La cellule et les tissus -...
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La cellule et les tissus biologie fondamentale JF Bernaudin Histologie Biologie Tumorale Hôpital Tenon Université Pierre et Marie Curie Cours IFSI 1 ère année septembre 2014 S109biofond01JFB.ppt
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La cellule et les tissus biologie fondamentale
JF Bernaudin Histologie Biologie Tumorale Hôpital Tenon
Université Pierre et Marie Curie Cours IFSI 1ère année septembre 2014
S109biofond01JFB.ppt
• 1.1. la cellule est le composant de base des organismes vivants
1. INTRODUCTION
• Cellule: unité morphologique et fonctionnelle de tout être vivant, capable de se reproduire
• Bactérie: 1 cellule • Homme: évaluation environ 100 000
milliards ( un virus n’est pas une cellule)
• Bactérie ( procaryote) 1µm
• cellule épithéliale (eucaryote) 20 à 30 µm
• 1µm= 1/1000 de mm
bactéries
Procaryotes et eucaryotes
Procaryotes:
• membrane plasmique
• cytoplasme
• ADN contenu dans
chromosome
directement dans le
cytoplasme
• pas de noyau
Eucaryotes
• membrane plasmique
• cytoplasme
• ADN contenu dans
plusieurs
chromosomes
• dans un noyau
ADN
Procaryotes et eucaryotes
Procaryotes:
• membrane plasmique
• cytoplasme
• ADN contenu dans
chromosome
directement dans le
cytoplasme
• pas de noyau
Eucaryotes
• membrane plasmique
• cytoplasme
• ADN contenu dans
plusieurs
chromosomes
• dans un noyau
ADN enveloppé
dans le noyau
extérieur
intérieur
Membrane plasmique
noyau cytoplasme
Eucaryotes
• membrane plasmique
• cytoplasme
• ADN contenu dans plusieurs chromosomes
• dans un noyau
eucaryotes
• Unicellulaires
(1 seule cellule)
protistes
protophyte
protozoaires
• Pluricellulaires (plusieurs cellules associées ayant des fonctions différentes) – Végétaux
– Champignons
– Animaux
• métazoaires
Nous sommes tous des métazoaires!!!
2. La cellule eucaryote
Remerciements au Pr Célia Ravel Université de Rennes
La cellule eucaryote
Taille relative des cellules et de leurs composants
Eu: propre
karyon, noyau
Taille relative des cellules et de leurs composants
la cellule
• la cellule est le composant de base des organismes vivants
• Les cellules sont les constituants des tissus normaux et pathologiques
• les cellules interagissent entre elles et avec les autres composants du corps humains pour former les tissus
Composition de la cellule
• Eau et sels minéraux:
• Lipides
• Glucides
• Protéines
• Acides nucléiques
• Intérieur:milieu
aqueux (H²O)
• Extérieur: milieu
aqueux (H²O)
extérieur
intérieur
Membrane
plasmique
• Membrane plasmique
– Formée d’une double couche de lipides ( phospholipides)
– + autres constituants (complexe )
phospholipides
• La double couche de phospholipides est imperméable à l’eau, aux ions, aux protéines, glucides, acides nucléiques
• La double couche de phospholipides est perméable aux gaz ( O²,CO²), aux lipides
• La membrane est imperméable à l’eau comment faire passer des molécules hydrophiles? Canaux, transporteurs, récepteurs…..
Pour traverser= canaux
Na+; Ca++; K+; Cl- …..
