Jonctions serrées : comment les cellules intestinales contrôlent ce qui passe entre elles
Sur la page « Barrière intestinale », nous avons vu que les cellules épithéliales restent solidaires grâce à plusieurs types de jonctions intercellulaires, dont les jonctions serrées — les structures les plus apicales du complexe jonctionnel, situées à proximité de la lumière intestinale.[1,2]
Ici, nous descendons d’un niveau : non plus le système dans son ensemble, mais le mécanisme moléculaire lui-même.
Une jonction serrée n’est pas une simple soudure entre deux cellules. C’est un complexe moléculaire dynamique, constitué de nombreuses protéines organisées avec précision. Elle contribue à contrôler les échanges entre les cellules et participe à la régulation de la perméabilité de l’épithélium.[1,2]
Cette page répond à une question précise :
Comment les cellules intestinales parviennent-elles à contrôler ce qui passe entre elles, tout en permettant certains échanges indispensables à l’organisme ?
1. Une jonction serrée, qu’est-ce que c’est exactement ?
Les cellules de l’épithélium intestinal sont étroitement associées les unes aux autres. Plusieurs systèmes de jonction participent à cette organisation.
Fig. 1. Jonction serrée
La jonction serrée (Fig.1) occupe la position la plus apicale du complexe jonctionnel, c’est-à-dire la plus proche de la lumière intestinale. Elle se trouve au-dessus des jonctions adhérentes et des desmosomes, présentés sur la page « Barrière intestinale ».[1,2]
Elle forme une organisation en réseau autour des cellules épithéliales.
Mais le terme « serrée » peut être trompeur.
Une jonction serrée n’est pas une fermeture hermétique.
Elle constitue au contraire une barrière sélective : elle limite certains passages tout en permettant le passage contrôlé de certaines molécules, notamment de petits ions et de l’eau.[3,4]
Autrement dit :
Une jonction serrée ne cherche pas à tout bloquer. Elle participe à décider ce qui peut passer entre les cellules, dans quelles conditions et avec quelle sélectivité.
Cette propriété est essentielle dans l’intestin, où l’épithélium doit accomplir simultanément deux fonctions apparemment opposées :
- permettre l’absorption des nutriments et de certaines molécules ;
-
empêcher un passage incontrôlé de substances potentiellement délétères vers les tissus sous-jacents.[3,4]
2. Une structure composée de plusieurs familles de protéines
La jonction serrée est un assemblage moléculaire complexe.
On distingue notamment des protéines transmembranaires, qui participent directement à l’organisation de la jonction entre deux cellules, et des protéines intracellulaires d’échafaudage, qui relient cette structure au cytosquelette de la cellule.[1,2]
Les principales protéines transmembranaires comprennent notamment :
- Les claudines ;
- L’occludine ;
- Les molécules d’adhésion jonctionnelle, ou JAM ;
- La tricelluline, particulièrement importante aux endroits où trois cellules se rencontrent.[1,2]
Chacune possède des fonctions particulières.
3. Les claudines : les grandes architectes de la sélectivité
Les claudines constituent une grande famille de protéines transmembranaires.
Elles jouent un rôle central dans les propriétés de perméabilité de la jonction serrée. Leur diversité permet aux différents épithéliums de présenter des propriétés de passage différentes.[2,4]
Certaines claudines participent à la formation de voies permettant le passage sélectif de petits ions et de molécules, tandis que d’autres contribuent davantage au renforcement de la fonction de barrière.[2,4]
La composition en claudines n’est donc pas anodine.
Elle participe à déterminer les propriétés physiques de la jonction : ce qu’elle laisse passer, ce qu’elle retient et avec quel degré de sélectivité.
On peut utiliser une image simple : les jonctions serrées ressemblent moins à un mur qu’à un système de portes spécialisées.
Toutes les portes ne sont pas identiques, et toutes ne laissent pas passer les mêmes éléments.
Cette diversité moléculaire permet à l’épithélium intestinal d’adapter finement ses propriétés de perméabilité aux fonctions du tissu.[2,4]
4. L’occludine : une protéine importante dans l’organisation de la jonction
L’occludine est l’une des premières protéines transmembranaires identifiées dans les jonctions serrées.
