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Histologie de Ross | (DME) ont t associ es des mutations dans les lamines ou les r cepteurs des lamines. La forme r cessive li e l'X de l'EDMD est caus e par des mutations de l' m rin, tandis que la forme autosomique dominante de l'EDMD est caus e par des mutations de la lamine A/C. En g n ral, la DMED se caract rise par une contracture pr coce des principaux tendons, une faiblesse musculaire progressive tr s lente, une atrophie musculaire des membres sup rieurs et inf rieurs et une cardiomyopathie (affaiblissement du muscle cardiaque). L'enveloppe nucl aire comporte un ensemble d'ouvertures appel es pores nucl aires. Sur de nombreux sites, les membranes appari es de l'enveloppe nucl aire sont ponctu es d' ouvertures de 70 80 nm travers l'enveloppe. Ces pores nucl aires sont form s partir de la fusion des membranes interne et externe de l'enveloppe nucl aire. Avec un MET ordinaire, une structure en forme de diaphragme semble traverser l'ouverture des pores (Fig. 3.7). Souvent, un petit corps dense est observ au centre de l'ouverture (Fig. 3.8). tant donn que l'on pense que de tels profils repr sentent soit des ribosomes, soit d'autres complexes prot iques (transporteurs) captur s lors de leur passage travers le pore au moment de la fixation, le terme plug/transporteur central est couramment utilis pour d crire cette caract ristique. Avec des techniques sp ciales, telles que la coloration n gative et la microscopie lectronique transmission haute tension, ou r cemment, FIGURE 3.6 Structure de la lame nucl aire. un. Ce sch ma montre la structure de la lame nucl aire adjacente la membrane nucl aire interne. La fen tre coup e dans la lame nucl aire montre l'ADN l'int rieur du noyau. Notez que l'enveloppe nucl aire est perc e par des complexes de pores nucl aires, qui permettent un transport bidirectionnel s lectif des mol cules entre le noyau et le cytoplasme. b. Micrographie lectronique d'une partie de la lame nucl aire d'un ovocyte de x nope. Il est form de filaments interm diaires (lamines) dispos s en un r seau carr . 43 000. (Adapt de Aebi U, Cohn J, Buhle L, Gerace L. La lame nucl aire est un maillage de filaments de type interm diaire. Nature, 1986 ; 323:560 564.) lamine nucl aire ADNAnucleus reticulum espace p rinucl aire complexe de pores nucl aires a bb cryotomographie lectronique le pore nucl aire pr sente des d tails structurels suppl mentaires (voir Fig. 3.8). Huit sous-unit s prot iques multidomaines dispos es dans un cadre central octogonal la p riph rie de chaque pore forment une structure cylindrique connue sous le nom de complexe de pores nucl aires (NPC). Le NPC, dont la masse totale est estim e 125 106 daltons, est compos d'environ 50 prot ines diff rentes du complexe des pores nucl aires, collectivement appel es nucl oporines (prot ines Nup). Ce cadre central est ins r entre l'anneau cytoplasmique et le cycle nucl aire (Fig. 3.9). partir de l'anneau cytoplasmique, huit brils prot iques courts font saillie dans le cytoplasme et pointent vers le centre de la structure. Le complexe de l'anneau nucl oplasmique ancre un panier nucl aire (ou une cage nucl aire qui ressemble un pi ge poissons) assembl partir de huit minces filaments de 50 nm de long reli s distalement par un anneau terminal r glable de 30 50 nm de diam tre (voir Fig. 3.9). Le cadre central en forme de cylindre entoure le pore central du NPC, qui agit comme un diaphragme bien ajust ou un canal porte. De plus, chaque NPC contient un ou plusieurs canaux remplis d'eau pour le transport de petites mol cules. Le NPC m die le transport nucl ocytoplasmique bidirectionnel. Diverses exp riences ont montr que la NPC r gule le passage des prot ines entre le noyau et le cytoplasme. L'importance de la NPC peut tre facilement appr ci e, car le noyau n'effectue pas la synth se des prot ines. Les prot ines ribosomales sont partiellement assembl es en sous-unit s ribosomales dans le nucl ole et sont transport es travers les pores nucl aires jusqu'au cytoplasme. l'inverse, les prot ines nucl aires, telles que les histones et les lamines, sont produites dans le cytoplasme et sont transport es travers les pores nucl aires jusqu'au noyau. Le transport travers le NPC d pend en grande partie de la taille des mol cules : les grosses mol cules (telles que