La cellule et les tissus biologie fondamentale

Transcription

1 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

2 1. INTRODUCTION 1.1. la cellule est le composant de base des organismes vivants

3 Cellule: unité morphologique et fonctionnelle de tout être vivant, capable de se reproduire Bactérie: 1 cellule Homme: évaluation environ milliards ( un virus n est pas une cellule)

4 bactéries Bactérie ( procaryote) 1µm cellule épithéliale (eucaryote) 20 à 30 µm 1µm= 1/1000 de mm

5 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

6 ADN

7 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

8 ADN enveloppé dans le noyau

9 extérieur intérieur

10 Membrane plasmique cytoplasme noyau

11 Eucaryotes membrane plasmique cytoplasme ADN contenu dans plusieurs chromosomes dans un noyau

12 eucaryotes Unicellulaires (1 seule cellule) protistes protophyte protozoaires Pluricellulaires (plusieurs cellules associées ayant des fonctions différentes) Végétaux Champignons Animaux métazoaires

13 Nous sommes tous des métazoaires!!!

14 2. La cellule eucaryote Remerciements au Pr Célia Ravel Université de Rennes

15 La cellule eucaryote Eu: propre karyon, noyau Taille relative des cellules et de leurs composants Taille relative des cellules et de leurs composants

16 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

17 Composition de la cellule Eau et sels minéraux: Lipides Glucides Protéines Acides nucléiques Intérieur:milieu aqueux (H²O) Extérieur: milieu aqueux (H²O)

18 extérieur Membrane plasmique intérieur

19 Membrane plasmique Formée d une double couche de lipides ( phospholipides) + autres constituants (complexe )

20 phospholipides

21

22 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

23

24 La membrane est imperméable à l eau comment faire passer des molécules hydrophiles? Canaux, transporteurs, récepteurs..

25 Pour traverser= canaux Na+; Ca++; K+; Cl-..

26 Pour traverser= transporteurs

27 récepteurs à la surface surface de la cellule de la pour cellule les pour les molécules de signalisation molécules de signalisation transduction intracellulaire

28 Certains récepteurs sont des canaux ( synapses du système nerveux)

29 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)

30 Ex: hormones hydrosolubles: récepteurs en surface ( hormone de croissance; insuline ) Ex: hormones liposolubles: récepteurs dans la cellule ( cytoplasme; noyau) ( stéroides, hormones sexuelles)

31 Membrane plasmique cytoplasme noyau

32 Organites intracellulaires

33 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

34 La synthèse protéique

35 RE lisse Pores nucléaires Enveloppe nucléaire RE granuleux ribosomes citernes

36 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

37 L appareil de Golgi permet l emballage et la formation des grains de sécrétion

38 Mitochondries source d énergie (obligatoire pour utilisation de l O²) OXYGENE ATP ENERGIE

39 ATP= adénosine triphosphate l énergie dans la cellule est stockée sous forme d ATP

40 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

41 Petit génome mitochondrial ADN mitochondrial transmis par la mère maladies génétiques mitochondriales

42 La cellule maintient sa forme et son architecture grâce au cytosquelette

43 cytosquelette actine Filaments fins: actine Filaments intermédiaires: cytokératines. Filaments plus épais: microtubules

44 le noyau

45 Cellules sans noyau? Globules rouges

46 ADN dans le noyau

47 noyau contient la chromatine (chromosomes) entouré par membrane nucléaire percée de pores faisant communiquer l intérieur du noyau et le cytoplasme

48 X Y Les chromosomes sont constitués d ADN ( acide désoxyribonucleique) et de protéines ( histones)

49 Chromosomes= Chromatine= ADN+histones( protéines)

50

51 Caryotype: 46 chromosomes

52 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)

53 La division cellulaire se fait par mitose

54 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)

55 Le cycle cellulaire cytokinèse Mitose Synthèse d ADN Séparation chromosomique Duplication des chromosomes Cellule ayant dupliqué ses chromosomes "Physiology or Medicine for Press Release". Nobelprize.org. 7 Sep 2010

56 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»

57 dédoublement des chromosomes

58

59 Prophase 2 chromatides réunies par un centromère Formation du fuseau mitotique Dispersion de l enveloppe nucléaire

60 Métaphase Alignement des chromosomes (plaque métaphasique)

61 Anaphase Division des centromères : les chromatides se séparent Les pôles du fuseau s écartent

62 Rassemblement des chromosomes aux deux pôles du fuseau Cellules filles obtenues par cytocinèse Télophase

63 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»

64 les cellules meurent: apoptose

65 apoptose nécrose 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 désintégration Relargage du contenu intracellulaire inflammation phagocytose Corps apoptotiques macrophage

66 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

67 3.Comment étudier les cellules et les tissus chez les patients?