Elle participe à l’organisation et à la stabilité du complexe jonctionnel et intervient dans la régulation de la perméabilité épithéliale.[1,2]
Cependant, il serait réducteur de considérer l’occludine comme une simple « protéine qui ferme la jonction ».
La fonction de la jonction serrée dépend de l’interaction entre de nombreuses protéines et de leur relation avec le cytosquelette ainsi qu’avec les systèmes de signalisation intracellulaire.[1,2]
C’est précisément cette organisation collective qui rend la jonction dynamique et régulable.
5. Les JAM : bien plus que de simples éléments d’assemblage
Les JAM — pour junctional adhesion molecules, ou molécules d’adhésion jonctionnelle — appartiennent à une famille de protéines impliquées dans les interactions entre cellules.
Elles participent notamment à l’organisation des complexes jonctionnels, à la polarité épithéliale et à certaines interactions avec les cellules immunitaires.[1,2]
Cette dernière fonction rappelle une caractéristique essentielle de l’intestin : la barrière épithéliale n’est pas isolée du système immunitaire.
Elle constitue une interface active entre le contenu intestinal, les cellules épithéliales et les mécanismes de défense de la muqueuse.
6. La tricelluline : quand trois cellules se rencontrent
La majorité des jonctions serrées concernent l’interface entre deux cellules.
Mais il existe également des endroits où trois cellules se rencontrent.
Ces points particuliers sont appelés jonctions tricellulaires.
La tricelluline est une protéine spécialisée de ces zones et contribue à leur organisation ainsi qu’au contrôle du passage paracellulaire à ces points de rencontre.[2]
Cette particularité est importante : la barrière épithéliale doit être organisée non seulement entre deux cellules, mais également dans les géométries plus complexes créées par l’agencement tridimensionnel du tissu.
7. Les protéines d’échafaudage : relier la jonction au squelette de la cellule
Les protéines transmembranaires ne fonctionnent pas seules.
À l’intérieur des cellules, elles interagissent avec des protéines d’échafaudage, notamment les protéines de la famille ZO — zonula occludens.[1,2]
Parmi elles, on retrouve notamment :
- ZO-1 ;
- ZO-2 ;
- ZO-3.
Ces protéines jouent le rôle d’intermédiaires entre les protéines de la jonction et le cytosquelette d’actine.[1,2]
Le cytosquelette est le réseau de filaments qui structure l’intérieur de la cellule.
Cette connexion est fondamentale.
Elle permet à la jonction serrée de ne pas être une structure indépendante flottant dans la membrane. Elle est mécaniquement et fonctionnellement reliée à l’architecture interne de la cellule.
Ainsi, lorsqu’une cellule modifie son organisation ou reçoit certains signaux, la jonction peut elle aussi être remodelée.
La jonction serrée est donc à la fois une structure de contact, une barrière sélective et une plateforme de signalisation.[1,2]
8. Entre les cellules : deux grandes voies de passage
Sur la page « Barrière intestinale », nous avons vu qu’une partie des échanges peut se produire par la voie paracellulaire, c’est-à-dire entre les cellules.
Mais cette voie n’est pas uniforme.
Les travaux expérimentaux ont permis de distinguer plusieurs modalités de passage à travers les jonctions serrées, notamment la voie pore et la voie fuite.[3,4]
9. La voie pore : une voie sélective
La voie pore correspond à une voie de passage de faible conductance, fortement sélective.
Elle est principalement associée à certaines claudines qui forment des voies permettant le passage de petits ions et de petites molécules selon leurs propriétés physiques, notamment leur taille et leur charge.[4]
Cette voie n’est donc pas le signe d’une défaillance de la barrière.
Au contraire : un certain degré de perméabilité paracellulaire fait partie du fonctionnement normal de l’épithélium.
La jonction serrée peut ainsi permettre certains échanges tout en conservant une fonction de barrière.
10. La voie fuite : une autre modalité de perméabilité
La voie fuite correspond à une autre composante de la perméabilité paracellulaire.
Elle permet le passage de molécules plus grandes que celles qui empruntent principalement la voie pore et possède des caractéristiques de sélectivité différentes.[3,4]
Son mécanisme moléculaire est cependant plus complexe et moins complètement élucidé que celui de la voie pore.
