Histologie Générale - 1ère Année Pharmacie 2023/2024 PDF

Laboratoire Histologie-Embryologie Cytogénétique Pr Jamal Eddine KHANFRI 1ère ANNEE DE PHARMACIE 2023/2024  TABLE DES MATIERES Epithéliums 2 - Epithéliums de revêtement...

Laboratoire Histologie-Embryologie Cytogénétique Pr Jamal Eddine KHANFRI 1ère ANNEE DE PHARMACIE 2023/2024  TABLE DES MATIERES Epithéliums 2 - Epithéliums de revêtement 5-9 - Epithéliums glandulaires 10-16 Tissus conjonctifs et de soutien 17-18 - Les composants du tissu conjonctif - I/ La matrice extracellulaire (MEC) 19-28 - II/ Les cellules du tissu conjonctif 28-35 - Classifications et descriptions des différents 36-41 types de tissus conjonctifs Tissu musculaire 42 - Tissu musculaire strié squelettique 43-48 - Tissu cardiaque 49-51 - Tissu musculaire lisse 52-54 Tissu nerveux 55 -Morphologie des neurones 56-58 - Cytologie du péricaryon 59-60 - Névroglie 61-65 - Fibres nerveuses 66-72 - Synapses 73-78 1  LES EPITHELIUMS I. Définition Le terme « épithélium » a été utilisé la première fois pour désigner la peau qui recouvre le mamelon (épi = sur, thele = mamelon). Par extension, il désigne tous les tissus constitués par des cellules étroitement juxtaposées, solidaires les unes des autres et reposant sur une membrane basale qui les sépare du tissu conjonctif sous-jacent (ou chorion). On classe les épithéliums en deux catégories : - Épithéliums de revêtement : qui tapissent les surfaces du corps et ses cavités naturelles. - Épithéliums glandulaires : qui forment la paroi d’une lumière glandulaire et sont composés de cellules épithéliales qui accomplissent la fonction de sécrétion. II. Généralités 1- Un épithélium repose toujours sur une structure continue d’épaisseur variable selon les épithéliums (80 à 350nm) appelée membrane basale ou vitrée. Au MO cette membrane peut être mise en évidence par le PAS. Elle sépare toujours l’épithélium du chorion sous-jacent. L’ensemble (épithélium + chorion) forme la muqueuse. Épithélium MB ou vitrée Tissu conjonctif ou chorion - MEC 2 2- La vitrée joue un rôle important dans la cohésion des cellules épithéliales entre elles, leur attache au tissu conjonctif (chorion) et dans les échanges. 3- Sauf exception (la rétine visuelle et le canal cochléaire de l’oreille interne) les épithéliums ne sont jamais vascularisés, ils se nourrissent par imbibition à partir du tissu conjonctif sous-jacent. Dans le cas d’épithéliums pluristratifiés, il y a présence de papilles choriales. Ce sont des invaginations du chorion à l’intérieur de l’épithélium. Les échanges se font à travers la membrane basale qui joue le rôle de filtre. On comprendra alors que toute atteinte à la vitrée puisse retentir sur la vie de l’épithélium. 4- Un épithélium se renouvelle grâce à la présence de cellules de remplacement qui sont le siège d’une activité mitotique. Ces cellules sont isolées, ou constituent une couche continue appelée assise génératrice ou germinative. 5- Un épithélium peut contenir des cellules migratrices (lymphocytes, histiocytes…), provenant du tissu conjonctif sous jacent. 3 III. Fonctions des épithéliums Les épithéliums de revêtement sont spécialisés dans plusieurs fonctions : 1- Protection *Protection mécanique : épiderme. *Protection chimique : épithélium gastrique. 2- Réception sensitive et sensorielle *Tact, chaud, froid, douleur : épiderme. *Olfaction : épithélium olfactif. *Gustation : épithélium des bourgeons du goût. 3-Absorption Epithélium intestinal par exemple. 4-Sécrétion Glandes intra-épithéliales et épithéliums sécréteurs (voir chapitre sur les glandes). 5-Excrétion Tubes rénaux par exemple. IV. Rappel embryologique Au cours de la troisième semaine du développement, l’embryon possède trois feuillets (ectoderme, mésoderme et endoderme), dont dérivent les épithéliums de l’organisme. 4  Epithéliums de revêtement I. Critères de classification Cette catégorie d’épithélium est très hétérogène tant de point de vue morphologique, embryologique que fonctionnel. Cependant, cette diversité amène à décrire les épithéliums de revêtement en tenant compte d’une classification essentiellement morphologique dont les critères sont : - Le nombre de couche cellulaire. - La forme des cellules, et dans le cas d’un épithélium formé de plusieurs couches superposées, on ne considère que la forme des cellules de la couche superficielle. - L’existence éventuelle de certaines différenciations de la membrane apicale ( cils, plateau strié,…). - La spécialisation de certaines cellules (exemple : cellules caliciformes). - II. Différents types d’épithéliums 5 A. Les épithéliums simples (ou unistratifiés) Constitués d’une seule couche de cellules juxtaposées. En considérant la hauteur des cellules : 1. Les épithéliums pavimenteux (ou aplatis) Exemples : endothélium vasculaire. Sur une coupe, les cellules apparaissent beaucoup plus larges que hautes, car le corps cellulaire est très aplati sauf dans la région qui contient le noyau, faisant saillie en surface. 2. Les épithéliums cubiques Exemples : tubes contournés (proximal et distal) du néphron, tube de Bellini, canaux excréteurs des glandes salivaires…. Les cellules ont une hauteur et une largeur du même ordre de grandeur, et un noyau arrondi situé dans la partie moyenne de la cellule. 3. Les épithéliums prismatiques (ou cylindriques) Exemples : les épithéliums qui recouvrent la lumière du tube digestif sous diaphragmatique, de la trompe de Fallope et de l’utérus. Les cellules y sont beaucoup plus hautes que larges, le noyau est ovalaire et situé au tiers moyen ou inférieur. B. Les épithéliums pseudostratifiés Exemples : arbre bronchique et voies spermatiques. Ce sont en fait des épithéliums constitués par des cellules de hauteurs inégales, reposant toutes sur la vitrée, certaines n’accédant pas à la lumière. Les noyaux, situés à des niveaux différents, donnent une impression de stratification. Les cellules les plus petites, de remplacements ou basales, sont capables de se diviser et constituent une couche génératrice discontinue. E. L 6 C. Les épithéliums de transition ou de type urinaire Ne se rencontrent qu’au niveau des voies urinaires (exemple : la vessie ou uretère). MO : ils semblent stratifiés et formés de : - Une assise génératrice de cellules cubiques. - Quelques couches de cellules polyédriques devenant vers la surface, piriforme dites en « raquettes », effilées vers la base, la partie apicale bombée logeant dans une dépression des cellules superficielles. - une couche de cellules superficielles de grandes tailles, grossièrement cuboïdes et parfois binucléées. Ce type d’épithélium a l’aptitude de changer d’épaisseur par glissement des cellules les unes sur les autres. Distendu, l’épithélium vésical ne comporte que deux ou trois couches. ME : on montre qu’il s’agit d’un épithélium pseudostratifié. Toutes les cellules sont en contact avec la lame basale. Qu’elles soient de surface, en raquette ou polyédriques elles émettent toutes, une fine expansion cytoplasmique qui prend contact avec la lame basale. D. Les épithéliums stratifiés (ou pluristratifiés) Ils sont formés par la superposition d’au moins deux assises cellulaires, et sont classés d’après la forme des cellules superficielles. 1. Les épithéliums pavimenteux stratifiés ou malpighien Les cellules superficielles sont pavimenteuses. On distingue deux variétés : 7  a. E.P.S.N.K (non kératinisé) : localisés dans la muqueuse buccale, l’œsophage, le vagin, le col utérin et le canal anal. Ils sont schématiquement constitués de trois zones, de la base vers la surface : - L’assise génératrice ou germinative, constituée d’une couche de cellules cubiques hautes, reposant sur la lame basale, souvent en mitose. - Le corps muqueux de Malpighi ou couche spinocellulaire, formé de plusieurs couches de cellules de plus grandes tailles et de formes polyédriques. Elles ne sont pas jointives mais séparées par des espaces qui, observés à fort grossissement, semblent traversés par des ponts intercellulaires donnant aux cellules un aspect épineux : épines de Schultz. - La zone superficielle, constituée progressivement à partir de la précédente, est faite de plusieurs couches de cellules qui s’aplatissent en même temps que leur noyau (rond dans les couches précédentes), qui devient pycnotique. En surface les cellules se détachent (desquament) avec leurs noyaux. 8 b. E.P.S.K (kératinisé) Il s’agit de l’épiderme constitué des couches suivantes : - Assise génératrice - Corps muqueux de Malpighi ou couche spinocellulaire. - Granuleuse : trois ou quatre couches de cellules losangiques, surchargées de grains de kératohyaline, s’aplatissent progressivement. - Brillante : (présence d’une lipoprotéine: l’éleîdine) dont les cellules, encore plus aplaties, ne possèdent plus ni noyau ni grains de kératohyaline, mais des faisceaux de fibres de kératine parallèle au grand axe de la cellule. - Cornée : squames cellulaires anucléés ne contenant que de la Kératine - Desquamante : Les squames se détachent du massif épithélial. 2. Les épithéliums cubiques stratifiés (rares) Exemple : canaux excréteurs des glandes sudoripares (bistratifiés), une seule couche de cellules cubiques repose sur l’assise génératrice. 3. Les épithéliums prismatiques stratifiés (très rare) Exemple : urètre pénien, sur l’assise génératrice, une ou deux couches de cellules polyédriques et une couche superficielle de cellules prismatiques. III. Différenciations de surface des cellules épithéliales (Voir cours de biologie cellulaire) 9  EPITHELIMS GLANDULAIRES Les cellules glandulaires synthétisent des produits qu’elles déchargent soit dans les cavités naturelles ou à la surface de l’organisme ; ce sont alors des cellules à sécrétion externe ou exocrine ; soit dans le sang, ce sont des cellules à sécrétion interne ou endocrine. Tous les tissus de l’embryon peuvent donner des cellules glandulaires (Voir schéma histogenèse des glandes) Les glandes exocrines Elles peuvent être classés selon la forme anatomique des glandes, la nature des produits élaborés et le mode d’excrétion. I. La forme anatomique A. Glandes unicellulaires Ou cellules glandulaires isolées, par exemple la cellule caliciforme à mucus qui s’intercale entre les cellules d’un épithélium de revêtement (intestin, arbre respiratoire) et déverse sa sécrétion à la surface de cet épithélium. 10 B. Glandes intraépithéliales (sans canal excréteur) Des cellules à activité glandulaire sont groupées entre elles au sein de l’épithélium comme les glandes de l’urètre pénien et de la muqueuse nasale. C. Unités glandulaires Les cellules glandulaires exocrines se regroupent pour former des entités anatomiques, ou unités glandulaires, dont la forme, le nombre et la disposition par rapport aux canaux excréteurs vont définir morphologiquement les glandes. 