Notes d'études - Histologie

**Module 1 -- Éléments de base** *[HISTOLOGIE]* La biopsie est une procédure chirurgicale durant laquelle un échantillon de tissu est prélevé de l'animal lorsqu'une **anomalie structurale (développement d'une masse) ou fonctionnelle (insuffisance rénale ou hépatique)** est observée. L'h...

**Module 1 -- Éléments de base** *[HISTOLOGIE]* La biopsie est une procédure chirurgicale durant laquelle un échantillon de tissu est prélevé de l'animal lorsqu'une **anomalie structurale (développement d'une masse) ou fonctionnelle (insuffisance rénale ou hépatique)** est observée. L'histologie étudie la **structure microscopique des tissus et des organes de l'animal en santé**, d'où son appellation à l'occasion d'anatomie microscopique. La structure et la fonction d'une cellule ou d'un tissu sont intimement reliées. La physiologie est la représentation fonctionnelle de la structure, et l'histologie/l'anatomie est la représentation structurelle de la fonction. *[LA CELLULE ET LES TISSUS DE BASE]* Les cellules présentes chez les animaux domestiques, les **[cellules eucaryotes], sont constituées d'un cytoplasme [comprenant un noyau] et [différents organites], et elles sont [délimitées par une membrane cytoplasmique].** Les **[cellules procaryotes]** (bactéries) ne contiennent **[pas de noyau]** et **[peu ou pas d'organites.]** **Toutes les cellules somatiques d'un animal possèdent le même génome** puisqu'elles dérivent toutes de la **même cellule de départ, le zygote**. Chaque type cellulaire n'exprime qu'une fraction particulière du génome = DIFFÉRENCIATION. [QUATRE TISSUS DE BASE] 1. **Tissu épithélial** 2. **Tissu de soutien** 3. **Tissu musculaire** 4. **Tissu nerveux** 1. **[Tissu épithélial]** - protection mécanique (épiderme de la peau) - absorption (épithélium intestinal) - sécrétion de diverses substances (glandes endocrines et exocrines) - 2. **[Tissu de soutien ]** - ancrage - milieu d'échanges de nutriments et de déchets métaboliques - protection et de défense contre des organismes étrangers - lieu de stockage d'énergie 3. **[Tissu musculaire]** 4. **[Tissu nerveux]** - Neurones, les cellules nerveuses qui gèrent l'information - Cellules gliales, les cellules qui supportent et protègent les neurones. *[DE LA CELLULE AU SYSTÈME]* Un **organe** est composé [d'au moins deux tissus de base], mais bien souvent des quatre tissus. Un **système** rassemble habituellement un groupe [d'organes liés anatomiquement et ayant des fonctions similaires]. Un système peut aussi correspondre à [un regroupement de cellules ayant une fonction commune] mais n'étant pas disposées en continuité physique (système immunitaire, système endocrinien). *[PRÉPARATION DE LAMES HISTOLOGIQUES]* Étapes : FIECMC - **F**ixation - **I**nclusion - **E**nrobage - **C**oupe - **M**ontage - **C**oloration 1. FIXATION Le [formaldéhyde] est l'agent habituellement utilisé. Il se lie aux protéines et inhibe leur activité enzymatique. Cela permet d'arrêter le métabolisme cellulaire et donc de prévenir la dégradation du tissu. 2. INCLUSION ET ENROBAGE Pour faciliter la coupe, le tissu doit enrobé d'un matériel de support rigide, soit la [paraffine]. Puisque la paraffine n'est pas soluble dans l'eau, il faut d'abord [déshydrater l'échantillon dans des bains d'éthanol, puis de xylène], avant d'être mis dans la paraffine. 3. COUPE, MONTAGE, COLORATION Les blocs de paraffine sont placés dans un microtome et des coupes de 3-9 μm d'épaisseur sont faites. Chaque coupe est placée sur une lame de verre enduite d'une substance adhésive, puis elle est [colorée] et recouverte d'une lamelle. **COLORATION:** Cette étape est nécessaire parce que les coupes sont transparentes et sans couleur, et les densités optiques des différentes composantes des tissus sont tellement similaires qu'il est impossible de les différencier en microscopie photonique. **[HÉMATOXYLINE ET ÉOSINE (HE)]** **HÉMATOXYLINE -- BLEU -- BASIQUE** (acidophile) == va colorer les composantes acides (noyau, ribosomes) **ÉOSINE -- ROSE -- ACIDE** (basophile) == va colorer les composantes basiques (cytoplasme, matrice extracellulaire) *[MICROSCOPIE]* 1. **[Microscopie optique]**: 1000x Éléments: source lumineuse, objectifs, plateau, condenseur, diaphragmes, oculaires Le pouvoir de **résolution** d'un système correspond à sa capacité à produire des images séparées de deux éléments situés très près l'un de l'autre. La résolution dépend du [système optique (les objectifs)] et de [la longueur d'onde de la source lumineuse. ] Microscopie électronique: utilise un faisceau d'électrons - microscopie électronique à transmission (MET) - microscopie électronique à balayage (MEB) 2. **[Microscopie électronique à transmission (MET) ]** - Agrandissement 100 000x - Produit une [image bidimensionnelle] - Les sous-régions blanches, grises et noires qui forment l'image correspondent respectivement à des portions du faisceau d'électrons qui ont traversé entièrement, partiellement ou aucunement l'échantillon. 