Plusieurs protéines et interactions cellulaires semblent y participer, notamment l’occludine, les protéines ZO, la tricelluline et le cytosquelette d’actine.[4]
Il est donc important de ne pas présenter la voie fuite comme une simple « fissure » permanente entre les cellules.
Le terme fuite décrit ici une catégorie fonctionnelle de perméabilité ; il ne signifie pas nécessairement que la barrière est endommagée.
11. Une précision importante : « perméable » ne signifie pas « défectueuse »
C’est un point essentiel pour comprendre l’intestin.
Dans le langage courant, une barrière perméable peut donner l’impression d’une barrière défaillante.
Mais biologiquement, ce raisonnement est trop simple.
L’épithélium intestinal doit être suffisamment perméable pour permettre certains échanges.
Il doit également être suffisamment restrictif pour limiter le passage incontrôlé d’éléments provenant de la lumière intestinale.
La question n’est donc pas : « La barrière est-elle perméable ? »
mais plutôt : « À quoi est-elle perméable, dans quelle quantité, par quelle voie et sous quel contrôle ? »
Cette distinction est fondamentale.
Les recherches actuelles distinguent d’ailleurs la perméabilité physiologique associée aux voies pore et fuite d’une perte beaucoup plus importante et non sélective de la fonction barrière pouvant survenir lorsqu’il existe une véritable lésion de l’épithélium.[4,5]
12. Une jonction serrée qui bouge en permanence
La jonction serrée n’est pas une structure figée.
Même dans des conditions physiologiques normales, elle est continuellement remodelée et régulée.[1,5]
Cette régulation implique notamment des interactions entre les protéines jonctionnelles, les systèmes de signalisation intracellulaire et le cytosquelette d’actine.
Un élément particulièrement important est l’anneau actomyosine situé à proximité de la jonction.
Sa contraction peut modifier l’organisation du complexe jonctionnel et influencer la perméabilité paracellulaire.[4,5]
Une enzyme appelée MLCK (myosin light-chain kinase, ou kinase de la chaîne légère de la myosine) participe notamment à cette régulation.[4,5]
La jonction peut ainsi répondre à différents signaux provenant de son environnement.
Parmi eux :
- Des signaux provenant des cellules épithéliales elles-mêmes ;
- Des signaux immunitaires, notamment certaines cytokines ;
- Des facteurs issus des micro-organismes ;
- Des molécules produites par le microbiote ;
- Des signaux associés aux processus d’absorption et de transport intestinal.[5]
La barrière est donc continuellement ajustée aux conditions dans lesquelles fonctionne l’intestin.
13. Après un repas : une barrière capable de s’adapter
L’intestin est particulièrement intéressant parce que son environnement change constamment.
Après un repas, les cellules épithéliales intensifient leurs activités de transport et d’absorption.
Ces processus peuvent s’accompagner de modifications transitoires de la perméabilité paracellulaire.[5]
Cela illustre un principe fondamental : la perméabilité intestinale n’est pas simplement un état « ouvert » ou « fermé ».
Elle peut varier dans le temps en fonction des besoins physiologiques.
L’organisme doit continuellement trouver un équilibre entre :
absorber ce qui est utile
et
maintenir une protection efficace vis-à-vis de l’environnement intestinal.
Cette capacité d’adaptation est l’une des caractéristiques remarquables de l’épithélium intestinal.
14. Quand la régulation se dérègle
Parce que les jonctions serrées jouent un rôle central dans la fonction de barrière, leur altération est étudiée dans de nombreuses situations pathologiques.[3,4]
Mais il faut ici éviter une simplification fréquente : une augmentation de la perméabilité intestinale n’est pas automatiquement la cause d’une maladie.
Elle peut parfois participer à un processus pathologique, mais elle peut aussi être une conséquence d’une inflammation, d’une lésion épithéliale ou d’autres modifications du tissu.
Les relations entre perméabilité, inflammation, microbiote et maladie sont donc souvent bidirectionnelles et complexes.[4,5]
Cette prudence est particulièrement importante lorsque l’on parle de « leaky gut » ou d’« hyperperméabilité intestinale ».
15. Et la zonuline dans tout cela ?
La zonuline a fait l’objet de nombreux travaux en raison de son rôle proposé dans la régulation de la perméabilité intestinale.
