Cytoplasme, Cytosquelette et Gouttelettes Lipidiques

Définitions

• Le cytoplasme englobe les organites cellulaires et le cytosol.
• Le cytosol est la substance hydratée et visqueuse sans les organites, contenant 85% d'eau, glycogène, lipides, actine, filaments intermédiaires et microtubules.
• Le cytosquelette est un réseau de filaments protéiques polymérisés, essentiel pour la motilité, la forme, et le soutien cellulaire, permettant son adaptation à l'environnement.
• Les cytosquelettes sont spécifiques aux cellules eucaryotes.

Gouttelettes Lipidiques

• Elles servent de réserve d'acides gras (triglycérides/cholestérol) pour environ un mois.
• Elles se distinguent des organites par leur structure : une monocouche de phospholipides au lieu d'une bicouche lipidique.
• Leur taille et nombre varient selon le type de cellule.
• Leur apparence en microscopie électronique (ME) dépend de la fixation : blanches/homogènes si vidées, grises si bien fixées, ou hétérogènes avec halo central si partiellement vides.
• Elles se forment dans le réticulum endoplasmique par accumulation d'acides gras entre les feuillets de sa membrane et sont libérées dans le cytosol par bourgeonnement.
• Les adipocytes sont des cellules spécialisées avec une unique et grande gouttelette lipidique.
• Les hépatocytes contiennent un grand nombre de gouttelettes lipidiques.
• La stéatose hépatique est une accumulation pathologique de gouttelettes lipidiques dans les hépatocytes.
• La stéatose hépatique peut être liée à une contamination par le virus de l'hépatite C.

Glycogène

• C'est un polysaccharide ramifié contenant jusqu'à 50,000 molécules de glucose.
• Il existe sous deux formes de particules : les particules β (majoritaires, 15-30 nm) et les rosettes α (assemblages de particules β).
• Au ME, le glycogène apparaît sous forme de particules denses aux électrons.
• La glycogénogenèse (synthèse) est dépendante de la glycogène synthétase.
• La glycogénolyse (dégradation) est dépendante de la glycogène phosphorylase.
• L'insuline favorise la synthèse, tandis que le glucagon favorise la dégradation.
• Le glycogène est principalement stocké dans les hépatocytes et les cellules musculaires, servant de réserve pour environ une journée.

Fonction Glycogénique du Foie

• Suite à une expérience de Claude Bernard, il fût mis en évidence que le glycogène contenu dans le foie permet la production de sucre dans les 2 cas.
• Le glycogène occupe 10% du poids d'un hépatocyte, contre seulement 1 à 2% dans les cellules musculaires.
• Les stocks de glycogène dans le foie permettent d'approvisionner les organes en glucose lorsque le taux sanguin diminue.
• Cela confère à l'organisme la capacité de maintenir une activité constante même à jeun.

Fonctions Générales du Cytosquelette

• Il maintient la forme cellulaire, sert de squelette et adhère, organisant les tissus via des molécules d'adhérence aux jonctions cellulaires.
• Permet le positionnement des organites.
• L'entérocyte comporte de nombreuses microvillosités situées au niveau de son pôle apical grâce aux expansions du cytosquelette.
• Les entérocytes s'agencent entre eux par le biais de leur cytosquelette et des molécules d'adhérence aux jonctions des pôles basolatéraux.
• Les filaments du cytosquelette servent de rails où circulent vésicules et organites, comme les vésicules synaptiques des neurones transportant des neurotransmetteurs.
• Le cytosquelette permet aux cellules de se déplacer et de se contracter.
• Le Déplacement coordonné des fibroblastes se fait grâce à la réorganisation du cytosquelette permettant la formation d'un pôle de migration.
• Il rend possible la diapédèse du polynucléaire neutrophile ou d'autres globules blancs, passage de la barrière grâce au cytosquelette.
• Il permet le déplacement du spermatozoïde via son flagelle.
• Il y a présence de cils au pôle apical des cellules épithéliales respiratoires ce qui permet de faire circuler le mucus.
• Le cytosquelette forme d'un anneau contractile d'actine impliqué dans la division de la cellule mère en deux cellules filles.
• Il permet la formation du fuseau mitotique.

