Cours de cytologie & physiologie cellulaire. Dr A. DEKAR - MADOUI

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1 Cours de cytologie & physiologie cellulaire Dr A. DEKAR - MADOUI Promo:

2 Objectifs pédagogiques 1 - Définir le terme hyaloplasme 2- lister les classes moléculaires qui le composent et préciser leurs distribution tissulaire 3- Indiquer les techniques d exploration de son contenu 4- Corréler ses apparences structurales à la nature de ses éléments figurés 5- Donner ses caractéristiques ultrastructurales dans L hépatocyte, L adipocyte et la cellule musculaire 6-indiquer ses propriétés physicochimiques et présenter les conditions endogènes et exogènes capables de les modifier 7- illustrer ses fonctions cellulaires à travers des exemples

3 Chapitre IV Le hyaloplasme Plan Définition Etude structurale Etude ultrastructurale Composition chimique Propriétés Rôles

4 Historique D après les premières observation au M.Ph: Le milieu intracellulaire a l apparence d un gel transparent (hyalin) astructuré Hyaloplasme L observation au MET y a révélé des structures figurées nettement discernables dispersées entre les organites Membranaires ce mi Ce milieu comporte des structures La combinaison des résultats morphologiques et des techniques d isolement assimilent ce milieu au dernier surnagent astructuré récupéré après ultracentrifugation des cellules Cytosol

5 1 Définition Etude structurale Etude ultrastructurale Composition chimique Propriétés Rôles

6 Définition Le hyaloplasme aussi nommé le cytosol, correspond à la fraction liquide du cytoplasme. Il s étend de la membrane plasmique à l enveloppe nucléaire et occupe l espace externe aux organites membranaires.

7 Le hyaloplasme constitue avec le protoplasme le cytoplasme cellulaire

8 Définition Etude structurale Etude ultrastructurale Composition chimique Propriétés Rôles

9 Le hyaloplasme est la fraction liquide du cytoplasme Hyaloplasme = Milieu homogène Aspect variable en fonction de L état d activité de la cellule Contenu variable en fonction du type cellulaire

10 Aspect structural ( Obs. M.Ph ) Sans coloration spécifique Colorations APS Hyaloplasme M.Ph. Milieu homogène astructuré Colorations Spécifiques = Histochimiques Mise en évidence de structures figurées Liquide intracellulaire Colorations Oil red O ou au Noir Soudan B Inclusions de glycogène (rose) Gouttelettes Lipidiques (rouge/ noir)

11 Distribution tissulaire des structures figurées Inclusions de glycogène (rose) Gouttelettes Lipidiques (rouge/ noir) Majorité des cellules (sauf les neurones) Quantités importantes dans les cellules spécialisées dans le stockage du glucose en glycogène Cellules musculaires Hépatocytes Quantités importantes dans les cellules spécialisées dans le stockage des acides gras / cholestérol Adipocytes Cellules stéroïdogènes

12 Tissu hépatique Coloration APS : Glycogène = Polymère du glucose ( en rose ) tissu adipeux Stockage des acides gras = Triglycerides

13 Aspects des inclusions lipidiques. Observation au M. Photonique. Graisse brune Globules lipidiques petits et nombreux Graisse blanche Globule lipidique unique et volumineux

14 Lipides dans les cellules stéroïdogènes (de la corticosurrénale(zone fasciculée) Gouttelettes lipidiques sans coloration spécifique dans les adipocytes adultes Obs. au M. Ph. Mise en évidence des inclusions lipidiques par la coloration au Oil red O

15 Mise en évidence des inclusions lipidiques par la coloration au noir soudan B dans les hépatocytes par la coloration au Oil red O dans les adipocytes

16 Aspect ultrastructural ( Obs. MET) structures figurées Structures granulaires Structures fibrillaires Particules de glycogène Globules lipidiques polyribosomes Libres Protéines du cytosquelette

17 Particules de glycogène Particules denses isolées Å Particules denses Groupées (rosettes) Å Glycogène β Glycogène α Cellules musculaires Cellules hépatiques

18 Particules de glycogène de type α dans les hépatocytes Inclusions granulaires Coloration : APS (M. Ph) Particules de glycogène: granulations de type α (MET)

19 Structure chimique du glycogène Association des monomères de glucose Polymères de glucose: le glycogène

20 Aspect ultrastructural ( Obs. MET) structures figurées Structures granulaires Structures fibrillaires Particules de glycogène Globules lipidiques polyribosomes Libres Éléments du cytosquelette

21 Mise en évidence des globules lipidiques En Histochimie et en MET dans un adipocyte Lipides au Oil red O Globules lipidiques fixés par le tétroxyde d osmium et révélés par contraste positif

22 La densité des globules lipidique aux électrons varie selon les procédés utilisés et selon leur importance dans la cellule Glande surrénales (Zone Fasciculée) MET Hépatocyte

23 Aspect ultrastructural ( Obs. MET) structures figurées Structures granulaires Structures fibrillaires Particules de glycogène Globules lipidiques polyribosomes Libres Protéines du cytosquelette Particules denses isolées Å Particules denses Groupées (rosettes) Å Glycogène β Glycogène α Cellules musculaires Cellules hépatiques