Elle a notamment été étudiée dans le contexte de la maladie cœliaque.[6]
Cependant, son rôle exact, ses mécanismes d’action et la manière dont il faut interpréter certaines mesures de la zonuline chez l’être humain ont fait l’objet de discussions scientifiques.
Il serait donc scientifiquement excessif de résumer la situation par : « la zonuline ouvre les jonctions serrées et provoque la maladie ».
La réalité biologique est beaucoup plus complexe.
La maladie cœliaque implique notamment des interactions entre prédisposition génétique, exposition au gluten, épithélium intestinal et réponses immunitaires. La place exacte des modifications de la barrière dans cette chaîne de mécanismes fait toujours l’objet de recherches.[6,7]
C’est pourquoi nous ne détaillons pas ici la physiopathologie de la maladie cœliaque.
Elle sera étudiée dans la rubrique Maladie cœliaque, où nous pourrons distinguer ce qui est solidement établi de ce qui reste discuté.
→ Comprendre la maladie cœliaque
16. Une architecture moléculaire qui fonctionne comme un système
Nous pouvons maintenant réunir les différents éléments.
À l’extérieur de la cellule
Les protéines transmembranaires participent directement à l’organisation de la jonction :
Claudines
↓
Occludine
↓
JAM
↓
Tricelluline
À l’intérieur de la cellule
Ces protéines interagissent avec des protéines d’échafaudage :
ZO-1 · ZO-2 · ZO-3
↓
Cytosquelette d’actine
Fonctionnellement
Cette architecture permet de contrôler plusieurs propriétés :
cohésion des cellules
↓
organisation de la barrière
↓
sélectivité de la voie paracellulaire
↓
régulation de la perméabilité
↓
adaptation aux signaux de l’environnement
La jonction serrée n’est donc pas une simple « fermeture ».
C’est un système moléculaire dynamique, capable de modifier ses propriétés en fonction des besoins du tissu.
17. Ce qu’il faut retenir
Si tu devais retenir seulement quelques idées de cette page, ce seraient celles-ci :
🧬 1. Une jonction serrée est un complexe moléculaire
Elle est constituée de nombreuses protéines qui travaillent ensemble.
🔬 2. Les claudines jouent un rôle central dans la sélectivité
La composition en claudines contribue à déterminer les propriétés de passage de la jonction.[2,4]
🚪 3. La jonction n’est pas totalement imperméable
Elle participe à une perméabilité paracellulaire physiologique et sélective.
⚙️ 4. Elle est continuellement régulée
Les protéines jonctionnelles, le cytosquelette et différents signaux cellulaires participent à cette régulation.[1,5]
🔄 5. « Perméabilité » ne signifie pas nécessairement « anomalie »
L’intestin doit pouvoir laisser passer certaines substances tout en limitant d’autres passages.
⚠️ 6. Une augmentation de perméabilité doit être interprétée avec prudence
Il faut distinguer les mécanismes physiologiques des altérations pathologiques et ne pas confondre association et causalité.[4,5]
18. Du microscopique au macroscopique
Nous avons commencé notre exploration par l’intestin grêle, l’organe.
Puis nous avons étudié la barrière intestinale, l’interface entre l’organisme et son environnement.
Nous sommes ensuite descendus au niveau des jonctions serrées, jusqu’aux protéines qui permettent aux cellules de contrôler les échanges entre elles.
Nous avons ainsi parcouru plusieurs niveaux d’organisation :
Organe
↓
Interface
↓
Cellule
↓
Jonction intercellulaire
↓
Protéines
↓
Interactions moléculaires
Mais le vivant ne s’arrête pas à cette architecture.
Lorsque les cellules intestinales, le microbiote et le système immunitaire communiquent, des réponses biologiques peuvent apparaître.
Certaines sont indispensables à la protection de l’organisme.
D’autres, lorsqu’elles deviennent excessives ou mal régulées, peuvent conduire à l’inflammation.
Et maintenant, une dernière pièce du puzzle…
Que se passe-t-il lorsque le système immunitaire de la muqueuse s’active et qu’une réponse inflammatoire se met en place ?