Constituants du Cytosquelette

• Filaments intermédiaires : fibres de 10 nm, résistantes, composées de protéines fibreuses F1.
• Les filaments intermédiaires protègent la cellule et assurent une résistance mécanique.
• Les filaments intermédiaires sont abondants autour du noyau, formant une corbeille périnucléaire protégeant le matériel génétique, et aux jonctions comme les desmosomes et hémidesmosomes.
• Microtubules : tubes creux de 25 nm, formés de tubuline, rayonnant depuis le centrosome jusqu'à la membrane plasmique.
• Filaments d'actine : hélicoïdaux de 7 nm, composés d'actine, présents partout, participant au maintien de la forme cellulaire et situés dans les prolongements membranaires et sous la membrane.

Filaments Intermédiaires

• Très résistants aux détergents et aux agressions mécaniques.
• Les cellules peuvent ainsi se déformer sans se dissocier et retrouver leur forme originale.
• Ils stabilisent le noyau, assurent la protection du matériel génétique.
• Ils s'ancrent à la membrane plasmique via des molécules d'adhérence dans les jonctions cellulaires (desmosomes, hémidesmosomes).
• Ces filaments influencent différents processus cellulaires (différenciation, migration, prolifération, mort cellulaire...).
• Exemple: la signalisation par des chimiokines et la réorganisation de la vimentine des leucocytes circulants pour lors de la diapédèse.

Lamines

• Apparentées aux protéines F1, mais incapables de former des filaments, les lamines forment un réseau interne à l'enveloppe nucléaire, soutenant le noyau et préservant son intégrité.
• Les anomalies des lamines peuvent causer des maladies génétiques, comme la progéria.

Structure & Organisation des Filaments Intermédiaires

• Composés de protéines fibreuses (F1) capables de s'auto-assembler spontanément.
• Les protéines F1 possèdent une région α-hélicoïdale centrale conservée.
• Les protéines F1 possèdent deux extrémités globulaires N-terminal et C-terminal variables selon le type cellulaire.
• L'assemblage se fait en plusieurs étapes : dimère super enroulé, tétramère, protofilament, puis filament intermédiaire.
• La polymérisation/dépolymérisation dépend du niveau de phosphorylation des extrémités.

Filaments Intermédiaires Cytoplasmiques

• Kératine :Localisée dans les épithéliums, elle est une protéine acide/basique spécifique d'un type cellulaire, formant des paires et ne se retrouve pas dans les phanères.
• Vimentine: Présente dans les tissus conjonctifs et les cellules endothéliales.
• Desmine: présente dans les cellules musculaires.
• GFAP dans les cellules gliales.

Neurofilaments

• Spécifiques aux axones des neurones.
• Ils permettent le transport des vésicules neurosécrétrices vers la terminaison synaptique.
• Ils transmettent l'influx nerveux, dont la vitesse dépend du diamètre.
• Le diamètre dépend du nombre de neurofilaments et de leur taux d'expression.

Filaments Intermédiaires Utilisés en Diagnostic

• La nature des filaments intermédiaires varie entre les tissus et permet de définir la nature d'une tumeur.
• En méthode solide, cela peut ce faie par étude directement au contact de la tumeur.
• En méthode liquide, cela peut de détecter des cellules cancéreuses dans le sang, qui nécessitent des enrichissements cellulaires avant d'être analysées.
• La détermination du type de filament intermédiaire se fait par des anticorps spécifiques (anti-cytokératine, anti-desmine, anti-GFAP).
• Les types cellulaires impliqués dans différents types de cancer sont les cellules d'origine épithéliale dans le carcinome, les cellules d'origine musculaire dans le sarcome, et les cellules d'origine astrocytaire du SNC dans le glioblastome.