68 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

69 Comment examiner les cellules: le microscope+++

70

71 Cytologie et cytopathologie= examen des cellules Les cellules peuvent être examinées vivantes: études particulières ex:spermatozoïdes,

72 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

73

74

75 Frottis de dépistage du col de l utérus

76

77

78 Cytoponction du sein ou de le thyroïde

79 Une lame ( de verre)

80

81

82 histologie et histopathologie= examen des tissus ( biopsies, pièces opératoires)

83 Pièce opératoire Autopsie Biopsie à l aiguille Cerveau Œil Thyroïde Ganglions Seins Poumon, plèvre Foie Rein Os, moelle Testicule Biopsie sous endoscopie Trachée Bronches Poumon Tube digestif Vessie Biopsie excision Peau Bouche Col utérin Endomètre (curetage) Muscle, nerf

84 Pour être examinées les cellules constitutives des tissus doivent subir une succession de préparations fixation inclusion coupe coloration

85 Étiquette avec identité du patient +++

86

87

88 inclusion en paraffine réalisation d'un "bloc"

89 réalisation de coupes ou «lames» microtome coupes fines (2 à 5 mm) lame de verre

90 coloration des lames déparaffinage coloration montage

91

92 Microscope optique grandissement de 25 à 1000 fois

93 différents colorants HE Hématéine noyau trichrome de Masson Éosine cytoplasme MEC

94 Microscopie électronique Grandissement de 2500 à

95

96 niveaux d'organisation: les cellules s organisent en tissus

97

98 Les tissus sont formés de cellules et de matériel extracellulaire c est-à-dire entre les cellules

99 le matériel extracellulaire est fait de fibres ( ou fibrilles) : fibres de collagène; fibres élastiques ainsi que de substance fondamentale

100 Les tissus sont constitués de cellules et de matériel extracellulaire cellule

101 fibres de collagène soutien et résistance mécanique

102 Fibres élastiques élasticité élastine

103 Les grandes familles de tissus

104 1 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

105 2 Les tissus conjonctifs et squelettiques Tissu conjonctifs Tissus adipeux Cartilage Os

106 3 Tissus musculaires = contraction Muscles squelettiques Myocarde Muscles lisses des viscères

107 4 Tissu nerveux Système nerveux central Système nerveux périphérique

108 Aux 4 familles de tissus se surajoutent populations cellulaires libres défenses liquides tissus cellules du sang: globules rouges ou hématies globules blancs ou leucocytes - polynucléaires - lymphocytes

109 4 millions de globules rouges par mm 3 ou µl globules blancs par mm 3 ou µl

110 Aux 4 familles de tissus se surajoutent cellules lignées germinales reproduction gonades

111 Des exemples de tissus les épithéliums ( de revêtement): l épiderme de la peau les tissus conjonctifs: le derme et l hypoderme de la peau

112 Peau= organe pour un homme de 75kgs surface ( environ ) 2m² poids ( environ )4kgs

113 peau proprement dite: épiderme + derme tissus sous-cutané: hypoderme ( tissus adipeux) dérivés épidermiques poils et ongles glandes sudoripares et sébacées

114 Follicule pileux

115 sueur sébum Aisselles et périnée

116 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

117 Vue au microscope 500µm soit 1/2mm

118 Épiderme Couche cornée derme

119 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

120 Desquamation Couche cornée kératinisée Couche basale renouvellement

121 Pour former la barrière les cellules de l épiderme sont accrochées les unes aux autres par des jonctions ( desmosomes)

122 Couche cornée 25 à 50 jours cellules basales renouvellement de l épiderme

123 psoriasis

124 La peau est plus ou moins colorée: les mélanocytes

125 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

126 mélanocytes situés dans la couche basale de l épiderme synthèse des grains ( mélanosomes) de mélanine

127 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

128 Eumélanine= couleur brun noir

129 Phaemélanine = couleur rousse

130 Que nous ayons la peau claire ou la peau sombre nous avons le même nombre de mélanocytes

131 mélanocytes situés dans la couche basale 800 à 2300 par mm²

132

133 «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) ++++

134 naevus

135 le derme: un tissu conjonctif

136

137 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

138 e fibroblaste Source: Nicole Grondin enseignante soins esthétiques Marie-Rivier

139 sous la peau: l hypoderme, un autre tissu conjonctif

140 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

141 graisse blanche panicule adipeux sous cutané épiderme derme hypoderme

142 Régions profondes de l organisme: ex épiploon estomac grand épiploon

143 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)

144

145

146 chylomicrons dans capillaires: triacylglycérol lipoprotéine lipase 1/ à la surface des cellules endothéliales 2/ adipocyte acides gras glycérol

147 Insuline glucose du capillaire

148 en cas de besoin ( jeûne; efforts) Lipolyse: libération dans le sang acides gras glycérol

149 Avec la peau nous avons vu 3 tissus différents: Un épithélium de revêtement, l épiderme Un tissu conjonctif, le derme Le tissu adipeux