C’est ce que nous allons explorer dans la dernière page de cette séquence :
→ Découvrir l’inflammation
Contenu rédigé par Djida Ayad, docteure en sciences agronomiques, enseignante-chercheuse, nutritionniste et cœliaque.
Glossaire de cette page
Retrouve ici la définition simple des principaux termes techniques utilisés dans cet article. Le glossaire complet du site sera progressivement enrichi dans la rubrique Ressources.
Jonction serrée
Complexe de protéines situé entre deux cellules voisines qui contrôle une partie des échanges pouvant se produire entre elles.
Claudines
Famille de protéines essentielles à l’organisation des jonctions serrées et à la sélectivité de leur perméabilité.
Occludine
Protéine transmembranaire des jonctions serrées qui participe à leur organisation, leur stabilité et leur régulation.
JAM
Famille de molécules d’adhésion jonctionnelle participant notamment à l’organisation des contacts entre cellules et à certaines interactions avec les cellules immunitaires.
Tricelluline
Protéine particulièrement associée aux endroits où trois cellules épithéliales se rencontrent.
Protéines d’échafaudage
Protéines situées à l’intérieur de la cellule qui relient les protéines de jonction au cytosquelette.
ZO-1, ZO-2, ZO-3
Famille de protéines d’échafaudage associées aux jonctions serrées et permettant notamment leur connexion avec le cytosquelette.
Cytosquelette
Réseau de filaments situé à l’intérieur de la cellule qui lui donne sa structure et participe à ses mouvements et à ses changements de forme.
Actine
Protéine qui constitue notamment les filaments du cytosquelette et participe aux mouvements et à la contraction des cellules.
Voie paracellulaire
Voie de passage située entre les cellules, par opposition à la voie transcellulaire qui traverse les cellules.
Voie pore
Voie sélective de passage à travers les jonctions serrées, permettant notamment le déplacement de petits ions et solutés selon leurs propriétés.
Voie fuite
Composante de la perméabilité paracellulaire permettant le passage de molécules plus grandes et dont les mécanismes moléculaires sont plus complexes et encore étudiés.
MLCK
Enzyme impliquée dans la régulation de la contraction du réseau actomyosine situé à proximité des jonctions serrées.
Zonuline
Médiateur étudié pour son rôle potentiel dans la régulation de la perméabilité intestinale, notamment dans certaines maladies intestinales et auto-immunes.
Perméabilité intestinale
Propriété de l’épithélium intestinal qui détermine quelles substances peuvent traverser la barrière, par quelles voies et dans quelle mesure.
Références scientifiques
[1] Zihni C., Mills C., Matter K., Balda M.S. (2016). Tight junctions: from simple barriers to multifunctional molecular gates. Nature Reviews Molecular Cell Biology, 17(9), 564–580. DOI : 10.1038/nrm.2016.80.
[2] Van Itallie C.M., Anderson J.M. (2014). Architecture of tight junctions and principles of molecular composition. Seminars in Cell & Developmental Biology, 36, 157–165. DOI : 10.1016/j.semcdb.2014.08.011.
[3] Odenwald M.A., Turner J.R. (2017). The intestinal epithelial barrier: a therapeutic target? Nature Reviews Gastroenterology & Hepatology, 14(1), 9–21. DOI : 10.1038/nrgastro.2016.169.
[4] Shen L., Weber C.R., Raleigh D.R., Yu D., Turner J.R. (2011). Tight junction pore and leak pathways: a dynamic duo. Annual Review of Physiology, 73, 283–309. DOI : 10.1146/annurev-physiol-012110-142150.
[5] Suzuki T. (2013). Regulation of intestinal epithelial permeability by tight junctions. Cellular and Molecular Life Sciences, 70(4), 631–659. DOI : 10.1007/s00018-012-1070-x.
[6] Fasano A. (2011). Zonulin and its regulation of intestinal barrier function: the biological door to inflammation, autoimmunity, and cancer. Physiological Reviews, 91(1), 151–175. DOI : 10.1152/physrev.00003.2008.
[7] Damianos J.A., Bledsoe A., Camilleri M., Murray J.A. (2025). Coeliac disease and the intestinal barrier: mechanisms of disruption and strategies for restoration. Gut, 74? DOI : 10.1136/gutjnl-2025-335373.