Pour traverser= transporteurs
récepteurs à la
surface de la cellule
pour les molécules de
signalisation
transduction
intracellulaire
récepteurs à la surface
de la cellule pour les
molécules de signalisation
• Certains récepteurs sont des canaux (
synapses du système nerveux)
• Exemples des récepteurs aux hormones
– Hormones: molécules transportées par le
sang qui apportent les informations des
glandes endocrines aux cellules cibles
– Deux exemples
• L’insuline ( polypeptidique: chaines d’acides
aminés = hydrosoluble)
• La testostérone ( dérivée du cholestérol =
liposoluble)
Ex: hormones hydrosolubles: récepteurs en
surface
( hormone de croissance; insuline …)
Ex: hormones liposolubles: récepteurs dans la
cellule ( cytoplasme; noyau) ( stéroides,
hormones sexuelles)
Membrane plasmique
noyau cytoplasme
Organites intracellulaires
• Compartiments distincts formant des organites
• Entourés par une membrane également faite de phospholipides
• Tous ces organites contiennent des protéines particulières et ont des fonctions bien distinctes
• Compartiments dynamiques, constamment en mouvement
La synthèse protéique
citernes
ribosomes
RE
granuleux
RE lisse
Pores
nucléaires
Enveloppe
nucléaire
• Le réseau de citernes et cavités impliqué dans la synthèse intracellulaire: le réticulum endoplasmique (RE) – RE granuleux ( ou granulaire) = citernes +
ribosomes = synthèse des protéines
– RE lisse ( pas de ribosomes)= synthèse des lipides
L’appareil de Golgi permet l’emballage et la formation des grains de sécrétion
Mitochondries source d’énergie
(obligatoire pour utilisation de l’ O²)
OXYGENE
ATP
ENERGIE
ATP= adénosine triphosphate
l’énergie dans la cellule
est stockée
sous forme d’ATP
• L’ATP est formée à partir du glucose ( ou de lipides) – en présence d’oxygène (O²) apporté par
les vaisseaux sanguins ( 1mole de glucose donne 36 moles d’ATP; 1mole d’acide gras donne 130 moles d’ATP )
– sans O² 1mole de glucose donne 2 moles d’ATP
Petit génome mitochondrial ADN mitochondrial transmis par la mère
maladies génétiques mitochondriales
La cellule maintient sa forme et
son architecture grâce au cytosquelette
cytosquelette
actine
Filaments fins: actine Filaments intermédiaires: cytokératines…. Filaments plus épais: microtubules
le noyau
Cellules sans noyau ? Globules rouges
ADN dans le noyau
noyau
• contient la
chromatine
(chromosomes)
• entouré par
membrane nucléaire
• percée de pores
faisant communiquer
l’intérieur du noyau et
le cytoplasme
• Les chromosomes sont constitués d’ADN ( acide
désoxyribonucleique) et de protéines ( histones)
X
Y
Chromosomes=
Chromatine=
ADN+histones( protéines)
Caryotype: 46 chromosomes
examen des chromosomes: caryotype
( cytogénétique)
• Chez l’homme 46 chromosomes soit 23 paires
• 22 paires d’autosomes
• 1 paire de chromosomes sexuels
( homme XY; femme XX)
La division cellulaire se fait par mitose
3 grandes catégories de cellules
– Cellules extrêmement spécialisées ne se divisant pas
(c nerveuses/neurones, c musculaires du myocarde,)
– Cellules qui normalement ne se divisent pas sauf en cas de stimulus particulier
(foie, lymphocytes)
– Cellules ayant normalement un niveau élevé d’activité mitotique
(c épithéliales, c souches hématopoïétiques, gonies)
Le cycle cellulaire
cytokinèse
Synthèse d’ADN
Duplication des chromosomes
Cellule ayant dupliqué ses chromosomes
Séparation chromosomique
Mitose
"Physiology or Medicine for 2001 - Press Release". Nobelprize.org. 7 Sep 2010
Au cours de la mitose
• les chromosomes doublent leur quantité d’ADN
• la membrane nucléaire disparaît
• les chromosomes se dédoublent et se répartissent au deux extrémités du fuseau
• les noyaux se reconstituent, le cytoplasme se divise en 2
• formation de 2 cellules filles avec le même quantité d’ADN que la cellule « mère »
dédoublement des chromosomes
Prophase
•2 chromatides réunies par un centromère
•Formation du fuseau mitotique
•Dispersion de l’enveloppe nucléaire
Métaphase
Alignement des chromosomes (plaque métaphasique)
Anaphase
•Division des centromères : les chromatides se séparent
•Les pôles du fuseau s’écartent
Télophase
•Rassemblement des
chromosomes aux deux pôles
du fuseau
•Cellules filles obtenues par
cytocinèse
Au cours de la mitose
• les chromosomes doublent leur quantité d’ADN
• la membrane nucléaire disparaît
• les chromosomes se dédoublent et se répartissent au deux extrémités du fuseau
• les noyaux se reconstituent, le cytoplasme se divise en 2
• formation de 2 cellules filles avec le même quantité d’ADN et même nombre de chromosomes que dans la cellule « mère »
les cellules meurent: apoptose
apoptose
suicide cellulaire
• physiologique,
• génétiquement programmé,
• nécessaire à la survie des
organismes pluricellulaires.
