocytes et sont essentiels dans la régulation de la maturation des chondrocytes. Lorsque la chaîne GAG ​​fonctionne correctement, elle contrôle la vitesse de maturation des chondrocytes et s'assure que suffisamment de cellules se rassemblent dans l'anlage cartilagineux. Xylt1 est un gène essentiel en ce qui concerne les chondrocytes et la bonne formation du squelette, et est un facteur clé dans la régulation étroite de la maturation. Cependant, la mutation carlin du gène Xylt1 a été étudiée chez la souris en 2014 et s'est avérée provoquer la prématuration des chondrocytes. Les animaux avec des allèles carlin homozygotes présentent un nanisme et ont des os considérablement plus courts que les animaux de type sauvage . Ces organismes présentent une réduction de l'activité typique du gène Xylt1, ainsi qu'une réduction des niveaux de la chaîne GAG. Cette mutation entraîne l'ajout de moins de chaînes GAG aux HSPG et CSPG, ce qui signifie qu'il y a moins de complexes disponibles pour réguler étroitement la maturation des chondrocytes. Des signaux incorrects sont envoyés aux chondrocytes dans le cartilage car la chaîne GAG ​​et les complexes protéoglycanes sont incapables de fonctionner correctement et provoquent la maturation et l'ossification des chondrocytes trop rapidement. La quantité correcte de chondrocytes n'est pas en mesure de se rassembler dans le cartilage anlage, conduisant à une pénurie de cartilage pour l'ossification et éventuellement des os plus courts.

Alors que la mutation carlin traite de la pré-maturation des chondrocytes, de multiples autres mutations altèrent la prolifération des chondrocytes. Un tel exemple, la mutation ponctuelle G380R située sur le gène du récepteur 3 du facteur de croissance des fibroblastes (FGFR-3) conduit à l' achondroplasie , un type de nanisme. L'achondroplasie est soit causée par une mutation spontanée, soit héritée de manière autosomique dominante . Les génotypes homozygote dominant et hétérozygote présentent des symptômes d'achondroplasie, mais les hétérozygotes sont souvent plus bénins. Les individus avec l'allèle muté (s) présentent une variété de symptômes de l'échec de l' ossification endochondrale, y compris le raccourcissement de proximales longs membres et midface hypoplasie . Le gène FGFR-3 non muté est responsable de l'expression des facteurs de croissance des fibroblastes (FGF) qui doivent maintenir un certain niveau pour garantir que la prolifération des chondrocytes se produit en conséquence. La mutation G380R amène FGFR-3 à surexprimer les FGF et l'équilibre au sein de la matrice extracellulaire cartilagineuse est éjecté. Les chondrocytes proliféreront trop rapidement et perturberont l'assemblage au niveau du cartilage et altéreront de manière néfaste la formation de l'os. Cette mutation agit de manière posologique, ce qui signifie que lorsqu'une seule copie est présente, il y a toujours une absorption dans l'expression du FGF, mais moins que lorsqu'il y a deux copies de la mutation.

Galerie

Voir également

Les références

Lectures complémentaires

Liens externes