1. Simples a- L’acinus (grain de raisin) est une cavité sécrétrice réduite, arrondie et limitée par une paroi faite de cellules glandulaires en forme de pyramide (certaines glandes salivaires accessoires, pancréas…) b- Le tubulo-acinus : l’acinus se prolonge par un tubule secrétant (glande sous- maxillaire) c- Le tubule : le tissu secrétant est un tubule plus ou moins long, droit (estomac fundique) ou contourné (glandes sudoripares). Les cellules sécrétrices ont généralement une forme cubique. d- L’alvéole : c’est une unité glandulaire en forme de sac à lumière large, par exemple la glande sébacée ; parfois classée comme acineuse, elle peut être considérée comme alvéolaire dans la mesure où son produit de sécrétion est constitué de cellules (mode de sécrétion holocrine); ainsi, seule l’assise germinative est considérée comme un épithélium glandulaire. 11 2. Ramifiées : la partie sécrétrice se ramifie, le canal excréteur reste simple. a- Acineuse (n’existe pas) b- Tubulo-acineuse c- Tubuleuse (glandes de l’estomac pylorique). d- Alvéolaires (certaines glandes sébacées). 3. Composées : le canal excréteur est ramifié. a- Tubulo-acineuses (glandes œsophagiennes, glandes salivaires accessoires). b- Tubuleuses contournées (glandes de Brunner au niveau du duodénum). 4. Lobulées : au niveau des organes eux même, les unités glandulaires peuvent être assemblées en lobules séparés les uns des autres par des travées de tissu conjonctif. a- Acineuses et tubulo-acineuses (glandes sous-maxillaires). b- Tubulo-alvéolaires (prostate, glandes mammaires, glandes urétrales de Cowper). 12 II. La nature des produits de sécrétion Les glandes exocrines élaborent deux types principaux de substances : les enzymes et les mucus. A. Les enzymes Elles sont de nature protéique et de consistance fluide. On parle alors de cellules glandulaires séreuses, dont le meilleur exemple est la cellule acineuse pancréatique. Ces cellules sont caractérisées par le développement des organites impliqués dans la synthèse et l’exportation des protéines (riche en RER, AG abondant et présence de grains de sécrétion au pôle apical) B. Les mucus Ils sont élaborés par des cellules dites muqueuses, sont des produits visqueux, riches en mucopolysaccharides et en glycoprotéines. L’exemple typique de ces cellules est fourni par la cellule caliciforme de l’intestin ou des voies aériennes supérieures. Ces cellules ont un cytoplasme largement rempli de grains de mucus. Le noyau est refoulé à la base de la cellule avec le reste des organites. Les cellules muqueuses ont un aspect clair qui s’oppose à l’aspect sombre des cellules séreuses. La plupart des glandes exocrines sont soit séreuses pures (pancréas), soit muqueuses pures (glandes de Brunner au niveau du duodénum), mais certaines peuvent être mixtes (glandes sous-maxillaires). Remarque Certaines cellules glandulaires, cependant, élaborent des produits de nature biochimique différente : - la sueur, solution aqueuse de NaCl. - le sébum, de composition lipidique. - le lait, qui contient une fraction protéique et une fraction lipidique. - l’acide chlorhydrique sécrété par les cellules de l’estomac fundique III. Mode d’excrétion Les cellules glandulaires exocrines peuvent excréter les produits qu’elles ont élaborés selon trois modes. - Le mode mérocrine : concerne la majorité des glandes. Dans ce processus seul le produit est évacué (par exocytose ou diffusion) sans altération de la membrane plasmique. 13 - Le mode apocrine : le produit de sécrétion est stocké au pôle apical des cellules sous la forme d’une volumineuse vacuole qui est libérée en respectant l’intégralité de la membrane plasmique (la glande mammaire). - Le mode holocrine : le cytoplasme de la cellule glandulaire se charge progressivement en produit de sécrétion tandis que la cellule elle même subie une dégénérescence qui aboutit à la rupture de ses membranes et à la libération du composant accumulé (glande sébacée). Les glandes endocrines Ce sont des glandes qui libèrent leurs produits de sécrétion, en particulier les hormones, par voie sanguine. Il n’existe donc pas de canaux excréteurs. Cela explique le contact intime de ces tissus avec les capillaires sanguins abondants qui les entourent. I. Organisation générale des glandes endocrines A. Unicellulaires Les cellules endocrines peuvent se présenter isolées au sein d’un épithélium de revêtement ou glandulaire ; on parle alors de glandes unicellulaires ; par exemple les cellules entérochromaffines (l’ensemble de ces cellules réalise au niveau du tractus gastro-intestinal, un système endocrinien diffus). 14 B. Amas cellulaires Les cellules endocrines peuvent se grouper en petits amas ou îlots au sein d’un tissu conjonctif richement vascularisé, comme les cellules de Leydig du testicule, ou au milieu d’unités glandulaires exocrines, comme les îlots de Langerhans du pancréas. C. Amphicrines Les glandes amphicrines sont à la fois exocrines et endocrines, soit que la glande ne comporte qu’un seul type cellulaire exerçant les deux fonctions (cellule hépatique), soit que la glande comporte des portions faites de cellules exocrines et d’autres de cellules endocrines (le pancréas). D. Endocrines proprement dites Les cellules glandulaires sont toutes endocrines et sont disposées en travées ou en cordons cellulaires, formant différentes structures. - Structure glomérulée Les travées cellulaires forment des arcades séparées par des fines cloisons conjonctives richement vascularisées (la zone glomérulée de la corticosurrénale). - Structure réticulée (la plus fréquente) Les travées cellulaires sont courtes et anastomosées. En coupe elles ont l’aspect d’un filet (rets) dont les mailles contiennent des capillaires sinusoïdes dans une atmosphère conjonctive (hypophyse, parathyroïde,). 15 - Structure trabéculée ou fasciculée L’orientation du réseau donne des travées cellulaires plus ou moins parallèles (la zone fasciculée de la corticosurrénale). - Structure vésiculée Les cellules sont organisées en un épithélium simple qui entoure une cavité généralement sphérique, en constituant des follicules ou vésicules. Entre les vésicules, présence d’un tissu conjonctif vascularisé (structure propre à la glande thyroïde). 16  TISSUS CONJONCTIFS ET DE SOUTIEN I. Définitions A. Fonctionnelle Ce sont des tissus qui assurent le soutien général de l’organisme ainsi que le soutien des différents organes. Grâce à la présence de vaisseaux sanguins et lymphatiques, ainsi que de cellules spécialisées, ces tissus jouent un rôle métabolique et de défense. B. Morphologique Les tissus de soutien sont caractérisés par - Des cellules spécifiques à chacun d’eux. - Une substance fondamentale ou matrice extracellulaire (MEC) de deux sortes : Une matrice fibrillaire Une matrice amorphe ou interfibrillaire II. Classification D’après la nature de la substance fondamentale (MEC) MEC Tissu correspondant Fibres de Collagène T. conjonctif Fibres Elastique T. élastique Fibres de Réticuline T. réticulé Mucocollagène T. conjonctif muqueux Collagène + MEC solide T. cartilagineux Collagène + MEC solide et calcifié T. osseux III. Origine En général, le mésoderme donne naissance aux tissus de soutien en passant par le mésenchyme. Ce dernier désigne un état tissulaire caractérisé par des cellules embryonnaires de forme étoilée pourvues de prolongements anastomosés formant un réseau relâché ; les espaces séparant les cellules contiennent une substance fondamentale ou matrice extracellulaire. 17  Les cellules mésenchymateuses sont douées de très nombreuses potentialités évolutives ; elles sont ainsi à l’origine des fibroblastes, des chondroblastes, des ostéoblastes, des cellules adipeuses, des cellules cardiovasculaires, des cellules musculaires, mais également d’une grande partie des tubules rénaux. Certaines cellules mésenchymateuses restent indifférenciées (pluripotentes) même chez l’adulte, et gardent par conséquent toutes leurs potentialités, ce qui sera très utile en cas de besoin. 18  LES COMPOSANTS DU TISSU CONJONCTIF Le tissu conjonctif (TC) est une structure constituée de cellules spécifiques et non spécifiques, fixes ou mobiles et d’une matrice extracellulaire (MEC) composée d’éléments fibrillaires et interfibrillaires. Il contient des vaisseaux sanguins et lymphatiques ainsi que des fibres nerveuses. Le TC relie les épithéliums entre eux, les supporte et assure leur nutrition et leur défense. Ces derniers (les épithéliums), constituent à leur tour une barrière contre les infections (muqueuse intestinale, muqueuse des voies respiratoires, épiderme). I. LA MATRICE EXTRACELLULAIRE (MEC) Elle représente l’espace intercellulaire des TC. Longtemps confinée à un rôle de remplissage et de gel à travers lequel diffusent les métabolites et les hormones, elle est actuellement considérée comme le lieu d’interactions moléculaires ; elle joue ainsi un rôle majeur dans le comportement des cellules qu’elle entoure : métabolisme, migration, prolifération, développement. La MEC est faite d’un enchevêtrement de macromolécules, dont les unes sont organisées sous forme de fibres et d’autres pas. Ces protéines sont noyées dans un gel polysaccharidique hydraté. A. Les protéines fibreuses On distingue classiquement trois sortes de fibre : les fibres de collagène, les fibres de réticuline (qui ne sont en fait qu’une variété de collagène) et les fibres élastiques. 19 1. Les fibres de collagène Ce sont les protéines les plus abondantes chez les Mammifères où elles représentent environ 25% de protéines totales. a. M.O. Sans coloration, les fibres de collagène sont pratiquement incolores. Elles sont biréfringentes au microscope polarisant. Elles se colorent facilement à l’éosine et prennent une teinte rose. Mais on peut également les mettre en évidence par d’autres colorants (safran, vert lumière, bleu d’aniline…). Les fibres de collagène se présentent sous forme de : Fibrilles de collagène d’un diamètre de 0,2 à 0,5 µ et de longueur variable. Elles ne sont ni ramifiées ni anastomosées. Elles sont souvent à la limite de la visibilité. Fibres de collagène dont le diamètre varie de 1 à 5 µ sont le résultat de l’association parallèle de plusieurs fibrilles. Faisceaux de collagène qui correspondent aux groupement de plusieurs fibres et pouvant atteindre 50µ de diamètre. N.B. : ni les fibrilles, ni les fibres ni les faisceaux ne sont anastomosés. b. M.E. Les fibrilles de collagène sont constituées par un ensemble parallèle de fibrilles élémentaires appelées protofibrilles. Une protofibrille a un diamètre variant de 20 à 100 nm et une longueur variable de 10 à 100 µ ; elle présente en outre une striation transversale faite de l’alternance de bandes claires et de bandes sombres selon une périodicité de 64 à 67nm. 20 c. Composition chimique et organisation moléculaire L’unité de base du collagène est la molécule de collagène ou tropocollagène sécrétée par le fibroblaste. C’est une molécule de 280 à 300 nm de long et environ 1, 4 nm de diamètre résultant de l’enroulement en hélice de 3 chaînes polypeptidiques α porteuses de glucoses et de galactoses. Chaque chaîne α est faite de la séquence répétitive du triplet (Gly- X- Y) n. Chaque hélice s’enroule à son tour en une spire droite (superhélice). Ces chaînes sont riches en glycine (1/3), en proline (10%), hydroxyproline (10%) et de l’hydroxylysine. La triple chaîne est