3. ***[Microscopie électronique à balayage (MEB)]*** - Le faisceau d'électrons ne traverse pas l'échantillon mais il est plutôt balayé de manière séquentielle à sa [surface]. - Produit une [image tridimensionnelle] - Ne requiert pas de coupe à proprement parler (observation des surfaces uniquement). *[AUTRES TECHNIQUES]* - Immunohistochimie - Préparation de coupes congelées **[Immunohistochimie]** - Permet de **détecter la présence d'une protéine spécifique** à l'intérieur d'un tissu à l'aide d'un **anticorps dirigé spécifiquement contre la protéine d'intérêt** - Pour être visibles, les **anticorps** sont [conjugués à un colorant fluorescent], puis la coupe est étudiée à l'aide d'un microscope à fluorescence. Les anticorps peuvent aussi être [conjugués à une enzyme]. - **[Immunohistochimie directe]** : l'anticorps dirigé contre la protéine est marqué directement avec le conjugué fluorescent ou la peroxydase - [**Immunohistochimie indirecte** ]: un anticorps primaire généré contre la protéine d'intérêt est d'abord incubé avec la coupe, puis cette dernière est incubée avec un second anticorps produit chez une espèce différente contre les anticorps de l'espèce chez laquelle l'anticorps primaire a été généré. C'est ce second anticorps qui est marqué avec un conjugué fluorescent ou un enzyme - Avantages de l'immunohistochimie indirecte: 1) [l'utilisation d'un anticorps secondaire amplifie le signal obtenu; 2) la conjugaison d'un marqueur secondaire peut être utilisé dans plusieurs autres expériences immunohistochimiques. ] **[Coupes congelées et cryomicrotome]** Un morceau de tissu non-fixé est placé dans un milieu d'enrobage visqueux (OCT pour *optimal cutting temperature compound*) puis congelé rapidement en le plongeant par exemple dans l'azote liquide. Ce fait en moins de 10 minutes. Avantage: rapidité Désavantage: la qualité des images produites avec des coupes congelées est moindre que celle obtenue avec les tissus formolés/paraffinés **Module 2 -- La cellule : volet 1** Les maladies de **surcharge lysosomale** sont des maladies métaboliques héréditaires rares qui découlent d'un déficit de fonction des lysosomes (digestion des macromolécules de la cellule et du recyclage de leurs constituants.) Les lysosomes utilisent des [enzymes hydrolytiques]. Lorsque qu'une de ces enzymes est insuffisante ou absente, le recyclage diminue ou cesse. Il y alors accumulation ou stockage de macromolécules non-digérées à l'intérieur de la cellule. *[LA CELLULE ET SA MEMBRANE CYTOPLASMIQUE]* La cellule: deux principaux compartiments : [noyau et cytoplasme] (contient les organites baignant dans un fluide aqueux, le cytosol) **Organites membranaires :** - Réticulum endoplasmique rugueux (RER) - Réticulum endoplasmique lisse (REL) - Appareil de Golgi - Mitochondries - Lysosomes - Peroxysomes - Vésicules **Organites non-membranaires :** - Ribosomes - Cytosquelette - Centrioles - Protéasomes **[MEMBRANE CYTOPLASMIQUE]** **La membrane cytoplasmique** représente une **[barrière sélective]** entre l'intérieur de la cellule et son milieu environnant. Composée de : - **Phospholipides** (forment une bicouche de molécules dont les extrémités hydrophobes sont orientées vers l'intérieur de la membrane et les extrémités hydrophiles sont dirigées vers la surface membranaire) - **Cholestérol** (influence la fluidité membranaire) - **Protéines** ([protéines intrinsèques]: traversent partiellement ou entièrement la membrane, alors que les [protéines périphériques] ne la pénètrent aucunement mais y sont plutôt associées via des protéines intrinsèques) 1. d'[attacher] la membrane au cytosquelette et la relier à la matrice extracellulaire 2. d'assurer le [transport] de molécules ou d'ions à l'intérieur ou à l'extérieur de la cellule (via des transporteurs, canaux ou pompes) 3. agissent comme [récepteurs] à des signaux chimiques extracellulaires 4. elles possèdent des [activités enzymatiques] **GLYCOCALYX**: revêtement composé de [courtes chaines glucidiques] liées à des glycoprotéines et à des glycolipides membranaires Fonctions du glycocalyx: - reconnaissance - adhésion - protection - communication **[RIBOSOMES]** Les ribosomes dirigent la **synthèse protéique** ; ils assemblent les chaines polypeptidiques à partir d'acides aminés couplés à des ARN de transfert (ARNt), et ce, selon une séquence spécifique déterminée par l'ARN messager (ARNm). Contiennent deux sous-unités : - petite sous-unité (40S) constituée d'une molécule d'ARN ribosomal (ARNr) et d'une trentaine de protéines, - une sous-unité plus grande (60S) contenant trois molécules d'ARNr et une cinquantaine de protéines Les protéines ribosomales sont d'abord synthétisées dans le cytoplasme, puis elles sont transportées dans le noyau où elles se joignent aux molécules d'ARNr pour former les sous-unités ribosomales dans le nucléole. Les sous-unités retournent dans le cytoplasme où s'effectue l'assemblage final et où les ribosomes assument leur fonction. **[POLYRIBOSOMES ]**: ribosomes liés à un même ARNm lors de la synthèse protéique. Se retrouvent sous forme libre dans le cytoplasme et sous forme liée au RER. Les **polyribosomes libres** sont impliqués dans la [synthèse de protéines utiles à l'intérieur du cytosol ou du noyau], alors que les **polyribosomes du RER** [synthétisent des protéines membranaires], certaines [enzymes destinées aux lysosomes] et des [protéines ciblées pour l'exportation]. **[RÉTICULUM ENDOPLASMIQUE]** **Le réticulum endoplasmique** (RE) consiste en un vaste réseau membranaire de feuillets, saccules et tubules. Les espaces à l'intérieur du réseau sont appelées [citernes. ] - La membrane du RE est en [continuité physique avec la membrane externe de l'enveloppe nucléaire] - La présence ou l'absence de polyribosomes à la surface externe du RE permet d'identifier deux types de RE, le RE rugueux (RER) et le RE lisse (REL) - Le RER est particulièrement abondant dans les cellules activement engagées dans la synthèse protéique - Le REL est très développé dans les cellules produisant des lipides et des