• en équilibre constant avec la
prolifération cellulaire.
• contrairement à la nécrose, ne
provoque pas d'inflammation
apoptose
phagocytose
Corps apoptotiques
macrophage
nécrose
désintégration
Relargage du
contenu
intracellulaire
inflammation
• Les cellules s’organisent en tissus • Des exemples de tissus
les épithéliums ( de revêtement): l’épiderme de la peau
les tissus conjonctifs: le derme et l’hypoderme de la peau
le tissu nerveux
les tissus musculaires
3.Comment étudier les cellules et les tissus chez les
patients?
étude des cellules et des tissus
normaux et pathologiques
• Cytologie: étude des cellules
• Cytopathologie: étude des cellules dans un but diagnostique
• Histologie: étude des tissus ( ensemble de cellules)
• Histopathologie ou anatomie pathologique: étude des tissus dans un contexte de maladie dans un but diagnostique
• Comment examiner les cellules:
le microscope+++
Cytologie et cytopathologie= examen des
cellules
• Les cellules peuvent
être examinées
vivantes: • études particulières
ex:spermatozoïdes,
• Le plus souvent il s’agit de cellules
indépendantes examinées après
confection d’un frottis ( ou étalement )
• Le plus souvent le frottis est séché à l’air
avant d’être coloré
• Ex: frottis sanguin coloré; frottis du col de
l’utérus; ponctions à l’aiguille du sein ou
de la thyroïde
Frottis de dépistage
du col de l’utérus
Cytoponction du sein
ou de le thyroïde
Une lame ( de verre)
histologie et histopathologie= examen
des tissus ( biopsies, pièces opératoires)
Biopsie sous endoscopie Trachée Bronches Poumon Tube digestif Vessie
Biopsie à l ’aiguille Cerveau Œil Thyroïde Ganglions Seins Poumon, plèvre Foie Rein Os, moelle Testicule
Biopsie excision Peau Bouche Col utérin Endomètre (curetage) Muscle, nerf
Pièce opératoire Autopsie
• Pour être examinées les cellules constitutives des tissus doivent subir une succession de préparations
• fixation
• inclusion
• coupe
• coloration
Étiquette avec identité du patient +++
inclusion en paraffine
• réalisation d'un "bloc"
réalisation de coupes ou « lames »
microtome
coupes fines (2 à 5
mm)
lame de verre
coloration des lames • déparaffinage
•
• coloration
• montage
Microscope optique
grandissement de 25 à 1000 fois
différents colorants
trichrome de Masson
Éosine cytoplasme
MEC
Hématéine
noyau
HE
Microscopie électronique
Grandissement de 2500 à 150000
niveaux d'organisation: les cellules s’organisent en tissus
• Les tissus sont formés – de cellules
– et de matériel extracellulaire c’est-à-dire entre les cellules
le matériel extracellulaire est fait
• de fibres ( ou fibrilles) : fibres de collagène; fibres élastiques
• ainsi que de substance fondamentale
Les tissus sont constitués de cellules et de matériel extracellulaire
cellule
fibres de collagène
• soutien et résistance mécanique
Fibres élastiques
élastine
• élasticité
• Les grandes familles de tissus
Épithéliums de revêtement et épithéliums glandulaires
Les ensembles de cellules qui - bordent les cavités de l’organisme - forment le revêtement de la peau - constituent les glandes exocrines et endocrines
1
Les tissus conjonctifs et squelettiques
2
Tissu conjonctifs Tissus adipeux
Cartilage Os
Tissus musculaires = contraction
3
Muscles squelettiques Myocarde Muscles lisses des viscères
Tissu nerveux Système nerveux central
Système nerveux périphérique
4
populations cellulaires libres défenses liquides tissus
Aux 4 familles de tissus se surajoutent
cellules du sang: globules rouges ou hématies globules blancs ou leucocytes - polynucléaires - lymphocytes…
4 millions de globules rouges par mm3ou µl
7 000 globules blancs par mm3 ou µl
cellules lignées germinales reproduction
gonades
Aux 4 familles de tissus se surajoutent
• Des exemples de tissus
les épithéliums ( de revêtement): l’épiderme de la peau
les tissus conjonctifs: le derme et l’hypoderme de la peau
• Peau= organe
• pour un homme de 75kgs
surface ( environ ) 2m²
poids ( environ )4kgs
• peau proprement dite: épiderme + derme
• tissus sous-cutané: hypoderme ( tissus adipeux)
• dérivés épidermiques – poils et ongles
– glandes sudoripares et sébacées
Follicule pileux
sueur
Aisselles et périnée sébum
•L’épiderme est la couche la plus superficielle de la peau
•C’est un modèle de barrière mécanique imperméable
•C’est un épithélium, c’est-à-dire un ensemble de cellules jointives étroitement associées entre elles formant un revêtement
Vue au
microscope
500µm soit 1/2mm
derme
Épiderme
Couche cornée
• L’épiderme est formé de plusieurs couches de cellules, les kératinocytes*
• Les cellules de l’épiderme ou kératinocytes* forment une barrière mécanique résistante et imperméable à l’eau qui isole le corps du monde extérieur
• Si la barrière est détruite ( brûlures; maladies bulleuses): perte de liquide interstitiel, infections….