stabilisée par des liaisons hydrogènes entre des groupements hydroxylés de l’hydroxyproline * Procollagène et collagène La molécule de collagène est sécrétée sous la forme de procollagène. Ce dernier est formé de trois chaînes avec des extensions aux extrémités N et C- terminales, les propeptides qui seront éliminés après sécrétion. Différentes expériences et observations suggèrent que le propeptide C- terminal joue un rôle dans l’alignement et l’assemblage des chaînes en triple hélice. Cet assemblage se ferait donc à partir de l’extrémité C-terminale par un mécanisme de fermeture Eclair. Certains résidus prolines et lysines sont hydroxylés dans le RER avant la formation de la triple hélice. Par la suite, la triple hélice sera stabilisée grâce à la formation de liaisons hydrogènes entre des groupements hydroxylés de l’hydroxyproline. Cela est étayé par une preuve indirecte : le déficit en acide 21 ascorbique ou vitamine C (nécessaire à l’hydroxylation) inhibe la formation d’une triple hélice stable dont résulte la pathologie caractéristique du Scorbut. La molécule de collagène (ou tropocollagène) est d’abord synthétisée par le fibroblaste sous forme de procollagène comportant deux extrémités N et C terminales de structure globulaire (télopeptides) qui empêcheraient la réticulation (l’assemblage en fibrilles) à l’intérieur de la cellule. Ce n’est qu’au cours de l’exocytose que les extrémités sont clivées par des procollagènes-peptidases. Une fois dans le milieu extracellulaire, les molécules de collagène vont s’assembler en protofibrilles ou fibrilles grâce à l’établissement de liaisons covalentes. L’assemblage des molécules se fait avec des décalages (le quart de la longueur de la molécule adjacente) et des chevauchements responsables de l’aspect périodique. d. Les variétés de collagène Le collagène qui vient d’être envisagé appartient à la superfamille de collagène qui comprend des collagènes fibrillaires et des collagènes non fibrillaires. Pour les principaux types de collagènes, voir le tableau. Les fibrilles peuvent être formées par plusieurs molécules de collagène différentes. 22 e. Quelques propriétés Les fibres de collagène sont inextensibles, flexibles et résistantes. Elles sont digérées par des protéases et des collagénases. Elles sont insolubles dans l’eau froide mais solubles dans les solutions salines concentrées. Par chauffage, elles se transforment en gélatine, espèce de colle soluble dans l’eau (d’où le nom de collagène). 2. Les fibres de réticuline a. M.O. Plus fines que les fibres de collagène (0,2 à 2µ), elles ne sont pas biréfringentes mais peuvent s’anastomoser pour constituer un réseau ; elles ne forment pas de faisceaux. Elles diffèrent des fibres de collagène par certains caractères de colorabilité. b. M.E. Protofibrilles à structure périodique, plus fines que les autres types de collagène fibrillaire, entourées d’une matrice riche en protéoglycanes, se présentant sous forme de microfilaments apériodiques de 7 nm de diamètre environ. Les fibres de réticuline correspondent au collagène de type III. 23 c. Localisation Les fibres de réticuline sont dispersées dans les différents tissus conjonctifs ; elles sont particulièrement présentes autour des capillaires sanguins et le long des lames basales. Elles forment d’autres part le tissu réticulé qui correspond au tissu conjonctif constituant le stroma des organes hématopoïétiques et lymphoïdes (moëlle osseuse, rate, ganglions lymphatiques) et du foie. 3. Les fibres élastiques Ce sont des éléments qui confèrent son élasticité au tissu conjonctif. a. M.O. On les met en évidence par des colorations spéciales, la fuchsine-résorcine les colore en bleu noir, l’orcéïne en marron foncé. Elles se présentent sous forme de fibres de 0,2 à 2 µ de diamètre, anastomosées et à trajet rectiligne. Dans certaines localisations, les fibres élastiques forment des éléments beaucoup plus épais (lames et lamelles élastiques des gros vaisseaux, fibres de certains ligaments). b. M.E. Elles apparaissent sous forme de plages amorphes, irrégulières, d’aspect grisâtre, entourées de microfibrilles de 12 à 13nm de diamètre. Elles ne possèdent pas de périodicité. c. Composition chimique et moléculaire Le composant principal des éléments amorphes est l’élastine. C’est une protéine synthétisée par le fibroblaste sous forme d’une tropoélastine. Dans le milieu extracellulaire, les molécules de tropoélastine établissent entre elles des liaisons covalentes pour créer un réseau d’élastine pouvant s’allonger et se rétrécir. Contrairement à la plupart des protéines, les polypeptides de l’élastine restent déployés sous forme de replis aléatoires. Leur élasticité provient de leur 24 absence de structure secondaire ; l’élastine forme des boucles au hasard, non stabilisées par des liaisons hydrogène et donc facilement déformables. Les microfibrilles sont essentiellement faites de fibrilline, molécule constituée d’un grand nombre de domaines répétés. d. Quelques propriétés Les fibres élastiques sont résistantes et extensibles ; elles sont insolubles dans l’eau froide ou chaude ; elles sont digérées par une élastase (élaborée principalement par le pancréas). B. Les glycoprotéines de structure de la membrane basale 1. Structure morphologique La membrane basale (MB) est une formation qui sépare un ensemble de cellules épithéliales du tissu conjonctif sous-jacent ; elle s’interpose également entre deux feuillets épithéliaux au niveau du rein ; elle entoure enfin les cellules musculaires, les adipocytes ainsi que les cellules de Schwann. a. M.O. Les membranes basales sont souvent trop minces (moins de 0,2 µ) pour être visibles dans des préparations de routine. Néanmoins on peut les mettre en évidence par des techniques spéciales et apparaissent sous forme d’un trait rouge (après coloration au PAS) ou noir (après imprégnation argentique). 25 b. M.E. La membrane basale (MB) a deux composantes : la lame basale (LB) et la lame réticulaire ou lamina reticularis - La LB est constitué de deux feuillets * lamina rara (ou lucida) d’environ 10 - 50 nm de largeur, d’aspect clair *lamina densa d’environ 50 nm le plus souvent, d’aspect fibrillo-granulaire - La lamina reticularis, la plus épaisse de 200 à 500 nm, est constituée de fibres de réticuline (collagène de type III), des fibres d’ancrage (collagène de type VII) et des plaques d’ancrage (collagène de type IV). Il faut préciser que la lamina réticularis n’existe pas dans certaines membranes basales. 2. Composition moléculaire a. Le collagène de type IV Chaque chaîne est divisée en trois grands domaines (voir schémas) Le collagène de type IV se trouve principalement dans la lamina densa. 26 b. La famille des laminines Chaque molécule de laminine est un hétérotrimère composé de trois chaîne α, ß et γ qui forment une structure en forme de croix. c. La fibronectine C’est un dimère composé de deux sous unités semblables mais non identiques reliées par deux ponts disulfures.. La fibronectine se trouve dans la lamina lucida ; elle joue un rôle dans l’adhérence cellulaire, mais également un rôle dans la migration cellulaire lors de l’embryogenèse et des processus de cicatrisation. d. Des protéoglycanes et glycosaminoglycanes (GAG) sont également présentes dans les MB. 3. Fonctions Les MB assurent de nombreuses fonctions dont certaines sont spécifiques de tissus. Dans le glomérule rénal où elle est particulièrement épaisse, la LB joue un rôle de filtre moléculaire contrôlant le passage de macromolécules du sang dans l’urine. 27  Dans les relations épithélium-tissu conjonctif, en plus de la fonction de filtre moléculaire, la LB joue un rôle de barrière sélective de cellules : ainsi elle empêche par exemple le contact entre l’épithélium et les fibroblastes, alors qu’elle laisse passer des macrophages ou des lymphocytes. La LB joue également un rôle très important dans la régénération cellulaire. C. Les glycosaminoglycanes (GAG) et les protéoglycanes Les cellules du TC ainsi que les protéines fibrillaires baignent dans un milieu composé d’eau, de sels minéraux, de produits de métabolisme, de substances provenant ou regagnant le sang, mais également d’autres macromolécules de la MEC, les GAG. Il s’agit de longues chaînes polysaccharidiques non ramifiées faites de la répétition d’un disaccharide. II. LES CELLULES DU TISSU CONJONCTIF A. Le fibroblaste C’est la principale cellule du tissu conjonctif. 1. Morphologie C’est une cellule fusiforme ou étoilée avec de nombreux prolongements, souvent accolés aux fibres de collagène. C’est une cellule mobile En MO, le cytoplasme est peu visible ; le noyau ovoïde a une chromatine claire et possède 1 ou 2 nucléoles. En ME, le cytoplasme contient en abondance les organites impliqués dans la synthèse protéique (ribosomes, RER, AG). Le fibrocyte est la forme peu active et par conséquent pauvre en organites. 28 2. Fonction Synthèse des protéines (et glycoprotéines) et des GAG (et protéoglycanes) de la MEC. B. L’histiocyte ou macrophage 1. Aspect morphologique A l’état normal, c’est une cellule de 12 à 20 µ de diamètre, peu mobile, à activité réduite, et de ce fait pauvre en organites et à contour régulier. En cas d’agression, l’histiocytes se transforme en cellule activée, caractérisée par une taille importante (20 à 50µ), un noyau volumineux à chromatine claire, avec un ou deux nucléoles, un cytoplasme dense avec de nombreuses vacuoles, une membrane plasmique irrégulière avec des voiles cytoplasmiques ondulants. C’est une cellule mobile. 29 L’histiocyte activé se distingue par un développement considérable des organites et notamment, il se charge en lysosomes et en phagosomes, ainsi que par l’émission d’expansions cytoplasmiques (microvillosités et filipodes). Dans certaines conditions (tuberculoses, présence d’un corps étranger, …), l’histiocyte se transforme en cellule épithélioïde et en cellule géante. - Les cellules épithélioïdes sont plus ou moins cylindriques, (30 à 40 µ) plutôt rappelant une semelle de chaussure. Leur noyau est excentré, leur cytoplasme est pâle et à limites peu nettes. Elles doivent leur nom à la position qu’elles adoptent autour d’un foyer de nécrose, évoquant un revêtement épithélial. - Les cellules géantes, de très grande taille, renferment plusieurs noyaux et possèdent un cytoplasme vacuolaire et pâle. Elles semblent résulter de la fusion d’histiocytes ou de cellules épithélioïdes. 2. Variétés de macrophages Les macrophages proviennent d’une cellule sanguine, le monocyte qui quitte le sang au bout de 3 à 4jours (et pour certains d’entre eux d’un précurseur hématopoïétique commun). Ils sont disséminés dans l’ensemble de l’organisme et constituent le système de phagocytes mononucléés. Ce système comprend les types suivants : - Histiocyte ou macrophage du tissu conjonctif. - Macrophages des tissus myéloïde et lymphoïde. - Macrophage du foie ou cellule de Kupffer. - Macrophage alvéolaire du poumon. - Macrophage des séreuses (plèvre, péritoine). - Ostéoclaste du tissu osseux. - Microglie du tissu nerveux. 