stéroïdes, ou liées à la détoxification. **RER** - Synthèse de [protéines membranaires] et de [protéines destinées à l'exportation]. Cette synthèse inclut certaines [modifications post-traductionnelles]. La synthèse protéique débute sur des polyribosomes libres dans le cytosol par la production du **peptide signal**. Ce peptide signal est reconnu de façon spécifique par une particule cytoplasmique (un complexe protéique \[*SRP*\]) qui lie le peptide signal. Le complexe polyribosomes/peptide signal/particule s'associe au RER de manière spécifique, ce qui entraine la libération de la particule cytoplasmique et la reprise de la synthèse protéique à l'intérieur du RER. Les protéines membranaires demeurent associées à la membrane du RER, alors que celles destinées à la sécrétion sont libérées dans la citerne du RER. Par la suite, la majorité des protéines nouvellement synthétisées convergent vers l'appareil de Golgi. **REL** Surface est lisse en raison de l'absence de polyribosomes, et qui est en continuité physique avec le RER Fonctions : - synthèse des lipides et des membranes (ovaires, testicules, surrénales) - inactivation de différentes toxines et médicaments (hépatocytes) - stockage et de la libération contrôlée du Ca2+ (important pour la signalisation cellulaire, mécanisme de contraction dans les muscles) La formation de **vésicules de transport** se fait à partir d'un bourgeonnement membranaire du REL ou du RER. **[APPAREIL DE GOLGI]** - Habituellement situé près du noyau et des centrioles, Il est constitué d'un **empilement de saccules aplatis** associés à des vésicules - Côté *cis* d'entrée (réception des vésicules de transport) - Côté *trans* de sortie (expédition des produits matures) - Région médiale (modification post-traductionnelles: glycosylation, phosphorylation , hydroxylation) Fonctions: - Responsable de l'e**mballage**, la **maturation** et le **tri** des [protéines produites par le RER]. Établit la destination des vésicules - Impliqué dans la synthèse de lipides, particulièrement les lipides membranaires - Présent dans des cellules fortement sécrétrices (plasmocytes, les ostéoblastes et les cellules épithéliales de l'épididyme) **Transport antérograde**: du RER vers le Golgi -- conduit à la formation de vésicules destinées à différents endroits dans la cellule; vésicules de sécrétion pour l'exocytose **Transport rétrograde**: du Golgi vers le RE **[LYSOSOMES ET ENDOSOMES]** Les lysosomes sont le « système digestif » et le « centre de recyclage » de la cellule. Contiennent un grand nombre d'enzymes hydrolytiques acides. Abondants dans les cellules impliquées dans la phagocytose, comme les macrophages et les neutrophiles. [Lysosomes primaires] : nouvellement synthétisés et encore inactifs [Lysosomes secondaires] : lysosomes ayant fusionnés avec d'autres vésicules et activement engagés dans la digestion La présence de différents transporteurs membranaires permet aux molécules issues du processus de digestion (acides aminés, acides nucléiques, glucides) de retourner dans le cytosol et d'être réutilisées. Livraison aux lysosomes pour la dégradation par voies intracellulaires : - Phagocytose - Endocytose - Auto-macrophagie 1. **PHAGOCYTOSE** Le matériel qui est ingéré se retrouve à l'intérieur d'un phagosome qui fusionne avec un lysosome 2. **ENDOCYTOSE** Le matériel ingéré se retrouve d'abord dans des endosomes précoces suite à un processus d'invagination membranaire, puis dans des endosomes tardifs avant de fusionner avec un lysosome 3. **MACRO-AUTOPHAGIE** - Une composante non- fonctionnelle ou en surplus de la cellule est entourée d'une enveloppe membranaire (dérivée du RE) pour devenir un autophagosome. Celui-ci fusionne ensuite avec un lysosome et se transforme en autolysosome. - Suite au processus de digestion, certains [éléments résiduels non-digérés] se condensent dans des vésicules nommées des **corps résiduels**. **[MITOCHONDRIES]** Les mitochondries sont les [centrales énergétiques] de la cellule qui génèrent et emmagasinent l'énergie sous la forme de [molécules d'ATP] Fonctions : - **Production d'ATP** - **Régulation de CA2+ intracellulaire** (rôle partagé avec RE) - **Stéroïdogenèse** - **Apoptose** - **Thermorégulation** (découplage mitochondrial : l'énergie libérée par les réactions d'oxydation de la chaine respiratoire n'est plus couplée à la synthèse d'ATP mais plutôt à la production de chaleur \-- adipocytes bruns) Contiennent une enveloppe membranaire double: une **membrane mitochondriale externe** et une **membrane mitochondriale interne** L'espace créé entre ces deux membranes se nomme l'**espace intermembranaire**, alors que l'espace intérieur de la membrane interne contient la **matrice mitochondriale**. Le nombre de mitochondries dans une cellule varie selon les besoins énergétiques (muscles, cellules épithéliales impliquées dans le transport actif). Les globules rouges en contiennent aucune. Créées à partir de la fission de mitochondries existantes. La matrice mitochondriale contient de l'ADN, de l'ARN et des ribosomes. La membrane mitochondriale externe est relativement perméable à cause de porines mitochondriales. La membrane interne est hautement imperméable, un atout important à l'établissement des gradients électrochimiques Fonctions de la [membrane mitochondriale interne] : 1. **Réactions d'oxydation de la chaine respiratoire** 2. **Synthèse de l'ATP** 3. **Transport de métabolites** La cellule produit de l'ATP via diverses voies métaboliques, incluant la [glycolyse anaérobique, le cycle