Filaments Intermédiaires dans les Pathologies

• Epidermolyse Bulleuse Simple: provoquée par mutation du gène de la cytokératine, entraînant une dermatose bulleuse héréditaire avec des filaments intermédiaires absents/fins et une peau vulnérable aux frottements.
• Sclérose Latérale Amyotrophique: maladie neurodégénérative (maladie de Charcot) incurable causée par une polymérisation anormale des filaments intermédiaires conduisant à une dégénérescence des motoneurones.
• Dermatite Atopique/Eczéma : provoquant une maladie dermatologique causée par le déficit de la fonction de la filaggrine et entraînant des problèmes cutanés.

Dermatite Atopique ou Eczéma

• Naissance des kératinocytes au niveau de la lame basale
• Migration et différenciation des kératinocytes vers la couche cornée avec un rôle de barrière.
• Le cytoplasme des cornéocytes sont emplis de blocs de cytokératine et de filaggrine.
• La peau normale assure l'étanchéité et prévient la déshydratation.
• La peau atopique: mutation du gène de la filaggrine causant un déficit protéique et l'évaporation d'eau et des réactions inflammatoires par une rupture de la barrière cutanée.

Microtubules

• Tubes creux de 25 nm de diamètre.
• Ils peuvent se désassembler et se réassembler très rapidement.
• Ce sont les éléments du cytosquelette les plus dynamiques.
• Le centrosome est le centre cellulaire à proximité du noyau.
• Les microtubules se développent à rayon à partir du centrosome.
• Ils sont responsables du trafic intracellulaire, du déplacement des organites.

Types de Microtubules

• Microtubules cytosoliques instables: présents dans le cytosol, absents du noyau, irradient à partir du centrosome situé à proximité du noyau.
• Les MTI sont soumis à une instabilité dynamique et sont responsables du trafic intracellulaire : déplacement des organites.
• Microtubules stables: microtubules des centrioles, microtubules des cils apicaux, et microtubules du flagelle des spermatozoïdes.

Structure et Organisation des Microtubules

• Sous-unité protéique des microtubules (MT): tubulines.
• Les Tubulines sont des hétérodimère composé de deux sous-unités α et β.
• Les dimères s'associent de façon linéaire afin de former un protofilament.
• L'Association de 13 protofilaments forment un microtubule.
• Les Microtubules sont polarisés:L'extrémité (+) finit toujours par la sous-unité β et l'extrémité (-) finit toujours par la sous-unité α.
• Elle présente une polarité constante pour chaque protofilament.

Polymérisation et Dépolymérisation des Microtubules

• Le processus de polymérisation et dépolymérisation des microtubules est permanent.
• Il se produit aux 2 extrémités mais avec des vitesses différentes: Rapide au pôle (+), et lente au pôle (-).
• Microtubule enchâssé et se polymérisant à partir du centrosome.
• Unique pôle libre, le pôle β (positif), sur lequel se font d'alternent polymérisation et dépolymérisation.
• Existence d'un pool de tubulines libres qui permet de polymériser.

Polymérisation et Dépolymérisation du Microtubule au niveau du Fibroblaste

• La cellule de la matrice extracellulaire a un rôle d'entretien du tissu conjonctif, pour la production des protéines constituantes du milieu (collagène et fibres élastiques).
• L'orientation et la polymérisation des microtubules se fait à partir du centrosome, et dans le sens du déplacement du fibroblaste.
• Lors de la réorganisation des microtubules, la modification de la trajectoire du fibroblaste se fait grâce à l'équilibre.
• Lors de la rencontre d'un obstacle, la réorientation et repolymérisation des microtubules se fait dans le sens inverse à partir du centrosome.
• Lors de la motilité du fibroblaste,Le remodelage membranaire et départ de la cellule dans la direction opposée cause une migration cellulaire réorientée.