30 3. Propriétés et rôles L’organisme humain est constamment soumis à un risque d’agression par des agents infectieux. Les moyens de défense contre ces agents sont de deux ordres : - des mécanismes non spécifiques impliquant les barrières tissulaires et des cellules phagocytaires, macrophages et polynucléaires neutrophiles. Ils s’agissent d’une première ligne de défense. - des mécanismes spécifiques (immunité spécifique acquise), impliquant tout particulièrement les cellules lymphocytaires. Cette immunité nécessite un contact préalable de l’agent infectieux ensuite sa reconnaissance. a. La phagocytose : le macrophage peut phagocyter aussi bien des bactéries que des débris cellulaires, voire des cellules entières (tels que les globules rouges sénescents ou pathologiques) ainsi que des particules intactes. b. La sécrétion : elle est multiple et consiste en la production de : - cytokines (vaste famille de médiateurs protéiques extracellulaires, sécrétés principalement par les macrophages et/ou les lymphocytes. c. Les macrophages font partie des cellules présentatrices d’antigène (CPA) C. Le plasmocyte Cellule mobile répartie dans les organes hématopoïétiques et lymphoïdes et dans le tissu conjonctif lâche. 1. Morphologie D’un diamètre de 12 à 15µ, le plasmocyte a une forme arrondie ou ovoïde, un noyau arrondi et excentré avec une chromatine dispersée en mottes périphériques rappelant des rayons de roue. 31  Au MO, le cytoplasme comporte deux zones : une petite zone claire paranucléaire et le reste du cytoplasme est fortement basophile. Au ME, la basophilie est due à une grande quantité de RER, sous forme de citernes concentriques aplaties ou dilatées selon le stade de synthèse –sécrétion. La zone claire correspond à l’emplacement d’un AG de gros volume, entourant un diplosome. 2. Origine et fonction Le plasmocyte est l’étape finale de maturation du lymphocyte B ; effecteur de l’immunité humorale, il synthétise des anticorps, en réponse à des antigènes. D. Le mastocyte Cellules mobiles, présente habituellement dans le TCL, mais particulièrement abondante dans les poumons. Les mastocytes sont soit isolés soit le plus souvent groupés le long des petits vaisseaux sanguins. 1. Morphologie En MO, de forme arrondie ou ovoïde, a un diamètre variable, de 12 à 20µ, un noyau clair et central. Le cytoplasme contient des granulations de 0,5 à 1 µ qu’on met en évidence par des techniques spéciales : elles sont PAS-positives et métachromatiques. En fait le degré de métachromasie* traduit le degré de maturation des granulations. En ME, à côté des organites habituels, on note la présence de granulations délimitées par une membrane dont le contenu, dense aux électrons et d’aspect 32 variable : fine granulations, inclusions cristallines, structures lamellaires ou feuilletées dites « empreintes digitales ». 2. Nature des granulations Le contenu des granulations est révélé par des méthodes histochimiques et histoenzymologiques : L’héparine : GAG sulfaté L’histamine : elle est impliquée dans les réactions inflammatoires locales avec formation d’œdème L’acide hyaluronique 3. Origine et fonction Le mastocyte semble provenir de la moëlle osseuse à partir d’une cellule souche qui lui serait commune avec le polynucléaire basophile avec qui il partage de nombreux caractères. Le mastocyte intervient dans les phénomènes inflammatoires. Les molécules sécrétées par le mastocyte et le basophile, histamine, héparine... provoquent des réactions allergiques (notamment vasodilatation et afflux d’éosinophiles) de différents ordres : - locales : eczéma, urticaire, rhume des foins - respiratoires : asthme par contraction des cellules musculaires lisses E. L’adipocyte de la graisse blanche (jaune chez l’homme) 1. Morphologie Cellule fixe d’un diamètre moyen de 100µ (de 50 à 150µ). Isolés dans le TCL et la moëlle osseuse, les adipocytes sont sphériques ; tassés les uns contre les autres dans le tissu adipeux, ils prennent une forme polyédrique. La majeure partie du cytoplasme est occupée par une volumineuse et unique vacuole lipidique 33 (triglycérides), (adipocyte uniloculaire). Le noyau est dense, aplati et refoulé à la périphérie. En ME, les organites cellulaires sont présents dans un cytoplasme réduit à une mince couronne périphérique. La MP, doublée d’une LB, est le siège de nombreuses vésicules de pinocytose. 2. Origine et fonction L’adipocyte provient d’une cellule précurseur mésenchymateuse, qui se différencie en adipoblaste, préadipocyte puis en adipocyte. La cellule bien différenciée ne se divise plus. L’adipocyte est un réservoir de triglycérides et de cholestérol non estérifié. L’activité métabolique de l’adipocyte comporte 3 étapes : - la synthèse à partir des triglycérides alimentaires et du glucose. La lipogenèse est stimulée par l’insuline. - le stockage sous forme de triglycérides - la libération par hydrolyse sous forme d’acides gras non estérifiés sous l’action de la triglycéride-lipase dont le cofacteur est l’héparine. F. L’adipocyte de la graisse brune 1. Morphologie Plus petit que le précédent et de forme polyédrique, ce type d’adipocyte possède un noyau clair, arrondi ou ovoïde, central ou excentré et de nombreuses vacuoles lipidiques dispersées dans le cytoplasme (adipocyte multiloculaire) entre lesquelles il y a un très grand nombre de mitochondries, ainsi que les autres organites cellulaires. 34 2. Fonction Ces adipocytes sont peu présents chez l’homme mais abondants chez les rongeurs et surtout les animaux hibernants comme la marmotte, l’ours, …. Ils sont impliqués chez ces derniers dans la production de chaleur au moment du réveil. Les mitochondries de ces cellules possèdent un canal à protons spécifique, non couplé aux phosphorylations oxydatives ; son ouverture entraîne une disparition du gradient de protons sans synthèse d’ATP, mais avec production de chaleur. 35  CLASSIFICATION ET DESCRIPTION DES DIFFERENTS TYPES DE TISSUS CONJONCTIFS La distinction de différents types de TC est basée sur la quantité relative de cellules, de MEC fibrillaire et interfibrillaire, sur la nature des cellules, mais également sur la qualité et l’orientation des fibres. I. TC sans prédominance Appelés également tissus conjonctifs lâches (TCL). A. TCL proprement dit C’est un tissu largement répandu dans l’organisme. Il constitue le chorion des glandes, des muqueuses et des séreuses, il s’intercale entre les organes et remplit l’espace entre les tissus d’un même organe (appareils digestif et respiratoire, stroma rénal…) ; il se trouve dans l’hypoderme et constitue le TC sous-cutané. 1. Morphologie Le TCL contient tous les éléments constitutifs des TC. a. Les fibres - Fibres et fibrilles de collagène - Fibres élastiques - Fibres de réticuline 36 b. Les cellules Les fibroblastes et les macrophages sont les plus nombreux. Il y a des mastocytes, des plasmocytes, des lymphocytes, des granulocytes neutrophiles et éosinophiles, ainsi que des adipocytes. c. Vaisseaux sanguins, lymphatiques et fibres nerveuses 2. Fonctions a) Remplissage et support mécanique, permettant également une certaine mobilité des tissus et des organes les uns par rapport aux autres. b) Diffusion de métabolites et de différentes molécules entre le sang et les autres tissus. c) Défense par la présence des macrophages et des autres cellules impliquées dans cette fonction. d) Cicatrisation. B. TC rétiforme TCL situé dans le grand épiploon, le mésentère, la pie-mère : Les fibres (collagène et élastiques) disposées en travées et forme un réseau ; entre les fibres sont dispersées macrophages, lymphocytes, fibroblastes… C. TC pigmentaire Chez l’homme, on le rencontre dans l’iris, la choroïde et la peau des organes génitaux. Prenons l’exemple de l’iris. Ce dernier possède un stroma constitué d’un TCL richement vascularisé avec la présence de cellules pigmentées, les mélanocytes. Ce sont des cellules fusiformes ou étoilées, pourvues de nombreux 37 prolongements et dont le cytoplasme contient des grains bruns ou brun-noirs, les grains de mélanine. C’est la quantité de mélanocytes qui est responsable des différences génétiques de la couleur des yeux. Un grand nombre de mélanocytes donne à l’iris une couleur brun-noir. En l’absence de mélanocytes, l’iris est bleu. La couleur bleue est due à la rétine pigmentaire qui se voit par transparence. II. TC à prédominance de MEC interfibrillaire ou TC muqueux 1. Localisation Cette variété se rencontre dans le cordon ombilical et la pulpe des dents. 2. Structure et signification au niveau du cordon ombilical La MEC est abondante et fortement métachromatique. Les fibres de collagène sont délicates et leur nombre augmente avec l’âge du fœtus. Les fibroblastes sont étoilés avec des prolongements cytoplasmiques et ressemblent à des cellules mésenchymateuses. Le TC du cordon ombilical porte également le nom de gelée de Wharton. 38 III. TC à prédominance de fibres de collagène ou TC denses (TCD) ou fibreux A. TCD non orienté ou plexiforme 1. Localisation Derme, capsules des différents organes (rein, foie, testicules…) ainsi que le périoste, périchondre, valves cardiaques... 2. Structure au niveau de derme réticulaire Abondance des fibres et des faisceaux de collagène, dirigés dans toutes les directions, laissant relativement peu d’espaces pour la MEC interfibrillaire dans laquelle il y a surtout des fibrocytes. Présence aussi de quelques fibres élastiques et de vaisseaux sanguins de petits calibres. 3. Signification Principalement rôle de soutien, résistant à des forces de pression s’exerçant dans toutes les directions B. TCD orienté unitendu : le tendon Dans le tendon, les fibres de collagène sont groupées en faisceaux I, parallèles et serrées. Les fibroblastes tendineux ou ténocytes, de forme étoilée, disposés entre les faisceaux I, sont pourvus de prolongements (aliformes) qui s’insinuent entre ces derniers. 39 C. TCD bitendu C’est le TC type de la cornée. Dans la cornée, les faisceaux de collagène sont disposés en une cinquantaine de couches ou plans. Dans chaque plan, les fibres sont parallèles entre elles alors qu’elles sont perpendiculaires par rapport à celles des plans adjacents. Les fibroblastes de la cornée ou kératocytes munis de nombreux prolongements, sont fortement aplatis entre les plans de collagène. Vu son haut degré de différenciation, la cornée est incapable de se régénérer en cas de destruction. Le seul traitement est la greffe de cornée (kératoplastie). IV. TC à prédominance élastique Variété rare, le tissu élastique constitue essentiellement les ligaments élastiques. Localisation - Ligament cervical des ongulés (bœufs...) - Les ligaments jaunes intervertébraux et l’axe des cordes vocales chez l’homme V. TC à prédominance de fibroblastes ou TC cellulaire Il constitue le stroma de la corticale de l’ovaire et le chorion de l’endomètre. Dans l’ovaire, les fibroblastes, très nombreux, larges et fusiformes, sont disposés de façon tourbillonnante. Entre les cellules, les fibres de collagène et de réticuline sont peu abondantes. 