de Krebs, l'oxydation des acides gras et la phosphorylation oxydative.] **[PEROXYSOMES]** Capacité à produire du peroxyde d'hydrogène. Se retrouvent dans les cellules rénales et hépatiques pour la **détoxification**. Contiennent plusieurs enzymes, dont des **oxydases** et la **catalase**. La **catalase**, une enzyme prédominante dans les peroxysomes, est responsable de la dégradation du H~2~O~2~ et contrôle ainsi sa concentration afin de protéger la cellule. Formés selon deux voies : 1. [fission binaire]: un peroxysome préexistant se divise en deux peroxysomes 2. [génération *de novo*]: a formation de peroxysomes résulte du bourgeonnement et de la fusion de vésicules pré-peroxysomales issues du RE Permettent la dégradation de protéines anormales ou de protéines normales qui ne sont plus nécessaires Les protéasomes ne sont pas des organites délimités par une membrane, ils correspondent plutôt à un groupe d'enzymes (i.e. protéases) La protéolyse effectuée par les protéasomes est un processus hautement régulé et il s'effectue en deux étapes 1. **la polyubiquitination : les protéines ciblées pour la dégradation doivent d'abord être marquées par la fixation d'une petite protéine, appelée ubiquitine.** 2. **dégradation par le complexe 26S:** les protéines polyubiquitinées sont captées puis hydrolysées par les différentes protéases **Module 3 -- La cellule : volet 2** Le tératome ovarien est un néoplasme bénin des cellules germinales ovariennes. Il survient plus fréquemment chez des chiennes âgées de moins de 6 ans. Multiples tissus qui ne sont pas normalement présents dans l'ovaire apparaissent, car l'ovocyte est une cellule totipotente. Le développement tumoral résulte de la perte de contrôle des mécanismes régulant la prolifération cellulaire et du très vaste potentiel de différenciation de l'ovocyte. **[CYTOSQUELETTE]** 1. Microfilaments (actine) 2. Filaments intermédiaires 3. Microtubules (tubuline) **MICROFILAMENTS** **L'actine** est présente sous la forme de deux filaments (**actine F**) entrelacés pour former une hélice à double brin et assemblés par l'ajout consécutif de molécules d'actine globulaire (**actine G**) Les microfilaments sont **polaires**, ayant une extrémité « + » où la polymérisation survient de façon préférentielle, et une extrémité « - **»** où s'effectue le désassemblage Les microfilaments sont présents dans toutes les cellules, bien que leur concentra- tion varie d'un type cellulaire à l'autre. Localisés dans une région nommée cortex cellulaire Participent au : - **Support** physique - **Contraction** cellulaire - **Transport** de vésicules et d'organites - **Endocytose** - **Phagocytose** - **Anneau contractile** lors de la cytocinèse durant la mitose - **Adhérence** intercellulaire et à la matrice extracellulaire **FILAMENTS INTERMÉDIAIRES** Ils sont **non- polaires**, i.e. qu'il n'y a pas de différence entre les deux extrémités du filament. Ils ne sont pas soumis aux cycles de polymérisation/dépolymérisation observés chez les microfilaments et les microtubules **Ils sont très hétérogènes et très stables** (forte résistance). Fonctions: - définir la **structure/morphologie de base** - **stabilité physique** - participation dans la **formation de desmosomes** (jonctions intercellulaires) et d'**hémidesmosomes** (jonctions cellule-matrice extracellulaire) \-\-- joue un rôle clé dans l'adhérence et la résistance observée au sein des épithéliums Cytokératine -- cellules épithéliales Desmine -- cellules musculaires Neurofilament -- neurones Lamines -- noyau Vimentine -- fibroblastes **[MICROTUBULES]** Les plus gros filaments du cytosquelette; sont composés de **tubuline α** et de **tubuline β** qui se polymérisent de façon linéaire pour former d'abord un protofilament, puis 13 protofilaments s'alignent les uns. Les microtubules sont les structures les plus **dynamiques** du cytosquelette, étant constamment en état de polymérisation/dépolyméri- sation. Il s'agit de structures **polaires**, avec une extrémité « + » dirigée vers la périphérie de la cellule et où s'effectue la polymérisation (dépendante du GTP), et une extrémité\ « - » orientée vers le centre de la cellule et où s'effectue le désassemblage. Leur développement s'effectue dans la cellule à partir de **centres d'organisation des microtubules** (MTOC pour *microtubule organizing centers*), et le principal centre est situé dans le **centrosome.** Les microtubules sont également impliqués dans la structure des centrioles et dans celle de l'axonème, la partie axiale des cils et des flagelles Fonctions: - Réseau complexe pour le **transport intracellulaire** Ce transport se fait à l'aide de protéines motrices 1. les **[kinésines]**, responsables du transport d'éléments du MTOC vers la périphérie (aussi nommé transport antérograde) 2. les **[dynéines]**, responsables du transport en sens inverse, i.e. de la périphérie vers le MTOC (transport rétrograde) Les microtubules sont impliqués dans le transport des chromosomes le long du fuseau mitotique lors de la division cellulaire **[CENTROSOME ET CENTRIOLES]** Le **centrosome** est le **[principal MTOC]** de la cellule; sert à la synthèse de la majorité des microtubules cytoplasmiques. Le centrosome est généralement situé **près du noyau**, avec souvent des liens d'attache avec l'enveloppe nucléaire, et il interagit avec l'**appareil de Golgi** à proximité afin de diriger les vésicules produites vers différentes destinations dans la cellule Le centrosome est constitué d'une paire de centrioles et entourées d'une matrice péricentriolaire**.