les grandes prot ines et les complexes macromol culaires) d pendent de la pr sence d'une s quence de signal attach e appel e signal de localisation nucl aire (NLS) pour le passage travers les pores. Les prot ines NLS marqu es destin es au noyau se lient ensuite un r cepteur cytosolique soluble appel r cepteur d'importation nucl aire (importine) qui les dirige du cytoplasme vers un NPC appropri . FIGURE 3.7 Micrographie lectronique de l'enveloppe nucl aire. Notez les complexes de pores nucl aires visibles (fl ches) et les deux membranes qui constituent l'enveloppe nucl aire. la p riph rie de chaque pore, les membranes externe et interne de l |
Histologie de Ross | 'enveloppe nucl aire apparaissent continues. 30,000. Ils sont ensuite activement transport s travers le pore par un m canisme d pendant de l' nergie GTP. L'exportation de prot ines et d'ARN partir du noyau est similaire au m canisme d'importation dans le noyau. Les prot ines qui poss dent la s quence d'exportation nucl aire (NES) se lient dans le noyau l'exportine (une prot ine qui d place les mol cules du noyau vers le cytoplasme) et une mol cule GTP. Les complexes prot ine-exportine-GTP passent travers la NPC dans le cytoplasme o la GTP est hydrolys e et la prot ine NES est lib r e. Le NPC transporte les prot ines, toutes les formes d'ARN, ainsi que les sous-unit s ribosomiques dans leurs configurations enti rement repli es. Les ions et les mol cules hydrosolubles plus petites (moins de 9 daltons) peuvent traverser les canaux aqueux du NPC par simple diffusion. Ce processus n'est pas sp cifique et ne n cessite pas de prot ines de signal nucl aire. La taille effective du pore est d'environ 9 nm pour les substances qui traversent par diffusion plut t que la mesure de 70 80 nm de la limite des pores. Cependant, m me les prot ines nucl aires plus petites capables de diffusion sont transport es de mani re s lective, probablement parce que le taux est plus rapide que la simple diffusion. Au cours de la division cellulaire, l'enveloppe nucl aire est d sassembl e pour permettre la s paration des chromosomes et est ensuite r assembl e au fur et mesure que les cellules filles se forment. En fin de prophase de la division cellulaire, des enzymes (kinases) sont activ es qui provoquent la phosphorylation des lamines nucl aires et d'autres prot ines associ es aux lames de l'enveloppe nucl aire. Apr s phosphorylation, les prot ines deviennent solubles et l'enveloppe nucl aire se d sassemble. Le composant lipidique des membranes nucl aires se dissocie alors des prot ines et est retenu dans de petites v sicules cytoplasmiques. Les chromosomes r pliqu s se fixent ensuite aux microtubules du fuseau mitotique et subissent un mouvement actif. Le r assemblage de l'enveloppe nucl aire commence la fin de l'anaphase, lorsque les phosphatases sont activ es pour liminer les r sidus de phosphate des lamines nucl aires. Au cours de la t lophase, les lamines nucl aires commencent se repolym riser et former le mat riau de la lame nucl aire autour de chaque ensemble de chromosomes filles. Dans le m me temps, les v sicules contenant les composants lipidiques des membranes nucl aires et les composants prot iques de la membrane structurelle fusionnent, et une enveloppe se forme la surface de la lame nucl aire d j r assembl e. la fin de la t lophase, la formation d'une enveloppe nucl aire dans chaque cellule fille est termin e. Le nucl oplasme est le mat riau enferm dans l'enveloppe nucl aire, l'exclusion de la chromatine et du nucl ole. Bien que des inclusions cristallines, virales et autres soient parfois trouv es dans le nucl oplasme, jusqu' r cemment, les techniques morphologiques montraient qu'il tait amorphe. Il faut toutefois supposer que de nombreuses prot ines et autres m tabolites r sident dans le noyau ou le traversent en fonction de l'activit synth tique et m tabolique de la chromatine et du nucl ole. De nouvelles structures ont r cemment t identifi es dans le nucl oplasme, y compris des r seaux intranucl aires base de lamines, les filaments prot iques manant vers l'int rieur des complexes de pores nucl aires et la machinerie active de transcription et de traitement de l'ARN li e aux g nes elle-m me. Les cellules somatiques de l'organisme adulte peuvent tre class es en fonction de leur activit mitotique. Le niveau d'activit