40 VI. TC à prédominance d’adipocytes ou tissu adipeux 1. Localisation Le tissu adipeux blanc amplement répondu, particulièrement sous la peau et dans la cavité abdominale 2. Structure Les cellules adipeuses entourées de leur MB et de capillaires sanguins (et de fibres nerveuses sympathiques) sont groupées en lobules adipeux (aspect en ruche d’abeilles) séparés par des cloisons de TCL richement vascularisées. 3. Signification du tissu adipeux blanc Réserve calorique et énergétique ; rôle métabolique. Isolant thermique. Protection mécanique : paume des mains ; plante des pieds ; orbites ; fesses ; … VII. Tissu réticulé 1. Localisation Tissu de soutien du foie, des organes hématopoïétiques (moëlle osseuse) et lymphoïdes (rate, ganglion lymphatique). 2. Structure Réseau de fibres de réticuline anastomosées dont la disposition dépend de l’organe considéré, et en la présence de cellules réticulaires. 3. Signification Soutien des capillaires sinusoïdes toute en facilitant la migration cellulaire. 41  LE TISSU MUSCULAIRE Le tissu musculaire est constitué de cellules musculaires ou myocytes dénommées improprement « fibres » musculaires. Ces cellules sont caractérisées du point de vue morphologique par la présence dans leur cytoplasme de myofibrilles disposées parallèlement au grand axe de la cellule. On distingue 3 variétés de tissus musculaires qui différent par leur origine embryologique, leur localisation anatomique, leur structure, leur innervation et leur fonction. 1. Le tissu musculaire strié squelettique Il dérive du myotome, généralement associé au squelette, il est caractérisé par la présence de striations transversales d’où son aspect strié. Il est sous contrôle du système nerveux cérébro-spinal et il est à contraction volontaire. 2. Le tissu musculaire cardiaque Il provient du mésenchyme, il est semblable au précédent mais il n’est retrouvé qu’au niveau du cœur ; il est à commande automatique rythmique et involontaire. 3. Le tissu musculaire lisse Il provient également du mésenchyme, il est localisé dans la paroi des viscères et des vaisseaux. Sa structure est moins complexe. Il est commandé par le système nerveux végétatif et il est à contraction involontaire. 42 LE TISSU MUSCULAIRE STRIE SQUELETTIQUE L’unité histologique et fonctionnelle de ce tissu est la cellule musculaire striée (CMS) ou un rhabdomyocyte. I. Structure de la cellule musculaire striée C’est un élément allongé, dont le diamètre est de 20 à 100µ, et dont la longueur est également très variable allant de quelques millimètres à plusieurs centimètres. Ces cellules sont d’aspect cylindrique ou polyédrique, d’aspect strié. La cellule musculaire striée est une masse cytoplasmique unique multinucléée ; elle comprend de nombreux composants : - une membrane plasmique ou sarcolemme, - des noyaux, - des myofibrilles qui occupent la majeure partie du sarcoplasme, - le reste du sarcoplasme ou sarcoplasme fondamental. A. La membrane plasmique ou sarcolemme 1. Microscopie optique La cellule musculaire est entourée par une membrane plasmique, contre laquelle il y a une basale et des éléments du tissu conjonctif appartenant à l’endomysium. 2. Microscopie électronique C’est une membrane trilamellaire, elle est doublée à l’extérieur d’une lame basale contre laquelle il y a des fibres de réticuline. La membrane plasmique est le siège de profondes invaginations dont la direction est perpendiculaire à l’axe de la cellule : ce sont les tubules T. 43 B. Les noyaux De forme ovalaire, ils sont situés en position périphérique dans le sarcoplasme. Ils sont longs de 8 à 10µ et larges de 3 à 5µ. On compte plusieurs centaines par cellule. C. Les myofibrilles 1. M.O La majeure partie du cytoplasme ou sarcoplasme est occupée par un grand nombre de myofibrilles disposées parallèlement entre elles. Le diamètre de chaque myofibrille est de 1 à 2µ. Une coupe longitudinale montre que ces myofibrilles ont une structure hétérogène avec une alternance de zones claires ou bandes I, et de zones sombres ou bandes A. Ces bandes se trouvent au même niveau sur toutes les myofibrilles d’une cellule musculaire d’ou l’aspect strié Au plus fort grossissement on peut préciser la structure de ces bandes. - Les disques claires ou bandes I Un disque clair est divisé en son milieu par la strie Z (formation en dent de scie). L’espace compris entre les stries Z constitue un sarcomère - Les disques sombres ou bandes A Chaque disque sombre comporte en son milieu une zone plus claire la bande H (de Hensen), celle ci est traversée en son milieu par la ligne M. 44  2. M.E Les myofibrilles sont en fait composés d’éléments filamenteux disposés parallèlement entre eux et à l’axe de la cellule, les myofilaments : - des myofilaments épais : ils sont faits de myosine (myofilaments A). - des myofilaments fins : ils sont faits d’actine (myofilaments I). - Disposition des myofilaments : Ces myofilaments sont tous parallèles entre eux et orientés dans le même sens de la myofibrille. 1. Constitution biochimique et organisation moléculaire des myofilaments Les myofilaments sont constitués par des protéines contractiles : a. Les myofilaments épais Ces myofilaments sont constitués par l’assemblage de plusieurs molécules de myosine. Chaque molécule de myosine est formée de 6 chaînes polypeptidiques. Ces chaînes se disposent de manière à donner à cette molécule l’aspect d’une canne de golf, avec un bâtonnet et deux têtes globuleuses. En traitant cette molécule de myosine par des protéases, on casse la molécule en fragments dont l’analyse permet de connaître la disposition des différentes chaînes polypeptidiques. - La méromyosine légère (LMM) et La méromyosine lourde (HMM) b. Les myofilaments fins Ils sont constitués de 3 protéines : l’actine, la tropomyosine et la troponine. * L’actine : protéine fibrillaire (actine F), c’est la protéine la plus abondante, elle est constituée par un polymère d’actine globulaire (actine G). * La tropomyosine : protéine fibreuse de 40nm de long et qui comporte 2 chaînes polypeptidiques identiques. * La troponine : Il s’agit d’un complexe de 3 polypeptides dénommés : T, I et C. I et C sont d’aspect globulaire par contre T est allongé. 45 T se fixe à la tropomyosine, I a une action inhibitrice sur la fixation de la myosine à l’actine, C fixe le calcium en permettant la fixation jusqu’ à 4 atomes de calcium. D. Le sarcoplasme Les myofibrilles occupent la majeure partie de la cellule, le reste constitue le sarcoplasme fondamental, ce dernier est surtout abondant dans la région périnucléaire là où les myofibrilles sont absentes, mais il s’insinue également entre les myofibrilles. Dans le sarcoplasme outre les noyaux, les myofibrilles, un appareil de Golgi peu développé, des ribosomes, on note par ailleurs la présence de : - Le REL ou réticulum sarcoplasmique a une disposition particulière. Un réseau de canalicules et citernes aboutissant à une citerne transversale terminale au niveau de la jonction bande A - bande I. Deux citernes terminales longent de part et d’autre un tubule T avec lequel elles constituent une triade. Chacune des citernes est reliée au tubule T de la triade par des densifications représentant des structures de couplage. - glycogène et de lipides - mitochondries : elles sont très nombreuses, de grande taille à crêtes serrées, elles sont localisées à la périphérie en amas sous sarcolemmiques ou entre les faisceaux de myofibrilles. Les mitochondries renferment dans leur matrice un pigment rouge la myoglobine qui est responsable de la teinte rouge du muscle strié. 46  La myoglobine est une protéine proche de l’hémoglobine, elle est aussi capable de fixer l’oxygène. Les fibres blanches sont ainsi dénommées car elles contiennent moins de mitochondries et donc moins de myoglobine. II. Mécanismes de fonctionnement de la fibre musculaire striée A. Aspects morphologiques C’est la microscopie en contraste de phase qui a permis de préciser le comportement des différentes régions de la myofibrille au cours de la contraction et de l’étirement du muscle. 1. Au cours de la contraction : Le muscle se raccourcit, les disques A ne changent pas de longueur alors que les disques I et les bandes H se raccourcissent dans les mêmes proportions. 2. Au cours de l’étirement : Le muscle s’allonge , les disques A ne changent pas de longueur alors que les disques I et les bandes H augmentent de la même longueur. Dans tous les cas la hauteur des disques sombres est invariable. Ces observations indiquent qu’il ne se fait de modifications ni des myofilaments épais ni fins (hypothèse confirmée par la microscopie électronique), mais il se fait un glissement des myofilaments fins sur les myofilaments épais. B. Données biochimiques La contraction musculaire est déclenchée par un stimulus nerveux. L’influx nerveux atteint le sarcolemme au niveau de la plaque motrice, il se produit une dépolarisation qui se propage le long du sarcolemme et vient au contact du système tubulaire. 47  Les citernes terminales reçoivent cette onde de dépolarisation grâce aux moyens de jonction qu’elles possèdent avec les tubules T. L’onde de dépolarisation entraîne l’ouverture des canaux de libération du calcium qui sont localisés au niveau du réticulum sarcoplasmique, ainsi le calcium se trouve en abondance dans le sarcoplasme au contact des myofibrilles. La présence de calcium et l’hydrolyse de l’ATP entraîne la contraction musculaire. IV. La plaque motrice C’est la structure où se fait la terminaison axonale de la cellule motrice de la corne antérieure au niveau de la cellule musculaire striée. La fibre nerveuse aborde en général la cellule musculaire striée dans sa partie moyenne. La fibre nerveuse est formée d’un axone entouré d’une gaine de myéline, d’une gaine de Schwann et tout autour d’une gaine conjonctive appelée la gaine de Henlé. A une certaine distance de la plaque motrice, la gaine de myéline s’interrompt, la gaine de Schwann se dissocie en plusieurs cellules pour former la téloglie dans laquelle l’axone va s’arboriser en branches terminales. Le tout est entouré par la gaine de Henlé qui se continue avec l’endomysium Les branches terminales de l’axone prennent contact avec la cellule musculaire dans une région où le sarcoplasme est abondant et multinucléé c’est la sole protoplasmique. Ces terminaisons munies de fines lamelles semblent s’enfoncer dans le sarcoplasme sous jacent : elles portent le nom d’appareil sous neural de Couteaux. 48  LE MUSCLE CARDIAQUE Ce muscle est caractérisé par son activité contractile spontanée répétitive c’est l’automatisme cardiaque. Le myocarde est la portion musculaire de la paroi cardiaque. Il est revêtu en dedans par l’endocarde et en dehors par le péricarde. On rencontre 2 types de cellules au niveau de muscle cardiaque : - les cellules musculaires striées myocardiques dont la fonction principale est la contraction, cardiomyocytes (cellules de travail). - Les cellules cardionectrices qui constituent un système capable de produire et de propager l’influx qui provoque la contraction des fibres musculaires cardiaques. Ces 2 types de cellules baignent dans un tissu conjonctif lâche qui contient un riche réseau capillaire et lymphatique, au sein duquel on rencontre des fibres nerveuses neuro-végétatives. I. Structure des cellules musculaires Il y a plusieurs variétés de cellules, ces cellules ont les mêmes constituants que dans la cellule musculaire striée squelettique avec cependant quelques variations. 