** Les centrosomes se dupliquent avant la [mitose, migrent à chaque pôle de la cellule] et organisent la mise en place du **[fuseau mitotique].** Ils contribuent également à la formation des **corps basaux**, [des MTOCs satellitaires localisés à la base des cils et des flagelles] qui servent de qui sert de point de nucléation pour la croissance des microtubules de l\'axonème. [ ] [CENTRIOLES] [Deux centrioles] présents dans chaque centrosome. Les centrioles sont essentiels à la formation des MTOC ; sans centrioles la polymérisation des microtubules est sévèrement compromise. **[INCLUSIONS ET STOCKAGE]** Les inclusions représentent l'accumulation dans le cytoplasme, et parfois dans le noyau, de diverses substances. Deux types : - **Inclusions nutritives** - **Inclusions issues du métabolisme et pigmentaires** 1. [INCLUSION NUTRITIVES] - Forment des vacuoles contenant des lipides ou du glycogène qui servent de source d'énergie. (Adipocytes : principal lieu de stockage) - Le foie et les muscles contiennent des inclusions de glycogène (une forme polymérisée du glucose) 2. [INCLUSIONS ISSUES DU MÉTABOLISME OU PIGMENTAIRES] - Inclusions de **lipofuscine** et d'**hémosidérine** - La lipofuscine est un pigment brun/orange dérivé de l'oxydation et la dégradation d'organites. Elles sont présentes dans les **cellules vieillissantes** et représentent les **résidus non-digestibles de l'activité lysosomale.** - **L'hémosidérine e**st un pigment insoluble de couleur brune contenant du fer. Il correspond aux résidus indigestes de la **dégradation des érythrocytes** (hémoglobine). Se retrouve particulièrement dans les cellules impliquées dans la phagocytose des globules rouges (macrophages dans le foie et la rate). - **[Inclusions d'origine pigmentaire ]**: la **mélanine** est un pigment de couleur brun/noir produit par les mélanocytes de la peau et certaines cellules spécialisées de l'œil et du cerveau. **[NOYAU]** Le noyau est le centre de contrôle de la cellule; renferme le [génome]. Certaines variations de forme : noyau lobé (neutrophiles); cellules binucléées (hépatocytes) ou multinucléées (fibres musculaires squelettiques) Le ratio euchromatine/hétérochromatine est généralement un bon indicateur de l'activité de transcription de la cellule ; une cellule ayant plus d'euchromatine (noyau plus pâle) est plus active, alors qu'une cellule ayant plus d'hétérochromatine (noyau plus foncé) est moins active. **[ENVELOPPE ET PORE NUCLÉAIRE]** **L'enveloppe nucléaire** est visible en interphase (lors que la cellule n'est pas en train de se diviser). Elle est composée d'une double membrane: la [membrane externe] et la [membrane interne], ainsi que d'un [espace périnucléaire]. La membrane externe est en continuité physique avec la membrane du RER à certains endroits. La membrane interne comporte des protéines intrinsèques qui permettent l'attachement de la **lamina nucléaire**, une sorte de treillis constitué de filaments intermédiaires spécifiques (les lamines) qui maintient la forme du noyau. Les pores nucléaires assurent le transport bidirectionnel. **[CHROMATINE ET NUCLÉOLE]** L'ADN est associé à des protéines, les **histones**, et est enroulé sur lui-même, formant ainsi la **chromatine.** **Deux principaux types de chromatine :** 1. **EUCHROMATINE** - moins compacte, plus activement transcrite en ARN 2. **HÉTÉROCHROMATINE** - plus dense, relativement inactive du point de vue de la transcription Une cellule ayant plus d'euchromatine (noyau plus pâle) est plus active, alors qu'une cellule ayant plus d'hétérochromatine (noyau plus foncé) est moins active. Chez les femelles, un des deux chromosome X est toujours inactivé et apparaît comme région d'hétérochromatine située à la face interne de l'enveloppe nucléaire (corps de Barr). L'enroulement du double brin d'ADN (150 paires de base \[pb\]) autour des histones forme des **nucléosomes.** Le niveau de compaction ultime de la chromatine entraine la formation des **chromosomes**, une forme efficace pour distribuer le matériel génétique aux cellules filles. [NUCLÉOLE] Le nucléole est le site de la synthèse des ARN ribosomaux (ARNr) dans le noyau, et de leur assemblage avec des protéines ribosomales en petites (40*S*) et grandes sous-unités ribosomales (60*S*). Visible dans les noyaux de cellules actives (synthèse protéique). **[CELLULES SOUCHES]** **[Il existe différents types de populations cellulaires :]** 1. populations statiques - Cellules qui ne se divisent plus - Neurones et cellules musculaires cardiaques 2. populations stables qui ne prolifèrent pas normalement - le foie suite à une lésion 3. Populations en renouvellement - épiderme, épithélium intestinal Les cellules souches permettent le renouvellement de cellules différenciées. Elles ont la capacité de : 1. **proliférer** 2. **s'auto-renouveler** 3. **se différencier** **Mais elles ne possèdent pas toutes le même potentiel de différenciation.