•Kératinocytes
Cytes=cellules; ici cellules à kératine
• Desquamation
• Couche cornée
kératinisée
• Couche basale
renouvellement
Pour former la barrière les cellules de l’épiderme
sont accrochées les unes aux autres
par des jonctions ( desmosomes)
cellules
basales
Couche cornée
25 à 50 jours
renouvellement de l’épiderme
psoriasis
La peau est plus ou moins colorée: les mélanocytes
• Dans notre épiderme,un deuxième type de cellules, les mélanocytes sont responsables de la couleur de notre peau
• Rôle de protection vis-à-vis des rayonnements UV
mélanocytes situés dans la couche basale de l’épiderme synthèse des grains ( mélanosomes) de mélanine
• Les mélanocytes fabriquent la mélanine contenue dans les mélanosomes
• Les cellules voisines ( kératinocytes ) captent des fragments de mélanocytes contenant les grains de mélanine dans les mélanosomes
• Les grains de mélanine protègent les noyaux des cellules ( kératinocytes, mélanocytes) contre les effets génotoxiques des rayons UV
Eumélanine= couleur brun noir
Phaemélanine = couleur rousse
Que nous ayons la peau claire ou la peau sombre nous avons le même nombre de mélanocytes
• mélanocytes situés dans la couche basale
800 à 2300 par mm²
« effets génotoxiques des rayons UV » – Effets des UV sur l’ADN contenu dans le noyau des
cellules (altérations: cassures…) – Rôle carcinogène des UV
• Cancers des kératinocytes: augmentent avec l’age ( cancers basocellulaires, cancers spinocellulaires)
• Cancers des mélanocytes ( mélanomes) ++++
naevus
•le derme: un tissu conjonctif
• Le derme est un deuxième type de tissus,
• Séparé de l’épiderme par la membrane basale dermo-épidermique
• Il est constitué de tissu conjonctif formé de: – Cellules: les fibroblastes
– et de fibres assurant la résistance: fibres de collagène ou l’élasticité, fibres élastiques, de notre peau
Source: Nicole Grondin enseignante soins esthétiques Marie-Rivier
e
fibroblaste
•sous la peau: l’hypoderme, un autre tissu conjonctif
• L’hypoderme est du tissu conjonctif particulier= tissu adipeux= pannicule adipeux= graisse blanche
• Dans le corps tissus adipeux= réserves énergétiques: 3 localisations
– pannicule adipeux – graisse périviscérale en particulier
dans l’abdomen – graisse périorbitaire et paumes
des mains et plantes des pieds
graisse blanche
• panicule adipeux sous cutané
épiderme
derme
hypoderme
• Régions profondes de l’organisme: ex épiploon
estomac
grand épiploon
• Le tissu adipeux est formé de cellules, les adipocytes
• Qui contiennent un gouttelette de lipides ( triglycérides)
• Le tissu adipeux est vascularisé (= présence de capillaires sanguins) et innervé ( système nerveux sympathique)
chylomicrons dans capillaires: triacylglycérol lipoprotéine lipase 1/ à la surface des cellules endothéliales 2/ adipocyte
acides gras glycérol
Insuline
glucose du
capillaire
en cas de besoin ( jeûne; efforts) Lipolyse: libération dans le sang acides gras glycérol
• Avec la peau nous avons vu 3 tissus différents: – Un épithélium de revêtement, l’épiderme
– Un tissu conjonctif, le derme
– Le tissu adipeux
