Nécrose cellulaire
Nécrose cellulaire

Par définition, la mort cellulaire désigne le processus au cours duquel une cellule meurt et est détruite. Il existe différents types des morts cellulaires ; on y trouve la nécrose cellulaire, l’apoptose ou l’autophagie. On parle de mort cellulaire à partir du moment où les fonctions vitales et les réactions chimiques de son métabolisme ont cessé.

L’apoptose est la mort cellulaire programmée. C’est le processus par lequel des cellules déclenchent leur auto-destruction en réponse à un signal. C’est l’une des voies possibles de la mort cellulaire, qui est physiologique, génétiquement programmée, nécessaire à la survie des organismes multicellulaires.

Elle est en équilibre constant avec la prolifération cellulaire. Contrairement à la nécrose qui elle est une mort cellulaire prématurée, elle ne provoque pas d’inflammation : les membranes plasmiques ne sont pas détruites, du moins dans un premier temps, et la cellule émet des signaux qui permettront sa phagocytose par des globules blancs, notamment des macrophages.

La nécrose cellulaire désigne une mort occasionnée par des altérations chimiques ou physiques, souvent venant de l’extérieur comme un accident. Il s’agit d’une forme de dégât cellulaire qui est toujours irréversible.

L’autophagie par contre est une dégradation d’une partie du cytoplasme de la cellule.

Mort cellulaire programmée et naturelle : l’apoptose cellulaire

 

Schématisation simplifiée de la mort cellulaire
Schématisation simplifiée de la différence entre l’apoptose cellulaire et la nécrose cellulaire.

 

Rôles de l’apoptose cellulaire

Apoptose cellulaire.
  • L’apoptose cellulaire contribue à l’homéostasie de l’organisme. Elle détruit les cellules défectueuses qui peuvent mettre en péril l’intégrité de notre corps.
  • Si l’ADN de cellules potentiellement cancéreuses n’est pas réparé par les mécanismes compétents, la cellule doit être détruite par apoptose.
  • L’apoptose détruit également les cellules immunitaires T autoréactives, c’est-à-dire les cellules susceptibles de s’attaquer à l’organisme et ainsi le mettre en péril.
  • L’apoptose cellulaire est un processus capital du développement, aussi bien d’un point de vue anatomique que d’un point de vue neurologique. La formation des doigts d’un embryon, par exemple, requiert de nombreuses apoptoses. Les cellules cartilagineuses du mésenchyme de la main sont produites en très grandes quantités. La main a alors une forme de rectangle. Des apoptoses creusent les espaces interdigitaux pour donner à la main sa forme.
  • Le bon développement neurologique est également dépendant de l’apoptose. Les connexions nerveuses ont lieu en grandes quantités lors du développement embryonnaire, certaines d’entre elles n’ont pas lieu d’être. L’apoptose est là pour remettre de l’ordre, elle élimine les mauvaises connexions.

L’apoptose cellulaire est fondamentale pour la formation de notre organisme

L’apoptose cellulaire joue donc également un rôle important dans la formation du corps d’un organisme, par exemple l’émergence des doigts. Au début de sa formation, la main ressemble à une moufle (ou une palme), puis les cellules se trouvant entre les futurs doigts disparaissent. De même, la disparition de l’appendice caudal, chez le fœtus humain, est due à ce phénomène d’apoptose. La régression de la queue chez les têtards lors de leur métamorphose en grenouille est elle aussi due à l’apoptose.

L’apoptose cellulaire joue aussi un rôle primordial dans la formation du cerveau. Très tôt dans l’embryogenèse, le cerveau subit une vague apoptotique qui le remodèle. Ensuite, les neurones forment entre eux des liaisons synaptiques au hasard, et une deuxième vague apoptotique élimine ceux qui n’ont pas établi de liaisons utiles.

Causes qui déclenchent l’apoptose cellulaire

Une cellule normale a constamment besoin que le corps lui confirme son utilité, aux moyens de facteurs de croissance. La perte de ces signaux peut déclencher un processus apoptotique.

  • Des signaux émis à la suite des dommages subis par l’ADN (par exemple suite à une irradiation aux rayons UV ou aux rayons X) sont capables de déclencher l’apoptose: en effet c’est alors soit une cellule potentiellement cancéreuse, soit une cellule totalement dysfonctionnelle. Dans les deux cas, cette cellule doit être éliminée sans dommage pour le reste du tissu adjacent.
  • Des signaux hormonaux peuvent déclencher l’apoptose cellulaire. C’est un mécanisme important, de régulation du système immunitaire.
  • Pression sur le réticulum endoplasmique: lorsqu’une cellule a un problème dans la conformation d’une protéine, qui aboutit à une accumulation de cette protéine dans le réticulum endoplasmique, elle peut entrer en apoptose.
  • La perte des contacts entre certaines cellules, ou bien entre ces cellules et leur matrice extracellulaire environnante induit de façon extrêmement rapide un processus apoptotique appelé anoïkose.
  • L’apoptose peut aussi être causée par la dégradation des télomères des chromosomes. Elle peut être inhibée par les télomérases. Ce processus est très connu sous le terme de « horloge biologique ».