mitotique dans une cellule peut tre valu par le nombre de m taphases mitotiques visibles dans un seul champ microscopique de lumi re fort grossissement ou par des tudes autoradiographiques de l'incorporation de la thymidine triti e dans l'ADN nouvellement synth tis avant la mitose. l'aide de ces m thodes, les populations cellulaires peuvent tre class es comme statiques, stables ou en renouvellement. FIGURE 3.8 Cryotomographie lectronique du complexe de pores nucl aires. Ces rendus de surface de tomogrammes lectroniques obtenus partir des noyaux de Dictyostelium gel s-hydrat s montrent la structure d taill e du complexe de pores nucl aires (NPC). 320,000. un. La face cytoplasmique de la NPC montre huit fibrilles prot iques dispos es autour du canal central. Ils d passent des sous-unit s de l'anneau cytoplasmique et pointent vers le centre de la structure. Notez la pr sence du bouchon central ou du transporteur dans le pore central, qui repr sente soit des ribosomes, soit d'autres transporteurs de prot ines captur s lors de leur passage travers le NPC. b. La face nucl aire du NPC montre les sous-unit s de l'anneau nucl oplasmique reli es par des filaments nucl aires avec le panier indiqu en couleur brune. (Adapt de Beck M, Fster F, Ecke M, |
Histologie de Ross | Plitzko JM, Melchior F, Gerisch G, Baumeister W, Medalia, O. Structure et dynamique du complexe de pores nucl aires r v l es par cryotomographie lectronique. Science, 2004 ; 306:1387 1390.) FIGURE 3.9 Coupe sagittale du complexe de pores nucl aires. La vue tomographique cryo lectronique d'une coupe sagittale du complexe de pores nucl aires illustr e la figure 3.8 est compar e un dessin sch matique du complexe. Notez que la prise/transporteur central a t retir e du pore central. 320 000. Chaque pore contient huit sous-unit s prot iques dispos es dans un cadre central octogonal la p riph rie du pore. Ces sous-unit s forment un complexe de pores nucl aires qui est ins r entre deux cycles cytoplasmiques et nucl oplasmiques. Huit fibrilles prot iques courtes d passent des anneaux cytoplasmiques dans le cytoplasme. L'anneau nucl aire ancre un panier assembl partir de huit filaments minces assembl s distalement dans un anneau terminal dont le diam tre peut tre ajust pour r pondre aux exigences de transport des pores nucl aires. Le cadre central cylindrique entoure le pore central, qui agit comme un diaphragme bien ajust . (Adapt de Beck M, Frster F, Ecke M, Plitzko JM, Melchior F, Gerisch G, Baumeister W, Medalia, O. Structure et dynamique du complexe de pores nucl aires r v l es par la cryotomographie lectronique. Science, 2004 ; 306:1387 1390.) Les populations cellulaires statiques sont constitu es de cellules qui ne se divisent plus (cellules postmitotiques), telles que les cellules du syst me nerveux central et les cellules du muscle squelettique ou cardiaque. Dans certaines circonstances, certaines de ces cellules (c'est- -dire les myocytes cardiaques) peuvent entrer en division mitotique. Les populations cellulaires stables sont constitu es de cellules qui se divisent pisodiquement et lentement pour maintenir une structure normale des tissus ou des organes. Ces cellules peuvent tre stimul es par une blessure pour devenir plus actives mitotiquement. Les cellules p riost es et p richondriales, les cellules musculaires lisses, les cellules endoth liales des vaisseaux sanguins et les fibroblastes du tissu conjonctif peuvent tre inclus dans cette cat gorie. Les populations cellulaires qui se renouvellent peuvent se renouveler lentement ou rapidement, mais pr sentent une activit mitotique r guli re. La division de ces cellules aboutit g n ralement deux cellules filles qui se diff rencient la fois morphologiquement et fonctionnellement ou deux cellules qui restent des cellules souches. Les cellules filles peuvent se diviser une ou plusieurs fois avant d'atteindre leur tat mature. La cellule diff renci e peut finalement tre perdue du corps. Les populations qui se renouvellent lentement comprennent les cellules musculaires lisses de la plupart des organes creux, les fibroblastes de la paroi ut rine et les cellules pith liales du cristallin de l' il. Les populations qui se renouvellent lentement peuvent en fait augmenter lentement en taille au cours de la vie, tout comme les cellules musculaires lisses du