** - **Totipotentes:** ovocytes -- donnent tous les tissus - **Pluripotentes :** produisent tous les types de cellules sauf les tissus extra-embryonnaires - **Multipotentes:** cellules souches hématopoïétiques -- produisent plusieurs types de cellules à l'intérieur d'une même lignée - **Unipotentes:** épiderme -- donnent un seul type cellulaire **[CYCLE CELLULAIRE ET MITOSE]** **Cycle cellulaire:** l'intervalle entre deux divisions mitotiques successives produisant deux cellules filles **Deux périodes principales :** 1. **INTERPHASE** - G1 - S - G2 2. **MITOSE (phase M)** [INTERPHASE] G1: La **phase G1** est généralement la plus longue du cycle et elle permet à la cellule de se développer (synthèse d'ARN et de protéines) S: la **phase S** durant laquelle l'ADN se réplique, les histones sont synthétisées et la duplication des centrioles débute G2: la **phase G2**, plus courte, permet d'accumuler les molécules et les éléments nécessaires à la mitose. La progression à travers le cycle cellulaire est un processus hautement régulé par l'expression et l'activation des diverses protéines (**cyclines** et **kinases** spécifiques) à plusieurs moments précis du cycle (points de contrôle). Dans la plupart des tissus d'un animal adulte, la majorité des cellules différenciées ne prolifèrent pas, elles ne sont donc pas engagées dans le cycle cellulaire et sont dites en **G0.** [MITOSE (PPMAT)] La mitose, ou la phase M du cycle, correspond au processus de division qui produit deux cellules filles identiques à la cellule mère. Elle comprend à la fois la **caryocinèse**, la division du noyau, et la **cytocinèse**, la division du cytoplasme. - Prophase - Prométaphase - Métaphase - Anaphase - Télophase 1. **PROPHASE** - La chromatine dupliquée durant la phase S du cycle se condense et devient visible pour la première fois sous la forme de chromosomes. - [Chaque MTOC migre vers des pôles opposés] de la cellule et un fuseau de microtubules s'organise. 2. **PROMÉTAPHASE** - [L'enveloppe nucléaire disparaît ] - Les chromosomes se déplacent vers le centre du fuseau. 3. **MÉTAPHASE** - [Alignement des chromosomes] au sein de la plaque équatoriale 4. **ANAPHASE** - [Séparation initiale des chromatides sœur ] 5. **TÉLOPHASE** - [Chaque groupe de chromosomes a rejoint son pôle] à l'extrémité du fuseau, complétant ainsi la division du matériel génétique (caryocinèse) - Apparition d'un **[sillon de clivage]** qui ceinture la membrane cytoplasmique annonce le début de la [cytocinèse]. Ce sillon résulte d'un anneau contractile issu d'un fin faisceau de microfilaments (actine). **[APOPTOSE ET NÉCROSE]** Il faut un équilibre entre le taux de prolifération cellulaire et de mort cellulaire. Deux principaux mécanismes de mort cellulaire : 1. Nécrose 2. Apoptose [NÉCROSE] - Processus [pathologique] (agresseurs physiques ou chimiques) - Membrane cellulaire endommagée - [Réaction inflammatoire] [APOPTOSE] - Mort cellulaire [physiologique] - Survient à différents moments de l'embryogénèse - La cellule ne relâche pas son contenu dans le milieu extracellulaire et n'induit [aucune réaction inflammatoire]. - Fragmentation de l'ADN, contraction du volume cellulaire, bourgeonnement membranaire et formation de [corps apoptotiques] qui sont captés par les cellules environnantes **Module 4 -- Épithélium et glande** pemphigus foliacé maladie dermatologique auto-immune le système immunitaire produit soudainement des anticorps contre une composante intrinsèque de l'animal une atteinte contre les structures d'adhésion normalement présentes entre les cellules. ÉPITHÉLIUM Le **tissu épithélial** est l'un des quatre tissus de base de l'organisme. Il en existe **deux grands types:** [épithéliums de surface et épithéliums glandulaires] Les cellules épithéliales synthétisent un type particulier de filaments intermédiaires, la **cytokératine**, Les cellules des épithéliums démontrent une **polarité** ; elles possèdent un **domaine ou côté apical** (ou libre) à la surface, des **domaines latéraux** en contacts intimes (jonctions) avec les cellules adjacentes et un **domaine basal** reposant sur la membrane base et liant la matrice extracellulaire. 1. **épithéliums de surface** recouvrent les surfaces externes de l'animal et des organes, et qui tapissent l'intérieur de diverses cavités (thoracique, abdominale, pelvienne) et structures tubulaires (tube digestif, voies respiratoires Les épithéliums de surface forment des **[feuillets cohésifs de cellules]** qui sont liées intimement entre elles et à la matrice extra- cellulaire sous-jacentes via différents types de jonctions cellulaires Ce type d'épithélium **repose sur une [membrane basale]** et il est **[avasculaire.]** 2. **épithéliums glandulaires** contribuent à la formation des glandes exocrines et endocrines [FONCTIONS DU TISSU ÉPITHÉLIAL:] - **Protection** - **Absorption et sécrétion** - **Lubrification** - **Détection de signaux sensoriels** - **Surface de diffusion et de transport transcellulaire** - **Formation de glandes** **[CLASSIFICATION]** Deux facteurs principaux sont utilisés pour classifier les épithéliums : - le **nombre de couches cellulaires** entre la membrane basale et la surface (épithélium simple ou stratifié) - la **forme des cellules à la surface** (épithélium pavimenteux, cubique ou cylindrique) Un troisième facteur se rapportant à une particularité parfois présente au domaine apical permet de qualifier l'épithélium de **cilié ou de kératinisé**. Il existe également deux catégories particulières d'épithélium: - **l'épithélium pseudostratifié** - **l'urothélium** [Les différents types d'épithélium:] - **[Épithélium simple pavimenteux ]** - relativement inactives, contenant peu de cytoplasme et d'organites mais un - grand ratio surface/volume - présent dans les poumons (l'épithélium alvéolaire), les reins (couche épithéliale pariétale de la capsule de Bowman), les vaisseaux sanguins et lymphatiques (l'endothélium) - **[Épithélium simple cuboïde et cylindrique ]** - **l'épithélium simple cubique** est observé dans les [canaux de diverses glandes] et dans plusieurs tubules