1. Les cellules musculaires myocardiques contractiles. a. M.O Elles sont limitées par un sarcolemme, elles sont de forme cylindrique leur diamètre est de 5 à 20µ, la longueur est de 20 à 40µ, elles sont disposées en colonnes parallèles. Des stries transversales appelées : stries scalariformes, séparent dans la même colonne les cellules musculaires striées les unes des autres, cet aspect réalise un système fortement anastomosé. Le sarcoplasme ne contient qu’un seul noyau en position centrale. 49 b. M.E Les myofibrilles sont semblables à celles du muscle strié squelettique avec leurs constituants, mais elles se disposent en périphérie en laissant la zone axiale pour le noyau. Les tubules T et le réticulum sarcoplasmique représentent le système sarcotubulaire, celui ci diffère de celui du muscle strié squelettique par le fait que les tubules T sont plus nombreux, plus larges et s’invaginent au niveau des stries Z. Le réticulum sarcoplasmique est formé de tubules longitudinaux anastomosés avec un réseau à mailles irrégulières moins développé que dans la cellule musculaire striée squelettique. On n’observe pas de triade à ce niveau. Chaque tubule T est associé à un tubule longitudinal du réticulum sarcoplasmique, on parle alors de diade. Les stries scalariformes sont des zones de séparation et de cohésion entre les cellules musculaires striées myocardiques. Les membranes plasmiques de 2 50 cellules adjacentes qui constituent une strie scalariforme sont liées par des dispositifs jonctionnels de type desmosome et jonction adhaerens en position transversale, et de gap jonction en position longitudinale. La gap jonction permettrait elle seule la transmission de l’excitation contractile. On observe également au niveau du sarcoplasme un appareil de Golgi, des mitochondries plus nombreuses que dans la cellule musculaire striée squelettique, du glycogène ainsi qu’un pigment jaune la lipofuscine dont la quantité augmente avec l’âge. Entre les fibres musculaires il y a un tissu conjonctif très abondant fait de fibres de réticuline, de fibres élastiques et de quelques fibrocytes. Il s’agit d’un tissu très richement vascularisé car le cœur est un organe qui travaille de façon ininterrompue. Il n’y a pas de cellules satellites. 2. Les cellules cardionectrices Ce sont des cardiomyocytes modifiés qui constituent le tissu nodal. Le tissu nodal est à l’origine des stimuli périodiques et leur propagation au reste du myocarde afin que les contractions auriculaires et ventriculaires se succèdent de façon coordonnée. II. Différentes variétés de cellules musculaires Il y a une relative hétérogénéité des cellules musculaires myocardiques, ainsi on décrit : 1. Les cellules contractiles de travail 2. Les cellules myoendocrines 3. Les cellules cardionectrices 51  LE TISSU MUSCULAIRE LISSE Les cellules musculaires lisses (CML) ou léiomyocytes existent en grand nombre dans l’organisme, elles ont une répartition ubiquitaire, mais une organisation structurale comparable, elles constituent la musculature lisse involontaire. Grâce à leur activité contractile, elles participent à la régulation de nombreux processus physiologiques comme la digestion, la respiration, la circulation sanguine… Ces cellules dérivent de la splanchnopleure sauf le muscle constricteur et dilatateur de l’iris qui provient de l’ectoblaste de la cupule optique. I. Structure de la cellule musculaire lisse 1. Microscopie optique Il s’agit de cellules d’aspect allongé fusiforme, les 2 extrémités de la cellule sont effilées et la partie moyenne plus large. Les dimensions de ces cellules sont variables 15 à 20 jusqu’à 500µ (utérus gravide), le diamètre est de 5 à 10µ parfois même 50µ (utérus gravide). Ces cellules sont limitées par un sarcolemme, elles comportent un noyau unique en position centrale. Le sarcoplasme contient des organites : appareil de Golgi, mitochondries, réticulum sarcoplasmique, enclaves lipidiques et glycogéniques. Ces organites sont situés à proximité du noyau, le reste du sarcoplasme est occupé par des myofibrilles. 2. Microscopie électronique La microscopie électronique permet de préciser la structure des myofibrilles, des moyens de jonction intercellulaires et la structure du sarcolemme. a. Les myofibrilles On reconnaît 3 sortes de myofilaments : - les myofilaments fins : ils sont constitués d’actine. - Les myofilaments épais : ces filaments sont constitués de myosine. L’interaction actine-myosine se fait en présence de calcium. Ces myofilaments sont maintenus en place par 2 types de structure les plaques ancrages et les corps denses. 52  - Les filaments intermédiaires : ne contiennent ni actine ni myosine ; ils réalisent le cytosquelette de la cellule musculaire lisse. Ce sont des filaments d’ancrage qui n’interviennent pas dans la contraction (desmine, vimentine).. Ce sont les structures qui permettent la cohésion intercellulaire et les échanges avec le milieu extérieur. b. Le sarcolemme Il montre des invaginations qui ressemblent à des vésicules de pinocytose, ce sont les cavéoles. Ces structures accroissent la surface d’échange de la cellule de 20 à 70%, elles joueraient un rôle semblable à celui du tubule T de la cellule musculaire striée. La membrane plasmique est doublée du côté extérieur par une membrane basale et par du tissu conjonctif. Ces 2 derniers éléments constituent la gaine pellucide. c. Les moyens de jonction intercellulaires Ce sont les éléments suivants :. Les plaques d’attache : ce sont des zones de coïncidence de 2 ancrages appartenant à 2 myocytes adjacents. Les jonctions serrées II. Mode de groupement des cellules musculaires lisses Les cellules musculaires lisses (léiomyocytes) sont groupées en faisceaux dont l’ensemble constitue un muscle lisse. 53  Ces cellules se disposent à la manière de « bandes de poissons » de façon parallèle les unes aux autres de telle sorte que la partie renflée d’une cellule soit en rapport avec les extrémités effilées des cellules voisines. Ces faisceaux peuvent être isolés ou associés les uns aux autres : Faisceaux isolés : Il s’agit d’un véritable muscle isolé : muscle érecteur des poils, muscle constricteur et dilatateur de l’iris… Faisceaux associés : L’ensemble des faisceaux réalisent des tuniques musculaires lisses dont le groupement réalise la musculature lisse de certains organes creux. Ces faisceaux se disposent soit sous forme de couches bien définies (éléments parallèles les uns aux autres) ou adoptent une disposition plexiforme. 54  LE TISSU NERVEUX Le tissu nerveux est constitué de cellules nerveuses ou neurones et de cellules gliales ou cellules de la névroglie. Chaque neurone possède un corps cellulaire ou péricaryon et habituellement de nombreux prolongements. Dans le péricaryon se trouve le noyau, le cytoplasme qui l’entoure est souvent appelé neuroplasme ; ce dernier contient la plupart des organites. Du péricaryon s’échappe un prolongement centrifuge, l’axone et un ou plusieurs prolongements centripètes, les dendrites. Les neurones sont des éléments capables de recevoir des informations, de les traiter et de répondre par un influx nerveux qui chemine le long de l’axone. Cet influx peut être transmis à un autre neurone au niveau d’une synapse ou à une cellule effectrice, au niveau d’une jonction neuromusculaire par exemple. De telles fonctions sont possibles grâce aux propriétés de la cellule nerveuse, à savoir l’excitabilité et la conductibilité. Il convient donc d’étudier : - la morphologie du neurone - la structure du péricaryon - la névroglie - les fibres nerveuses - les synapses. 55  MORPHOLOGIE DES NEURONES I. Moyens d’étude Quand on regarde une préparation de substance grise en coloration standard, on observe entre les corps cellulaires des neurones et ceux des cellules gliales, et entre les capillaires sanguins, un enchevêtrement constitué par les prolongements de neurones et de cellules gliales, qui porte le nom de neuropile. Les colorations banales ne permettent pas l’observation précise des cellules nerveuses ; il faut utiliser les techniques d’imprégnations. Ainsi les sels d’argent permettent de voir les limites cellulaires. Le bleu de toluidine ou le vert de méthyle sont utilisés pour révéler les constituants spécifiques. La microscopie électronique est évidemment d’un apport précieux pour l’étude des organites, des synapses et de la myéline. II. Caractères généraux A. Nombre On estime le nombre de neurones du système nerveux humain à une centaine de milliards. Celui des synapses est 1000 fois supérieur. B. Taille Les cellules nerveuses ont en général une taille très importante, vu que leurs prolongements peuvent être parfois très longs. Ainsi L’axone peut avoir de quelques micromètres à plus d’un mètre de long. Le péricaryon quant à lui, sa dimension varie de 4µ à 150µ selon les types de neurones. A. Forme Très variable. Elle peut être étoilée, arrondie, pyramidale, en fuseau. D. Prolongements Si l’axone est toujours unique, le nombre de dendrites est très variable d’un type de neurone à l’autre. III. Classification Elle est essentiellement basée sur la forme du péricaryon et sur le nombre de prolongements. 56 A. Cellule unipolaire Elle se rencontre principalement chez les invertébrés et chez l’embryon, mais aussi dans le noyau masticateur de la protubérance. Elle possède un péricaryon arrondi et un prolongement correspondant à l’axone. B. Cellule pseudo-unipolaire ou cellule en T de Ranvier C’est le neurone des ganglions cérébro-spinaux (rachidiens et crâniens) chez l’homme. La cellule présente un péricaryon arrondi, de 70µ en moyenne, d’où se détache un prolongement unique qui, après un court trajet, bifurque à la manière d’un T, pour donner une dendrite et un axone. C’est un neurone sensitif. C. Cellule bipolaire Il s’agit d’un neurone d’association rencontré dans la rétine, la muqueuse olfactive et dans diverses régions du système nerveux central (SNC) Le corps cellulaire, arrondi ou fusiforme, selon le cas, donne naissance à un axone et une dendrite qui partent de pôles opposés. D. Cellule de Purkinje Neurone spécifique du cervelet. Le corps cellulaire, en forme d’un vase aplati, a un diamètre vertical de 50 à 70µ, et un diamètre horizontal de 30 à 35µ. Il possède trois prolongements. Du milieu de la base se détache un axone, alors que le sommet donne naissance à deux gros troncs dendritiques qui se ramifient chacun de façon dichotomique et donnant une arborisation très riche. E. Cellule multipolaire 1. Pyramidale Caractéristique du cortex cérébral, la cellule a une forme triangulaire, dont le diamètre varie de 12 à 60µ (les cellules géantes de Betz peuvent avoir 150µ). L’axone se détache de la base du triangle et se dirige vers la substance blanche. 