tractus gastro-intestinal et les cellules pith liales du cristallin. Les populations qui se renouvellent rapidement comprennent les cellules sanguines, les cellules pith liales et les fibroblastes dermiques de la peau, ainsi que les cellules pith liales et les fibroblastes sous- pith liales de la muqueuse du tube digestif. Phases et points de contr le dans le cycle cellulaire Le cycle cellulaire repr sente une s quence d' v nements autor gul e qui contr le la croissance et la division cellulaires. Pour le renouvellement et l'augmentation des populations cellulaires, y compris les cellules embryonnaires et les cellules en culture tissulaire, l'objectif du cycle cellulaire est de produire deux cellules filles, chacune contenant des chromosomes identiques ceux de la cellule parentale. Le cycle cellulaire comprend deux phases principales : l'interphase, repr sentant la croissance continue de la cellule, et la phase M (mitose), caract ris e par la partition du g nome. Trois autres phases, la phase G1 (gap1), la phase S (synth se) et la phase G2 (gap2), subdivisent encore l'interphase (Fig. 3.10). Les populations de cellules humaines qui se renouvellent rapidement progressent dans le cycle cellulaire complet en 24 heures environ. Tout au long du cycle, plusieurs m canismes internes de contr le de la qualit ou points de contr le repr sent s par des voies biochimiques contr lent la transition entre les tapes du cycle cellulaire. Le cycle cellulaire s'arr te plusieurs points de contr le et ne peut se poursuivre que si certaines conditions sont remplies, par exemple si la cellule a atteint une certaine taille. Les points de contr le surveillent et modulent la progression des cellules tout au long du cycle cellulaire en r ponse des signaux intracellulaires ou environnementaux. La phase G1 est g n ralement la phase la plus longue et la plus variable du cycle cellulaire, et elle |
Histologie de Ross | commence la fin de la phase M. Au cours de la phase G1, la cellule rassemble les nutriments et synth tise l'ARN et les prot ines n cessaires la synth se de l'ADN et 912 h 7.510 h 3.54.5 h 1 h G1 GO GTD S G2 M G1 Point de contr le des dommages l'ADN G2 Point de contr le des dommages l'ADN S Point de contr le des dommages l'ADN Point de contr le de l'ADN non r pliqu Point de contr le de restriction du point de contr le FIGURE 3.10 Cycle cellulaire et points de contr le. Ce sch ma illustre le cycle cellulaire des cellules qui se divisent rapidement en relation avec la synth se de l'ADN. Apr s la mitose, la cellule est en interphase. G1 repr sente la p riode pendant laquelle une lacune se produit dans la synth se de l'ADN. S repr sente la p riode pendant laquelle la synth se de l'ADN a lieu. G2 repr sente une deuxi me lacune dans la synth se de l'ADN. GO repr sente le chemin d'une cellule qui a cess de se diviser ; Cependant, une telle cellule peut r int grer le cycle cellulaire apr s un stimulus appropri . La cellule r sidant dans GO peut subir une diff renciation terminale, GTD, et produire une population de cellules permanentes non divis es (par exemple, des cellules adipeuses matures). Le calendrier moyen de chaque phase du cycle cellulaire est indiqu sur le sch ma. Chaque phase contient plusieurs points de contr le qui garantissent que le syst me ne passe l' tape suivante que lorsque l' tape pr c dente est termin e et qu'aucun dommage l'ADN n'est d tect . r plication chromosomique. La progression de la cellule travers cette phase est surveill e par deux points de contr le : (1) le point de restriction, qui est sensible la taille de la cellule, l' tat des processus physiologiques de la cellule et ses interactions avec la matrice extracellulaire ; et (2) le point de contr le des dommages l'ADN G1, qui surveille l'int grit de l'ADN nouvellement r pliqu . Par exemple, si l'ADN pr sente des dommages irr parables, le point de contr le des dommages l'ADN G1 d tecte les niveaux lev s de prot ine p53 suppressive de tumeur et ne permet pas la cellule d'entrer dans la phase S. La cellule subira alors tr s probablement une mort cellulaire programm e (apoptose). Le point de restriction (ou point de non-retour ) est le point de contr le le plus important du cycle cellulaire. ce point de contr le, la cellule auto- value son propre potentiel de r plication avant de d cider soit d'entrer dans