Introduction
Les cellules sont les briques élémentaires qui constituent tous les êtres vivants, des bactéries les plus simples aux organismes complexes comme l'humain. Leur découverte au XVIIe siècle a révolutionné la biologie et la médecine, établissant la théorie cellulaire comme un pilier fondamental. Dans le corps humain, cette diversité cellulaire orchestrée permet toutes les fonctions vitales, de la pensée à la locomotion.
Description
Une cellule humaine typique est une entité microscopique, généralement comprise entre 10 et 100 micromètres. Elle est délimitée par une membrane plasmique, une barrière sélective faite d'une double couche lipidique qui régule les échanges avec l'extérieur. À l'intérieur, le cytoplasme, une substance gélatineuse, contient les organites. Le noyau est l'organite le plus volumineux ; il abrite l'ADN, le matériel génétique qui dirige les activités de la cellule. Les mitochondries, souvent décrites comme les centrales énergétiques, produisent l'ATP (adénosine triphosphate) par respiration cellulaire. Le réticulum endoplasmique et l'appareil de Golgi sont impliqués dans la synthèse, le transport et la modification des protéines. Les ribosomes, présents librement ou sur le réticulum, sont les sites de fabrication des protéines. Les lysosomes contiennent des enzymes digestives pour dégrader les déchets. Le cytosquelette, un réseau de filaments protéiques, confère sa forme à la cellule et permet son mouvement et le transport interne.
Histoire
L'histoire de la découverte des cellules est intimement liée à l'invention du microscope. Robert Hooke, en 1665, observa pour la première fois des cellules (en réalité, des parois de cellules mortes) dans du liège et utilisa le terme 'cellule' (petite chambre). Antonie van Leeuwenhoek, quelques années plus tard, fut le premier à observer et décrire des cellules vivantes, comme des protozoaires et des bactéries, qu'il appelait 'animalcules'. Au XIXe siècle, les travaux de Matthias Schleiden (1838) sur les plantes et de Theodor Schwann (1839) sur les animaux aboutirent à la formulation de la théorie cellulaire, énonçant que tous les êtres vivants sont composés de cellules. Rudolf Virchow compléta cette théorie en 1855 avec l'axiome 'omnis cellula e cellula' (toute cellule provient d'une autre cellule).
Caracteristiques
Les cellules humaines présentent une diversité morphologique et fonctionnelle extraordinaire. Les globules rouges (érythrocytes) sont des cellules sans noyau, en forme de disque biconcave, spécialisées dans le transport de l'oxygène. Les neurones possèdent de longs prolongements (axones et dendrites) pour transmettre des signaux électriques. Les cellules musculaires sont riches en filaments contractiles (actine et myosine). Les ostéoblastes sécrètent la matrice osseuse, tandis que les adipocytes stockent les lipides. Malgré cette spécialisation, toutes les cellules somatiques (non reproductrices) d'un individu possèdent le même génome. Leur différenciation résulte de l'expression sélective de gènes. Les cellules se reproduisent par division cellulaire, principalement par mitose (pour la croissance et la réparation) ou par méiose (pour produire les gamètes).
Importance
L'importance des cellules est absolue. Elles sont le siège de tous les processus biochimiques qui définissent la vie : métabolisme, homéostasie, croissance, reproduction et réponse aux stimuli. La compréhension de leur fonctionnement normal est la base de la physiologie. Inversement, la pathologie cellulaire est à l'origine de la plupart des maladies : le cancer résulte d'une division cellulaire incontrôlée, les maladies mitochondriales d'un dysfonctionnement énergétique, et les infections par des virus ou bactéries ciblent souvent des processus cellulaires spécifiques. La biologie cellulaire est donc fondamentale pour le diagnostic, le développement de thérapies (comme les thérapies ciblées en oncologie) et la médecine régénérative (thérapie cellulaire, cellules souches). L'étude des cellules souches, capables de se renouveler et de se différencier en divers types cellulaires, représente un espoir majeur pour traiter des maladies dégénératives.