24 Structures granulaires Les polyribosomes libres Structures figurées formées par l assemblage des particules ribosomales en chaînettes de longueur variables: les polyribosomes

25 Structures fibrillaires Protéines du cytosquelette Filaments épais Filaments fins Portion de cellule musculaire squelettique au MET révélation par Immunofluorescence des protéines du cytosquelette M. Ph

26 La taille des Particules de glycogène varie en fonction de leur vitesse d utilisation par les cellules Cellule musculaire Hépatocyte

27 Définition Etude structurale Etude ultrastructurale Composition chimique Propriétés Rôles

28 Technique d Isolement Homogénat cellulaire UCD 1 Culot 1 Surnagent 1 UGD Eléments du cytosquelette UGD Culot 3 4 ème centrifugation Structures figurées grandspolysomes libres UGD Culot 4 Petits polysomes libres Macromolécules (Glycogène) Surnagent 4 Solution aqueuse du hyaloplasme

29 Composants chimiques Fraction liquide Eau 85% Ions (Ca++, K+, Na+, Cl-, ) Eléments figurés Substrats nutritifs et produits du catabolisme Sucres simples, Acides gras Acides aminés, protéines à l état de monomères isolés Produits de l anabolisme Sous forme Polymérisé: Sucres simples / glycogène Acides gras / tri glycerides Protéines / éléments du cytosquelette Nucléotides/Acides nucléiques Eléments du cytosquelette

30 Protéines solubles du cytosol Protéines enzymatiques (phosphatases, Phosphorylases, décarboxylases, désaminases ) Protéines structurales Protéines ribosomales L&S Polyribosomes Protéines structurales Protéines du cytosquelette (actine, tubulines, myosine ) et protéines associées Protéines Sédentaire du cytosol Phase liquide Phase structurée éléments du cytosquelette Microtubules MF Fins d actine MF Epais de Myosine

31 Définition Etude structurale Etude ultrastructurale Composition chimique Propriétés Rôles

32 Propriétés Viscosité Consistance variable selon l état physiologique Variation localisée dans le temps Gel État visqueux Cas : Sécrétion / synthèse/ dégradation Fragmentation de protéines sol Polymérisation de protéines Cas: Division, mouvement État liquide Mobilité Migration Contraction Division

33 Régulation endogène de la viscosité Cytosquelette et protéines associées Filamine et Gelsoline Association Réticulation Gel Actine MFF d actine Filamine Réseau Cc Ca=+ faible Cc Ca++ élevée MFF d Actine raccourcis SOL Fragmentation Gelsoline MFF d actine

34 Facteurs pouvant modifier les propriétés du hyaloplasme Facteurs exogènes T, stimulants (café, thé), médicaments, anesthésiques. Modifications Interaction entre Protéines associés et éléments du Cytosquelette Modifications De la structure du hyaloplasme Modifications De La mobilité cellulaire

35 Motilité (voir Cytosquelette) Mouvements astructurés Courants cytoplasmiques Mouvements structurés Cytosquelette Motilité cellulaire/ Biomotilité Cyclose= écoulement circulaire du liquide intracellulaire Cytodièrese Mouvement amimboïdes Migration des chromosomes

36 Définition Etude structurale Etude ultrastructurale Composition chimique Propriétés Rôles

37 1 Le cytosol support des organites cellulaires

38 2 Le cytosol carrefour des voies métaboliques Exemple de l utilisation du glucose dans quelques cellules (Voir P lanche II p: 11) Cellule musculaire

39 3 Cytosol site de production d énergie chimique et sa conversion en énergie mécanique Mouvements cellulaires

40 4 Le cytosol site de l anabolisme et du catabolisme Cellulaire. Exemple du métabolisme glucidique

41 5 Le cytosol site de la signalisation Cellulaire: l activation des protéines de signalisation par un ligand extracellulaire

42 5 Le cytosol site de la signalisation Cellulaire: Cas de la signalisation par l Insuline dans la cellule hépatique Récepteur activé Récepteur au repos P P Autophosphorylation et migration vers un puits recouvert E1, E2, EX: enzymes de la voie de glycogénogenèse Vésicule recouverte E 1 -Tyr- E 1 -Tyr- P P P P P Endosome précoce ph 7 Vésicules à hydrolases P P E P 2 -Tyr- P P endocytose Vésicule lisse E 2 - Tyr E X - Tyr E X -Tyr- P Réponse cellulaire : Glycogénogenèse Glucose 6 P Bourgeon Glycogène Recyclage des récepteurs Endosome Tardif ph 6 Découplage hormone récepteur Dégradation (insulinase) Membrane plasmique Lysosome ph 5

43 6 Le cytosol site de biosynthèse de toutes les protéines cellulaires (voir cours Ribosomes)

44 Le cytosol site d adressage des protéines cellulaires ( voir fascicule 3 p: 12)

45 7 Cytosol site de la motilité cellulaire ( voir cours biomotilité P 29 et 30) Mouvement amimboïde Migration des chromosomes Cytodièrese

46 FIN