57 Les dendrites partent aussi bien des sommets que des côtés. La ou les dendrites qui partent du sommet se ramifient dans la couche superficielle du cortex en de nombreuses branches à trajet tangentiel. Cellule de Pur inje Cellule multipolaire de olgi I Cellule pyramidale Cellule multipolaire de olgi II 2. Cellule multipolaire de Golgi I Elle représente le motoneurone de la corne antérieure de la moelle épinière. Le péricaryon de 40 à 100µ de diamètre, a une forme étoilée. Une des branches de l’étoile est à l’origine de l’axone et les autres à l’origine des dendrites. L’axone de ce type de cellule peut être très long et s’allonge à l’extérieur du SNC. 3. Cellule multipolaire de Golgi II Plus petite que la précédente, c’est une cellule d’association rencontrée dans le système nerveux central. De forme généralement étoilée, le péricaryon donne naissance à un petit nombre de prolongements assez larges. L’axone est très court ne quittant jamais le SNC. 4. Cellule du ganglion sympathique C’est un neurone végétatif, dit post-ganglionnaire. Le corps cellulaire dont le diamètre varie de 20 à 40µ, est arrondi et pourvu d’un axone et de nombreuses dendrites. Cellules n lionn ire u n lion s mp thi ue Corps cellul ire sphéri ue Remarque : il existe une variété de neurones, les cellules amacrines de la rétine, qui ne comportent que des dendrites. 58  CYTOLOGIE DU PERICARYON I. La membrane plasmique C’est une membrane très étendue puisqu’elle délimite le péricaryon et les prolongements cellulaires qui peuvent être très longs. A l’aide des techniques d’imprégnation, les dendrites paraissent hérissées de très courtes expansions appelées épines dendritiques alors que l’axone paraît plus lisse. Au microscope électronique, la membrane plasmique est trilamellaire ; elle est cependant le siège de différenciations au niveau des synapses. Les épines dendritiques correspondent à des synapses. II. Le noyau Il est arrondi, de grande taille par rapport au péricaryon ; il est dit vésiculeux. La chromatine est claire et dispersée. Le nucléole est volumineux et la chromatine associée importante. III. Le cytoplasme ou neuroplasme Il est riche en organites A. L’appareil de golgi On le met en évidence par les techniques chromiques ou argentiques. Il est très développé et se présente sous forme d’un réseau périnucléaire le plus souvent ( appareil réticulaire interne). B. Le centrosome Il existe dans les cellules embryonnaires, les neuroblastes, par contre il disparaît généralement dans les cellules adultes, car elles ne sont plus capables de se diviser. C. Les mitochondries Elles sont nombreuses, généralement de petite taille, situées à la fois dans le péricaryon et les prolongements. 59 D. Les corps de Nissl On les met en évidence par le bleu de toluidine ou la pyronine. Ce sont des granulations basophiles de 1 à 2µ, dispersées dans tout le cytoplasme y compris les régions d’implantation des dendrites et les prolongements ; par contre ils sont absents dans la région de départ de l’axone ou cône d’émergence. Au microscope électronique, les corps de Nissl correspondent à des amas de citernes aplaties de RER et de ribosomes libres. E. Lysosomes F. Les neurofibrilles On les révèle à l’aide des imprégnations aux sels d’argent. Leur diamètre est compris entre 0,5 et 1 µ. Elles sont présentes dans le péricaryon sous forme d’un réseau, enchevêtré et dans les prolongements sous forme parallèle. Au microscope électronique, une neurofibrille correspond à un faisceau de neurofilaments intermédiaires dont chacune a un diamètre de 10nm. G. Les neurotubules Ils sont inobservables en microscopie optique. Au microscope électronique, il s’agit de microtubules d’un diamètre de 24nm dont la paroi est faite de 13 sous unités de 5nm de diamètre chacune. Les neurotubules existent dans le péricaryon ainsi que dans les prolongements. Ils sont faits de tubulines (α et β). Ce sont des microtubules stables. H. Les pigments Ils sont de deux sortes : a. Pigments d’usure, les lipofuscines De couleur jaune à brun foncé, qu’on peut mettre en évidence par le PAS ou par les colorants des lipides. Leur nombre augmente avec l’âge. Les cellules de Purkinje en sont dépourvues. b. Pigments de mélanine Ils existent dans des neurones de certaines régions du cerveau ; leur signification n’est pas connue. G. Grains de neurosécrétion Ils existent dans certains noyaux hypothalamiques (supra -optiques et para- ventriculaires). Ils se trouvent dans le péricaryon ainsi que dans l’axone et la terminaison de ce dernier 60  LA NEVROGLIE Les cellules nerveuses sont très actives, très fragiles et sont incapables d’accumuler des réserves. Elles ne sont jamais en contact avec les vaisseaux sanguins sauf dans certaines régions sensibles aux hormones circulantes. Elles sont par conséquent entourées par des cellules qui jouent un rôle métabolique et de soutien, les cellules de la névroglie ou cellules gliales ou gliocytes. Ces cellules ont la même origine que les cellules nerveuses ; elles dérivent du neuroectoblaste. On distingue deux grandes variétés de névroglie, la centrale et le périphérique. I. La névroglie périphérique Elle dérive des crêtes neurales et comprend les types suivants : A. Les cellules satellites des cellules ganglionnaires ou amphicytes Elles constituent une assise continue autour du péricaryon de ces cellules (voir ganglion cérébro-spinal). Elles jouent un rôle métabolique et de barrière. B. Les cellules satellites des axones ou cellules de Schwann Ces cellules forment la myéline du système nerveux périphérique et constituent aussi la gaine de Schwann. 61 C. les cellules satellites des terminaisons nerveuses ou cellules de la téloglie (plaque motrice, récepteurs sensoriels) II La névroglie centrale Elle dérive du tube neural, deux catégories A. La névroglie épithéliale Deux variétés 1. La névroglie épendymaire Elle tapisse les cavités épendymaires : l'intérieur des ventricules cérébraux et le canal central de la moelle épinière ou canal de l’épendyme. Elle est faite d’un épithélium unistratifié composé de cellules cylindro-cubiques, de 15 à 20µ de hauteur, les épendymocytes, qui ont les caractéristiques suivantes : - cils vibratiles au pôle apical (plus nombreux chez l’enfant) - pôle basal allongé et filiforme, en contact direct avec les éléments nerveux, sans interposition de membrane basale 62  - appareil de Golgi de petit volume, de nombreuses mitochondries, RER et ribosomes libres peu abondants - beaucoup de glycogène Les épendymocytes contrôleraient le passage de substances passant du LCR (liquide céphalo-rachidien) vers le tissu nerveux. 2. Les plexus choroïdes Formations qui se trouvent dans certains endroits des ventricules cérébraux. Elles sont constituées d’un épithélium épendymaire particulier, séparé par une membrane basale du tissu conjonctif de la leptoméninge (pie-mère et arachnoïde), ce tissu conjonctif étant riche en vaisseaux. B. La névroglie interstitielle Elle comprend : Les astrocytes ou macrogliocytes et les oligodendrocytes qui appartiennent à la macroglie. Et les microgliocytes qui appartiennent à la microglie. 1. Les astrocytes On distingue deux sortes : - Astrocyte protoplasmique : dans la substance grise. Cellule de 8 à 10µ de diamètre, de contour étoilé et pourvu de nombreux prolongements courts et très ramifiés. L’un de ces prolongements relativement plus épais, se trouve au contact d’un capillaire sanguin, par une extrémité élargie, 63 le pied vasculaire. Plusieurs pieds vasculaires forment une gaine autour d’un capillaire en l’isolant complètement. Au niveau des points de contact entre les pieds vasculaires, on note la présence de jonctions serrées. - Astrocyte fibreux : dans la substance blanche. Cellule un peu plus petite que la précédente, avec un corps étoilé un peu allongé, pourvu de prolongements plus fins, plus larges, moins ramifiés et ayant tendance à s’orienter parallèlement aux fibres nerveuses. Ces cellules possèdent également un pied vasculaire. c. Rôle des astrocytes * Barrière hématoencéphalique - Rappel des rapports entre le sang et les épithéliums Les épithéliums sont séparés du tissu conjonctif par une lame basale ; au sein du tissu conjonctif les capillaires sont eux-mêmes entourés par leur lame basale ; d’autre part, les cellules endothéliales des capillaires peuvent être soit de type continu, soit de type fenêtré ; elles sont maintenues jointives par de simples jonctions diffuses. - Au niveau du système nerveux central Le capillaire sanguin est constitué d’un endothélium fin de type continu doublé d’une lame basale de 30 à 50 nm d’épaisseur, autour de laquelle il y a les pieds vasculaires des astrocytes attachés entre eux par des jonctions serrées. Ces mêmes jonctions se trouvent entre les cellules endothéliales. Les vésicules de pinocytose sont pratiquement absentes dans les cellules endothéliales. On peut noter la présence de péricytes inclus dans la lame basale (cellules périvasculaires appartenant à la catégorie des monocytes ?) La barrière hématoencéphalique empêche le passage de macromolécules et restreint le passage de nombreuses petites molécules. 2. Les oligodendrocytes Ils représentent 75% des cellules gliales. Ils existent dans la substance grise et surtout dans la substance blanche. Ce sont des cellules plus petites que les astrocytes (6 à 8µ de diamètre) et dont le corps cellulaire est globuleux voire 64 cuboïde. Leur noyau est dense et leurs prolongements sont plus fins et moins nombreux. Au ME, les organites sont bien développés ; il y a beaucoup de glycogène et l’on note la présence de microtubules. Les oligodendrocytes joueraient un rôle métabolique et ont comme principale fonction la myélogénèse de la substance blanche. 3. La microglie et les microgliocytes La microglie (les microgliocytes ou cellules de Hortega) est une population de cellules gliales, des macrophages que l'on retrouve dans le système nerveux central et qui en forme la principale défense immunitaire active grâce à ses capacités phagocytaires. Ces microgliocytes sont plus nombreux dans la substance grise que dans la substance blanche et représentent 10% de la population totale (y compris les neurones). Les corps cellulaires, de 5 à 6µ, possèdent de très nombreux prolongements ramifiés. Ce sont des cellules mobiles. 65  LES FIBRES NERVEUSES La fibre nerveuse est constituée par un prolongement de la cellule nerveuse qui correspond le plus souvent à l’axone, mais peut être une dendrite (dans le cas de la cellule pseudounipolaire en T). Ce prolongement peut être nu ou bien entouré d’une ou de deux gaines de myéline et de Schwann. On distingue plusieurs variétés de fibres, suivant la présence ou l’absence des gaines. Gaine de myéline Gaine de Schwann SG 0 0 SB + 0 Fibres de la vie de relations: sensibilité consciente et motricitévolontaire + + SNP Fibres des voies végétatives: Sensibilité inconsciente et motricité Involontaire 0 + I. Fibre nerveuse myélinisée avec gaine de Schwann La myéline est une formation qui entoure les axones de grand diamètre des systèmes nerveux central et périphérique. De nature protéo-lipidique, elle permet le transport rapide du potentiel d’action le long de la fibre nerveuse. 