rénaux; **l'épithélium simple cylindrique** est [présent dans l'intestin (rôle d'absorption) et l'utérus] - **[Épithélium pseudostratifié cylindrique ]** - semble posséder plusieurs couches de cellules mais en réalité [toutes les cellules sont en contact avec la lame basale]; leurs noyaux sont localisés à différentes hauteurs - **[Épithélium stratifié pavimenteux, cuboïde et cylindrique ]** - l'épithélium stratifié pavimenteux peut être **kératinisé** (confère résistance et imperméabilité ; peau) **ou non** (gueule, oropharynx, œsophage, vagin), ce qui dépend de la présence/absence à la surface de couches de cellules mortes dont le noyau et le cytoplasme sont remplacés par de la kératine - les **épithéliums stratifiés cuboïde et cylindrique** ont une [distribution plus limitée] dans l'organisme. - le cuboïde est observé dans les canaux des glandes sudoripares et autres glandes exocrines, alors que le cylindrique est présent, entre autres, dans la conjonctive de l'œil - **[Urothélium (épithélium de transition) ]** - retrouvé seulement dans le tractus urinaire 1. **MICROVILLOSITÉS** - prolongements cytoplas- miques en forme de doigts - [permettent d'augmenter grandement la **surface d'absorption** ] - particulièrement denses au sein des tubules rénaux proximaux et du petit intestin où elles forment la **bordure en brosse** ou le **plateau strié** - Les microvillosités sont formées de faisceaux de **filaments d'actine** - Les filaments d'actine sont ancrés à la base au **plateau terminal** 2. **STÉRÉOCILS** - Les stéréocils sont de longues microvillosités - Formés de **filaments d'actine** dont la base est liée au plateau terminal - ils sont **non-motiles** - Une distribution très limitée. On les retrouve dans **l'épithélium de l'épididyme** où ils augmentent la surface d'absorption 3. **CILS** - **Deux principaux types:** [cils vibratiles] et [cils primaires] - Les **cils vibratiles** sont **[mobiles]**, nombreux (200-300 cils/cellule) et présents dans les voies respiratoires supérieures (trachée et bronches) et l'oviducte; permettent le mouvement d'éléments - Composés d'un arrangement constant de microtubules nommé **[axonème]** - Chaque axonène est composé d'un nombre constant de **microtubules** disposés dans l'axe longitudinal du cil selon l'arrangement 9 + 2, i.e. 9 dou- blets de microtubules disposés à la périphérie et 2 microtubules isolés en position centrale. - L'arrangement 9 + 2 est présent sur presque toute la longueur du cil, sauf à sa base où il s'attache au **corps basal**. À cet endroit, il possède un arrangement de 9 + 0 (9 triplets de microtubules en périphérie et aucun microtubule au centre), une morphologie partagée avec les centrosomes - Les **corps basaux**, un [type de MTOC], dirigent la formation des cils, leur attachement à la cellule et leur oscillation synchrone. - la **dynéine**, fournit l'énergie pour faire plier les cils - les **[cils primaires]** (parfois nommés cils sensoriels) ne sont pas mobiles; pas de dynéine, expliquant ainsi l'absence de mouvement - Le **flagelle**, absent dans les cellules épithéliales, est présent uniquement dans les spermatozoïdes Trois grands types de jonctions : 1\) **JONCTIONS OCCLUSIVES :** former une barrière imperméable 2\) **JONCTIONS D'ANCRAGE:** une forte adhésion mécanique entre les cellules et à la matrice extracellulaire 3\) **JONCTIONS COMMUNICANTES:** permettent le passage d'ions et de petites molécules entre les cellules. Sur le [DOMAINE LATÉRAL], trois types de jonctions sont disposées selon une séquence particulière (de haut en bas) -- jonction occlusive, jonction adhérente, desmosome +-----------------------+-----------------------+-----------------------+ | **JONCTION** | **PROTÉINE** | **FONCTION** | +=======================+=======================+=======================+ | **JONCTION | Claudine | - assure le | | OCCLUSIVE** | | **maintien de la | | | | polarité** de la | | | | cellule en | | | | prévenant le | | | | mouvement de | | | | lipides et de | | | | protéines | | | | membranaires | | | | entre les | | | | domaines apical | | | | et latéral | | | | | | | | - sert de | | | | **barrière** | | | | contre la | | | | diffusion de | | | | molécules entre | | | | les cellules | +-----------------------+-----------------------+-----------------------+ | **JONCTION | Cadhérines | - permet non | | ADHÉRENTE** | | seulement de | | | Domaines | cimenter les | | | intracellulaires se | cellules entre | | | lient aux | elles mais | | | microfilaments | également de | | | d'**ACTINE** | relier leur | | | | cytosquelette, | | | | conférant ainsi | | | | une stabilité | | | | mécanique à | | | | l'épithélium | +-----------------------+-----------------------+-----------------------+ | **DESMOSOME** | Cadhérines | - forme des points | | | | précis d'ancrage | | | se lie aux filaments | entre les | | | intermédiaires | cellules | | | (**CYTOKÉRATINE**) du | | | | cytosquelette | | +-----------------------+-----------------------+-----------------------+ **JONCTIONS COMMUNICANTES** Les **jonctions communicantes** ne sont pas impliquées dans l'adhérence intercellulaire mais plutôt dans **l'échange d'ions et de molécules entre les cellules**. Elles sont présentes dans plusieurs types de tissu, incluant les épithéliums, les muscles cardiaques et lisses, et certains neurones. Les jonctions communicantes sont formées de protéines transmembranaires, les **connexines**. Elles sont sont disposées autour d'un canal ou pore central pour former des **connexons**. Une jonction communicante