Conséquences d’un dysfonctionnement de l’apoptose cellulaire

Maladies ou affections induites par le blocage de l’apoptose cellulaire

Les cellules cancéreuses sont généralement des cellules dans lesquelles le mécanisme de l’apoptose naturelle ne fonctionne plus. Elles survivent et se multiplient en dépit d’anomalies génétiques ou de mauvaises habitudes de vie survenues au cours de la vie de la cellule, alors que normalement elles auraient dû être détruites par apoptose.

Certains pathogènes empêchent l’induction de l’apoptose, comme HHV8 (virus de l’herpès). Certaines maladies neurodégénératives comme les tauopathies (maladies de la protéine de tau) sont également des maladies où les mécanismes apoptotiques sont impliqués, conduisant à la survivance de protéine tau pathogène qui peut alors s’accumuler anormalement, jusqu’à la mort de la cellule nerveuse. C’est le cas de la paralysie supranucléaire progressive, de la maladie d’Alzheimer, etc.

Maladies ou affections causées par l’activation intempestive de l’apoptose cellulaire

Des recherches récentes semblent montrer que le développement du sida en tant que maladie serait lié au déclenchement intempestif de l’apoptose des lymphocytes gérant la réponse immunitaire, ce qui permet le développement de maladies et infections opportunes. Cela ne remet pas en cause le rôle actif du virus VIH comme cause effective de cette maladie, bien que celui-ci soit bien détecté et tué par les lymphocytes.

Toutefois, le blocage du virus par les anticorps produits par les lymphocytes conduirait le virus à produire avant sa destruction complète une réponse chimique de défense destinée à provoquer l’apoptose massive de tous les lymphocytes voisins, voire à faire fabriquer par les macrophages (qui absorberrovoquerait « à distance » le suicide de nombreux autres lymphocytes voisins alors même qu’ils n’ont jamais été directement en contact avaient le virus neutralisé par les anticorps en même temps que le message chimique provoquant leur apoptose) cette réponse chimique qui pec le VIH. En d’autres termes, le VIH provoquerait une réponse exacerbée du système immunitaire contre lui-même. C’est alors un effet « boule de neige », où un système morphologique est détourné de ses fonctions par une réponse non contrôlée, semblable à d’autres phénomènes auto-induits comme les allergies (elles aussi liées à un facteur déclenchant externe).

Ce comportement intempestif des mêmes macrophages (les poubelles de l’organisme qui peuvent générer par leur action des tas de produits toxiques et agents chimiques difficiles à éliminer isolément) est également impliqué dans d’autres types de réactions exacerbées de l’organisme comme certaines allergies (où cette réaction, très largement auto-entretenue, se fait à destination d’autres types de cellules que les lymphocytes immunitaires), et est soupçonné également dans d’autres types de maladies dégénératives (qui possèdent aussi un facteur déclenchant externe, pas nécessairement de nature infectieuse) ou certaines réactions exacerbées face à un stress (par exemple l’extension des brûlures).

Mort cellulaire par destruction : la nécrose cellulaire

Une des nécroses les plus connues est celle du myocarde lors de l’infarctus (arrêt d’apport circulatoire au niveau du muscle cardiaque) due à une oblitération (obstruction) d’une artère coronaire. Les fibres musculaires sont alors détruites, puis remplacées par un tissu inerte, c’est-à-dire, ne possédant pas les capacités de transmission de l’influx nerveux.

La nécrose cellulaire se distingue de l’apoptose

La nécrose cellulaire se distingue fondamentalement de l’apoptose qui est la mort programmée des cellules et qui est un phénomène normal jouant un rôle important dans le recyclage des cellules. La nécrose cellulaire est presque toujours néfaste, échappe au contrôle de l’organisme et peut s’avérer fatale.

Au lieu de se détruire à la suite de signaux apoptotiques, les cellules mortes par la nécrose sont détruites à la suite de l’activation anormale et « en cascade » de divers récepteurs.

La mort cellulaire par nécrose est accompagnée par une inflammation du tissu environnant

Une perte de l’intégrité membranaire permet l’écoulement de produits issus de la mort cellulaire vers l’espace hors-cellule (ce qui se traduit par un changement de la peau qui devient violacées à brun-noir).

Cette perte de contenu cellulaire provoque une réponse inflammatoire dans le tissu environnant. Des phagocytes à proximité ne peuvent ni localiser ni engouffrer les cellules mortes, ce qui aboutit à l’accumulation du tissu mort et des fragments cellulaires auprès du site. Alors, il faudra retenir que la nécrose provoque toujours une inflammation tissulaire.

Ceci se traduit par la présence d’exsudat et de cellules spécialisées du système hématopoïétique comme les lymphocytes et les macrophages.

La nécrose tissulaire concerne habituellement des groupes de cellules, soumises aux mêmes agressions.