Centre Organisateur de Microtubules (MTOC)

• C'est le centrosome qui contrôle le nombre et l'orientation des microtubules.
• C'est au moins 1 centre cellulaire par cellule et le centrosome peut se dupliquer pour créer le fuseau mitotique.
• Le centrosome comporte deux centrioles perpendiculaires.
• Le centrosome a des sites de nucléation, soit des anneaux de tubuline appelés  – TuRC, d'où émane le système de polymérisation des dimères de tubulines.
• L'Extrémité négative du microtubule est enchâssée au niveau du site de nucléation et l'extrémité positive est impliquée dans la polymérisation du microtubule.

Instabilité Dynamique des Microtubules

• Les molécules de tubulines αβ GTP s'ajoutent à l'extrémité positive des microtubules.
• Si dans le microtubule, l'addition de tubulines sous forme GTP se fait plus vite que l'hydrolyse du GTP en GDP, alors se forme une GTP cap ce qui permet de protéger les microtubules.
• Le relâchement instable par les protofilaments de tubuline GDP dans le tubule:
  • C'est pourquoi la tubuline GDP est libérée dans le cytoplasme par rapport au tubule avec GDP

Drogues ciblent Microtubules

• Les drogues anti-cancer qui bloquent la formation du fuseau mitotique paralysent la cellule.
• La Colchicine est une drogue qui a été retirée des crocus
  • Elle se fixe sur les tubulines libres et empêche la polymérisation des tubulines en microtubules = inhibiteur de la polymérisation et diminue inflammation
• Taxol est un inhibiteur de la dépolymérisation des microtubules.
  • Retiré de l'if ce Médical

Types de Protéines MAP liant Microtubules

• Protéine "MAP" : empêchent physiologiquement la polymérisation ou la dépolymérisation des microtubules.
• Stathmine: C'est une protéine fibreuse capable de se fixer a un tubule d'empêcher leur polymérisation.
• Protéine 10EB: Facilite la polymérisation du microtubule en se fixant au pôle positif des microtubules.
• Catastrophine: Dépolymérise d'aidé et enraine l'écart des filaments du microtubule.
• Tau: Protéine en formation qui protège dépolymérisation mais uniquement dans neurones.

La Protéine TAU et Maladie d'Alzheimer

• Dans le neurone sain, y'a stabilization à la surface des protéines TAU
• Mais La Protéine TAU est anormalement phosphorylée causant la formation d'agrégats protéiques et la désintégration des microtubules à l’origine de la neurodégénérescence fibrillaire

Microtubules et Transports Organites

• Transports composantes cytoplasmiques et vésicules synaptiques dans l'organisme.
• MAP avec activité ATPasique.
• Kinésines et Dynéines transport produits en mode sens antérograde et rétrograde.

MAP Motrices.

• Dimère possédant deux têtes globulaires et un queue.
• La présence d'une activité ATPase lors des ces MAP fournit l'énergie pour les déplacer.
• La fixation en forme ATP des 1ers tubes forme des tubuline.
• La rotation se fait via échange par ADP
• Dcp la libération est proportionnel à la charge.

Microtubules Stables: le Centre Cellulaire et les Dérivés.

• l’édifice centriolaire et ses dérivés ne sont pas sujettes aux cycles de polymérisation et de dépolymérisation.
• On y trouve 9 triplets de microtubules avec chacun des protofilaments en commun, reliant la structure et la stabilité pour la stabilité.
• La Nexcine vient relier les triplets de microtubules entre eux pour l'édifice centriolaire.

Microtubules Stables, Dérivé Centriolaire : Cils et Flagelle du Spermatozoïde

• Entouré par membrane plasmique et mesure 7µm de long.
• C'est l'architecture similaire au niveau de la base d'un cil et de l’édifice d’un centriole.
• le battement des liquides extracellulaires se fait en deux temps.
• Les spéciicité du flagelle des spermatosoides: l'absence de duplication et la présence d'un unique centriole dupliqué.