66  De composition biochimique différente, les deux sortes de myéline sont formées par deux types cellulaires différents. Les oligodendrocytes forment la myéline centrale et les cellules de Schwann la myéline périphérique. Pour bien comprendre la structure de la myéline, il est indispensable d’envisager son mode de formation, c’est-à-dire la myélinisation. A. Myélinisation périphérique Les premiers stades de la myélinisation peuvent être suivis par vidéo- microscopie sur des cultures de crêtes neurales. A ce stade embryonnaire, on distingue deux variétés de cellules, les neuroblastes qui vont se différencier en neurones, et les lemnoblastes qui sont à l’origine des cellules de Schwann. Ainsi on peut distinguer 4 stades 1° une série de lemnoblastes viennent se ranger le long de l’axone en croissance pour se différencier ensuite en cellules de Schwann. 2° chaque lemnoblaste s’étale à la surface de l’axone. 3° les lemnoblastes s’enroulent chacun autour de l’axone et forment ainsi la gaine de Schwann. 4° entre l’axone et les cellules de Schwann apparaît une structure de plus en plus épaisse, c’est la myélinisation proprement dite. 67 B. Structure 1. M.O a. coupe transversale De section arrondie, les fibres nerveuses ont des diamètres variant de 1 à 20µ selon les cas. A la périphérie, il y a la gaine de Schwann. Il s’agit d’une couche cytoplasmique très mince, mais qui s’élargit dans la région où se trouve le noyau. L’axone ou cylindraxe occupe l’axe de la fibre. Son diamètre représente environ la moitié de celui de la fibre. Tout ce qu’il y a entre la gaine de Schwann et le cylindraxe constitue la gaine de myéline. Du fait de la dissolution des lipides par les techniques histologiques standard, le contenu de la gaine de myéline se résume en la présence de filaments protéiques dispersés (filaments de neurokératine). Afin de conserver la gaine de myéline, on utilise une fixation osmique. b. coupe longitudinale En plus des éléments observés sur la coupe transversale, la coupe longitudinale montre que la gaine de myéline est interrompue de manière régulière par des nœuds de Ranvier. Ces derniers sont distants les uns des autres par des longueurs variables, de 25 à 1000µ, selon l’épaisseur de la gaine. Dans chaque segment internodal on peut observer un nombre variable d’interruptions secondaires, les incisures de Schmidt-Lanterman. Obliques par rapport à l’axe de la fibre, elles convergent vers le nœud de Ranvier le plus proche. Tout en surface, il y a la gaine de Schwann, qui semble ininterrompue au niveau des nœuds de Ranvier. Il faut cependant noter qu’il y a un seul noyau par segment internodal. 68 C. Rôles des différents éléments 1. L’axone - D’un côté, l’axone est parcouru par deux flux axoplasmiques antérogrades et un flux rétrograde, responsables du transport de vésicules du péricaryon vers l’extrémités de l’axone et inversement. - D’autre part, l’axolemme est le siège de la dépolarisation membranaire caractéristique de la propagation de l’influx nerveux. 2. La gaine de Schwann - Elle joue des rôles métabolique et protecteur. - Les cellules de Schwann sont responsables de la myélinisation ; elles interviennent aussi dans les phénomènes de régénération en cas de lésion nerveuse. 3. La gaine de myéline a. accélération de la conduction La myéline est un isolant électrique. Mais du fait de son interruption au niveau des nœuds de Ranvier, ces régions constituent des zones de faible résistance électrique. En effet, c’est au niveau de ces régions que se déclenche le potentiel d’action qui ensuite se propage au nœud suivant. Par conséquent la conduction se fait de façon saltatoire, et donc accélérée C’est au niveau des nœuds de Ranvier que sont concentrés la plupart des canaux N+ de l’axone 69 b. économie d’énergie Dans la mesure où la dépolarisation est restreinte aux nœuds de Ranvier, l’énergie métabolique est forcément moindre. c. économie d’espace La vitesse de propagation est proportionnelle au diamètre de la fibre myélinisée (100m/s pour une fibre de 20µ de diamètre) alors qu’elle est à la racine carrée pour une fibre non myélinisée II. La fibre nerveuse avec gaine de Schwann, sans gaine de myéline ou fibre de Remack A. Structure 1. En microscopie optique Généralement mince, moins de 2µ de diamètre. Sur une coupe transversale, il y a plusieurs axones enclavés à l’intérieur d’une cellule de Schwann. Il peut y avoir 10 à 12 axones par cellule. 2. En microscopie électronique Sur une coupe transversale : à la périphérie de la cellule de Schwann existe une lame basale. Les axones se trouvent dans des invaginations de la cellule de Schwann, cependant, ils restent en relation avec l’extérieur par une fente située au niveau du mésaxone. 70  B. Rôle L’absence de la gaine de myéline et des étranglements de Ranvier fait que les courants locaux sont continus et donc la dépolarisation est continue. D’autre part, l’absence de gaine de myéline fait que ces fibres sont mal isolées et donc l’influx diffuse facilement vers le milieu ambiant : l’information est par conséquent moins précise et diffuse dans tout le territoire. Ces fibres innervent les muscles lisses et intéressent la sensibilité inconsciente. III. Les fibres nerveuses myéliniques centrales A. Structure 1. En microscopie optique et en microscopie électronique Ces fibres se trouvent dans la substance blanche, la coloration blanche est due à la gaine de myéline. Les couches de myéline sont plus réduites que les couches de myéline périphériques. Par contre la longueur des segments interanulaires est supérieure à quelques nm et les incisures de Schmidt-Lanterman n’existent pas. Il n’y a pas de gaine de Schwann. Il n’y a pas d’expansions digitiformes permettant ainsi à l’axone d’avoir des contacts avec les astrocytes. Ces fibres sont en rapport étroit avec les oligodendrocytes. Chaque prolongement de l’oligodendrocyte se met en rapport avec une fibre myélinique, qu’il entoure. Un oligodendrocyte peut assurer la myélinisation de 7 à 70 segments selon l’espèce et selon la localisation. 2. Rôle - La conduction est de type saltatoire - Les oligodendrocytes ont comme rôle la formation de la gaine de myéline. (Les oligodendrocytes fibreux jouent un rôle de régulation ionique et de nutrition). 71  B. Structure moléculaire de la myéline Elle est différente dans le SNC et le SNP. La myéline centrale contient 70% de lipides et 30% de protéines (c’est généralement l’inverse pour les autres membranes) IV. Les fibres amyéliniques centrales Il s’agit d’un axone uniquement qui chemine entre les cellules de la névroglie. Ces fibres sont très courtes et peu isolées. Elles appartiennent à la substance grise. 72  LES SYNAPSES L’information est transmise d’une cellule nerveuse à une autre cellule en des points de contacts particuliers, les synapses. Certains neurones peuvent avoir 1000 à 10000 synapses et peuvent recevoir des informations de 1000 autres neurones (la cellule de Purkinje est associée à 100 000 neurones). Le nombre de synapses serait 1000 fois celui des neurones. Dans le SNC, les synapses sont situées dans la substance grise, la substance blanche en est totalement dépourvue. Dans le SNP, les synapses se trouvent dans les ganglions et dans les organes (récepteurs ou effecteurs). Il existe plusieurs variétés de synapses interneurales qui dépendent des parties neuronales en contact. Il y a aussi des synapses axosomatiques, axodendritiques, somato-somatiques, dendro-dendritiques et dendro-somatiques. Enfin une synapse est soit excitatrice soit inhibitrice. Si les synapses sont observables au microscope photonique, leur structure précise ne peut être révélée qu’en microscopie électronique. I. Ultrastructure des synapses En dépit de leur diversité, les synapses ont toutes des caractères communs, à savoir une région présynaptique, une fente synaptique, et une région post- synaptique. 73 A. Type de description : Synapse axo-somatique ou bouton du motoneurone 1. La région présynaptique Elle est représentée par le bouton terminal qui correspond à une dilatation des branches terminales de l’axone. Celui ci se place dans une dépression ou gouttière. Son cytosol contient des organites en petit nombre : mitochondries, citernes de REL, neurotubules, ainsi que des FA. Les éléments caractéristiques de la synapse sont les vésicules synaptiques, dont l’aspect varie principalement en fonction du médiateur chimique qu’elles contiennent. Ici, il s’agit de vésicules de 30 à 60 nm, à contenu clair ; elles renferment l’acétylcholine. Le nombre de vésicules diminue lors de la stimulation du neurone présynaptique, mais elles se reconstituent rapidement par un nouveau remplissage des vésicules. La membrane présynaptique a un aspect variable selon le type de synapse. Dans le cas présent, son feuillet interne est le siège d’expansions, les projections denses à base hexagonale. Les hexagones étant reliés par de fins filaments et limitant des espaces qui seraient les lieux de l’exocytose des vésicules synaptiques. C’est la grille présynaptique. 2. La fente synaptique C’est un espace situé entre la membrane présynaptique et la membrane post- synaptique ; il contiendrait un matériel dense semblable à la lame basale. 3. La région post-synaptique La membrane post-synaptique est souvent plus épaisse et plus dense que la membrane présynaptique. Elle comporte des récepteurs des neuromédiateurs libérés dans la fente synaptique. 74 Sous la membrane de nombreuses structures ont été décrites, des citernes, des filaments et des éléments denses. B. Variations structurales des synapses Si comme nous venons de le voir, des variations de structure touchent aussi bien les éléments pré et post-synaptiques ainsi que la fente synaptique, elles concernent aussi et surtout les vésicules synaptiques. Acétylcholine L. II. Les neurotransmetteurs A. Les neurotransmetteurs classiques 1. L’acétylcholine (Ach) Elle est synthétisée dans l’axoplasme et les terminaisons à partir de l’acétyl- CoA d’origine mitochondriale et de la choline d’origine exogène. La moitié de l’Ach est dans des vésicules synaptiques et la moitié dans le cytosol. 2. Les monoamines comprennent B. Les purines : ATP, adénosine C. Les acides aminés 1. Excitateurs 2. Inhibiteur 75 III. Fonctionnement de la synapse A. La synapse cholinergique Sous l’action de l’influx nerveux, il se fait une dépolarisation de la membrane de l’axone. Quand elle atteint la région présynaptique, elle provoque une pénétration de Ca++, ce qui entraînerait la fusion des vésicules synaptiques avec la membrane présynaptique et un déversement par exocytose de l’Ach dans la fente synaptique. Les molécules d’Ach vont se fixer sur des récepteurs constitués par des protéines intrinsèques de la membrane post-synaptique. La fixation de l’Ach sur le récepteur entraîne un changement de la conformation de ce dernier permettant une entrée de N+ d’abord et ensuite avec l’ouverture d’un canal, une sortie de K+ dans le cas d’une synapse excitatrice et une entrée de chlore ou une sortie de K+ dans le cas d’une synapse inhibitrice