Les principaux types de nécrose cellulaire

La nécrose cellulaire et tissulaire peut être provoquée par de différentes causes. Voici quelques-uns des principaux types de nécrose cellulaire.

Nécrose ischémique nécrose de coagulation

La nécrose ischémique, également appelée la nécrose de coagulation, est liée à un arrêt de la circulation sanguine causé par un caillot ou bouchon, par exemple lors d’infarctus et de brûlures.

La nécrose ischémique est caractérisée par la coagulation des protéines. Le cytoplasme coagule (par dénaturation des protéines et en particulier de l’albumine qui se solidifie et s’opacifie). Au microscope, le noyau disparaît, mais la forme de la cellule (l’architecture des tissus) est maintenue sous forme d’un squelette cellulaire (ou silhouette).

Quand ils sont visibles, les tissus morts de la plaie présentent un aspect gélatineux. Ce type de nécrose apparaît généralement lorsque survient une condition hypoxique assez longue pour asphyxier des tissus, typiquement lors d’un infarctus.

La nécrose de coagulation touche préférentiellement les tissus rénaux, cardiaques et les glandes surrénales, ou n’importe quel tissu soumis à une ischémie sévère.

Quelques exemples de nécrose ischémique

Comme exemples connus de nécrose ischémique, on peut citer l’infarctus du myocarde, l’occlusion artérielle, la nécrose hémorragique en cas d’occlusion veineuse ou thrombose veineuse rénale, ou la gangrène.

La gangrène est une nécrose des tissus. Elle est causée par une obstruction artérielle par embolie, choc, infection ou par l’exposition à un froid intense. Son origine est le plus souvent liée à l’interruption prolongée ou au ralentissement extrême de l’irrigation sanguine. En l’absence d’apport d’oxygène, les tissus meurent, puis se putréfient.

Nécrose de liquéfaction ou nécrose colliquative

Contrairement à ce qui se passe dans la nécrose de coagulation, dans le cas de la nécrose de liquéfaction, on constate une digestion (hydrolyse) des cellules mortes, qui forme une masse de liquide visqueux.

Ce sont surtout des tissus contenant moins de protéines et plus de gras qui sont concernés, comme par exemple le cerveau. Elle est généralement causée par une infection bactérienne et/ou éventuellement fongique, en raison de leurs capacités enzymatiques et/ou à stimuler une forte réponse inflammatoire.

La plaie contient une grande quantité de pus formant un liquide nécrotique crémeux jaunâtre et parfois odorant (mélange de débris cellulaires et de globules blancs altérés.

Nécrose caséeuse : la nécrose typique de la tuberculose

La nécrose caséeuse est la nécrose typique de la tuberculose. On peut la considérer comme une combinaison des nécroses de coagulation et de liquéfaction ci-dessus décrites.

Elle résulte généralement de l’action destructrice de mycobactéries et d’autres organismes opportunistes (champignons, bactéries) et substances étrangères. Le tissu nécrotique est blanchâtre à grisâtre, grumeleux et friable (un peu comme du fromage blanc en grumeaux).

Les cellules mortes sont en grande partie désintégrées, mais incomplètement digérées, laissant des particules granulaires.

Nécrose fibrinoïde

Cette nécrose est une lésion vasculaire et des parois des vaisseaux. Elle apparaît lors de certaines maladies « à médiation immunitaire » (ex : lupus érythémateux disséminé). On trouve dans la partie nécrosée de la paroi artérielle un mélange de fibrine, d’immunoglobulines et de complexes antigènes-anticorps parfois dit « complexes immuns».

Nécrose des tissus adipeux

Cette forme de nécrose ne touche que les tissus gras, généralement suite à un traumatisme du pancréas ou à une pancréatite.

Elle peut aussi toucher le cerveau qui est riche en tissus gras et les glandes salivaires. Lors d’une pancréatite aiguë, les enzymes pancréatiques s’échappent dans la cavité péritonéale et peuvent alors digérer et liquéfier la membrane.

Causes possibles de la nécrose cellulaire

La nécrose a plusieurs causes possibles :

  • Nécrose tumorale.
  • Toxines naturelles : par exemple les venins de certains serpents venimeux, araignées, champignons toxiques etc.
  • Toxines synthétiques : par exemple certains médicaments, armes chimiques.
  • Traumatismes : Blessures, compressions, gel etc. (altérant la circulation sanguine).
  • Ischémie plus ou moins longue d’un membre.
  • Déséquilibres nutritionnels.
  • Action de caustiques.
  • Réactions immunologiques.

 

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Crédits Image:

  • Nécrose cellulaire : Creative Commons, CC-BY-SA 4.0, by Calicut Medical College
  • Schéma mort cellulaire : Wikimedia Commons, Public Domain, by National institute on alcohol abuse and alcoholism (NIAAA)
  • Apoptose cellulaire : Creative Commons, CC-BY-SA 4.0, by Ltumanovskaya

 

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