est établie lorsque les connexons de deux cellules adjacentes s'alignent et s'unissent, créant ainsi un canal. **DOMAINE BASAL** +-----------------------+-----------------------+-----------------------+ | **JONCTION** | **PROTÉINE** | **FONCTION** | +=======================+=======================+=======================+ | **HÉMIDESMOSOME** | Formé de protéines | - ancrage à la | | | membranaires de la | matrice | | | famille des | extracellulaire | | | **INTÉGRINES** | | | | | | | | lié à des filaments | | | | intermédiaires | | | | (**CYTOKÉRATINE**) du | | | | cytosquelette | | +-----------------------+-----------------------+-----------------------+ | **ADHÉRENCE FOCALE** | **INTÉGRINES** dont | - sert non | | | les domaines | seulement une | | | intracytoplasmiques | **fonction | | | sont liés aux | d'ancrage | | | filaments | mécanique** mais | | | d'**ACTINE** du | participe | | | cytosquelette | également à la | | | | **signalisation | | | | intracellulaire** | | | | conduisant par | | | | exemple à la | | | | migration | | | | cellulaire et | | | | l'expression | | | | génique | +-----------------------+-----------------------+-----------------------+ Une modification morphologique observée au domaine basal de certains épithéliums est la formation de **replis membranaires**. Le rôle de ces replis est d'augmenter considérablement la surface totale du domaine basal, procurant ainsi un avantage fonctionnel aux épithéliums impliqués dans le transport de fluides et d'ions (tubules rénaux, certains canaux de glandes salivaires). présence d'un grand nombre de mitochondries [FONCTIONS DE LA MEMBRANE BASALE]: - **Adhérence structurale** de l'épithélium à la matrice extracellulaire - **Compartimentation** entre épithélium et tissu de soutien - **Filtration** - **Rôle de charpente** - **Régulation/Signalisation** **[GLANDES -- FONCTION ET DÉVELOPPEMENT]** Deux grands types de glandes: les **glandes exocrines** et les **glandes endocrines** **Glandes endocrines:** - l**e produit est sécrété à la surface de l'épithélium duquel dérive la glande** - Exemples: les glandes salivaires, sudoripares et sébacées **Glandes encodrines:** - le produit est relâché d'abord dans le milieu interstitiel et ensuite dans la circulation sanguine - Exemples: les surrénales, la thyroïde Deux grands types de GLANDES EXOCRINES: 1. **Les glandes exocrines unicellulaires**: cellules sécrétrices individuelles dispersées parmi un épithélium de surface; cellules caliciformes 2. **Les glandes exocrines multicellulaires**: regroupement de cellules sécrétrices La différence entre les glandes exocrines et endocrines est que **les unités sécrétrices des glandes exocrines demeurent en continuité avec l'épithélium de surface via des [canaux]** qui permettent d'acheminer le produit de sécrétion, alors que **les unités sécrétrices des glandes endocrines** perdent leur lien avec l'épithélium de surface et, conséquemment, n'ont **[pas de canaux]** Nommer les glandes exocrines multicellulaires à partir de trois critères: 1\) la structure de la glande 2\) le type de sécrétion 3\) le mode de sécrétion **Structure de la glande** La composante « canal » (**simple ou composée**) et la composante « unités sécrétrices » (**tubuleuse, acineuse ou tubulo-acineuse**) SIMPLE: [canal unique sans embranchement] COMPOSÉE: le conduit canal reliant l'épithélium de surface aux unités sécrétrices forme [un canal avec des ramifications] Les [glandes simples tubuleuses] peuvent [être droites, contournées ou embranchées], et les [glandes simples acineuses] peuvent être [ramifiées ou non.] **Type de sécrétion** Trois types: - Muqueux - Séreux - Mixte - **Mérocrine**: mécanisme de sécrétion par exocytose, mécanisme le plus fréquemment observé - **Holocrine**: a cellule synthétise et accumule un produit de sécrétion jusqu'au moment où la cellule meurt et relâche son contenu. Le produit final de sécrétion est donc la cellule et son contenu (sébum par les glandes sébacées) - **Apocrine**: la relâche du produit sécrété utilise une partie du domaine apicale de la membrane cytoplasmique (sécrétion de lipides par les cellules de la glande mammaire) Les acini de plusieurs glandes exocrines multicellulaires et la partie initiale des canaux de sécrétion sont pourvus de **cellules myoépithéliales. leur contraction favorise l'expulsion des produits de sécrétion hors des acini et des canaux.**  **[GLANDE ENDOCRINE ]** **Pas de canaux de sécrétion**, les glandes endocrines relâchent leurs produits, des **hormones** (protéines, peptides, acides aminés modifiés, stéroïdes), directement dans le tissu de soutien environnant. De là, les hormones prennent la circulation sanguine (ou lymphatique) pour agir à distance sur des cellules cibles, i.e. des cellules possédant des récepteurs spécifiques à chacune de ces hormones. Organisées de deux façons: - **Cordons cellulaires** : forme la plus fréquente, les cellules sécrétrices se regroupent en cordons entourés de capillaires sanguins - **Follicules** : forme beaucoup moins fréquente, les cellules sécrétrices (cellules folliculaires) s'organisent à la périphérie d'une structure sphéroïde (follicules de la glande thyroïde) Le parenchyme de certaines glandes de l'organisme est mixte et possède à la fois des unités exocrines et endocrines. Le pancréas comprend des acini pancréatiques qui sécrètent des enzymes digestives dans la lumière intestinale (pancréas exocrine), et des îlots de Langerhans qui relâchent de l'insuline dans la circulation (pancréas endocrine).