Structure du Cil ou du Flagelle

• La zone intra-cytoplasmique est constituée de 9 triplets de C'est La protéine qui relie MT A, B et C.
• La zone de transition comporte 9 doublets reliant et stabilisant le corpuscule.
• L'axonème , ou le liens défectueuse la mobilitié/ la position de la fibre.

l'Épithélium de Type Respiratoire

• Comporte des assises:basale et trois types de cellules: Cilliées, Caliciformes et pseudostratifié.
• L'appareil se sert la défense des particules contre l'organisme.

Dyskinésies Ciliaires

• Il existe deux types de dyskinésie ciliaire: primitive et acquise
• La dyskinésie ciliaire génétique est quand le le problème se trouve dans le lien avec la fibre.
• Les culs paralysés (nicotine les ont un effet) :Touxs en faim.

Les Filaments d'Actines

• Essentiels à la forme de la cellule, à sa division, à son déplacement, à la phagocytose, ou encore à la contraction musculaire.
• Protéine abondante dans plusieurs cellules.
• Diamètre 7 nanomaire.
• Présence presque partout hors du noyau.

Filaments d’Actine et Localisations

• Microvillosités: cellules du systheme digestif.
• Jonctions serrées et adhérentes: cellules épithéliales.
• Prolongements membranaires (moteur cellulaires) = Lamellipodes, Filopodes et Points focaux d’ancrage (PFA)
• Vésiculaire : endocytose.
• Anneau de contraction.

Différentes Formes des Filaments d’Actine

• Faisceaux serrés structure rigides à l'apex.
• Faisceaux lâches, plus laches.
• Faisceaux non structurés et dynamiques.

Polymérisation et Dépolymérisation des Filaments d’Actine

• Pool cytosolique. il y en a un plus dans filamente ou un moins.
• si en il a pas des protéines il y a risque d'avoir un déseiquillibre.
• En cas de champi il y a plusieurs facteurs.

Protéines Interagissant avec les Filaments D’Actine

• Proteines AAP, ABP .
• Séquentration
• Les filaments font la séparation des liaions.
• Villines aide a la fibrification.
• Les liaisions font que le corps soit plus solid.

Activité Cytosquelettique

• Maintien de la dynamique et à la forme de la paroi.
• L'actine est souvent en surface hormis les hématides.
• par la fibre le corps et l'adhérence cellulaire peuvent se rejoindre.

Fonctions Actine et Mouvements Cellulaires

• Activité en trois mecanmisme.
  • L'exploration pour valider la marche, l'adhérence sur le sol et propulsion.
• Besoin les 2 pour que cela aille.
• En créant un champs chimio-attraction
• Les parties les organistes sont mis à l'avent et le liquide part.

Polymérisation des Filaments d'Actine

• Les Filopodes forment des liaisons.
• Les protein (dia2) donne
• Les Lamelipoddes se fixent via une protéine. à 70dégré puis sont connectés avec complexe . qui sont des fibres tractions pour les intéger.

Les Actines et Déplacements Vésiculaires

• Inavagination qui grâce à un remaniement du cortex d'actine.
• Formation d'une vésicule endocytose d'intermédiaire vers réseau FA.
• Prise en change du liquide sur l'intermédiaire.

Les Myosines

• Protéine qui relie l'ATP et hydrolyser.
• le système ne peux qu'aller négatif.
• Présent dans bcp de cellule pour contraction.
• Une seule tête est un petit peu implémentée d'actine.
• dans microvéciule la liaison est la même.

Modele de la Listeria

• Bactérie responsables des listérias.
• infection de fausse couche.
• détournement du cytosquele pour l'immunitaire.
• l'entrée par phogocytose se fait avec facteurs de virulence.