la phase S et le prochain cycle de division cellulaire, soit de se retirer et de quitter le cycle cellulaire. Une cellule qui quitte le cycle dans la phase G1 commence g n ralement la diff renciation terminale en entrant dans la phase GO ( O signifie ext rieur du cycle). Ainsi, la phase G1 peut ne durer que quelques heures (en moyenne 9 12 heures) dans une cellule qui se divise rapidement, ou elle peut durer toute une vie dans une cellule qui ne se divise pas. Ce point de contr le est m di par des interactions entre la prot ine de susceptibilit au r tinoblastome (pRb) et une famille de facteurs de transcription essentiels (E2F) avec des promoteurs cibles. Dans les cellules normales, une bonne interaction entre pRb et E2F d sactive de nombreux g nes et bloque la progression du cycle cellulaire. Dans la phase S, l'ADN est r pliqu . L'initiation de la synth se de l'ADN marque le d but de la phase S, qui dure environ 7,5 10 heures. L'ADN de la cellule est doubl pendant la phase S, et de nouvelles chromatides se forment qui deviendront videntes lors de la prophase ou de la m taphase de la division mitotique. La r plication chromosomique est initi e de nombreux sites diff rents appel s r plicons le long de l'ADN chromosomique. Chaque r plicon dispose d'un laps de temps sp cifiquement attribu pour la r plication pendant la phase S. La pr sence du point de contr le des dommages l'ADN S dans cette phase surveille la qualit de l'ADN r pliqu . Dans la phase G2, la cellule se pr pare la division cellulaire. Au cours de cette phase, la cellule examine son ADN r pliqu en pr paration de la division cellulaire. Il s'agit d'une p riode de croissance cellulaire et de r organisation des organites cytoplasmiques avant d'entrer dans le cycle mitotique. La phase G2 peut tre aussi courte que 1 heure dans les cellules division rapide ou d'une dur e presque ind finie dans certaines cellules polyplo des et dans des cellules telles que l'ovocyte primaire qui sont arr t es dans G2 pendant de longues p riodes. Deux points de contr le surveillent la qualit de l'ADN : le point de contr le G2 pour les dommages l'ADN et le point de contr le pour l'ADN non r pliqu . Ce dernier point de contr le emp che la progression de la cellule dans la phase M avant que la synth se de l'ADN ne soit termin e. La mitose se produit dans la phase M. La mitose comprend presque toujours la fois la caryokin se (division du noyau) et la cytokin se (division de la cellule) et dure environ 1 heure. La mitose s |
Histologie de Ross | e d roule en plusieurs tapes, d crites plus en d tail ci-dessous. La s paration de deux cellules filles identiques conclut la phase M. La phase M poss de deux points de contr le : le point de contr le de l'assemblage du fuseau, qui emp che l'entr e pr matur e dans l'anaphase, et le point de contr le de s gr gation des chromosomes, qui emp che le processus de cytokin se jusqu' ce que tous les chromosomes aient t correctement s par s. La catastrophe mitotique caus e par le dysfonctionnement des points de contr le du cycle cellulaire peut entra ner la mort cellulaire et le d veloppement de cellules tumorales. Le dysfonctionnement de l'un des trois points de contr le des dommages l'ADN aux phases G1, S et G2 du cycle cellulaire et du point de contr le de l'assemblage du fuseau la phase M peut conduire une catastrophe mitotique. La catastrophe mitotique est d finie comme l'incapacit arr ter le cycle cellulaire avant ou pendant la mitose, entra nant une s gr gation chromosomique aberrante. Dans des conditions normales, la mort de ces cellules se produira par l'activation du cycle apoptotique. Les cellules qui ne parviennent pas ex cuter le cycle apoptotique en r ponse des dommages l'ADN ou au fuseau mitotique sont susceptibles de se diviser de mani re asym trique lors du prochain cycle de division cellulaire. Cela conduit la g n ration de cellules aneuplo des (cellules contenant un nombre anormal de chromosomes). Ainsi, une catastrophe mitotique peut tre consid r e comme l'un des m canismes contribuant l'oncogen se (d veloppement des cellules tumorales). Un dysfonctionnement du point de contr le de restriction la phase G1 peut galement entra ner une transformation maligne des cellules. Les cellules malignes perdent l'inhibition de contact, un processus normal dans lequel les cellules inhibent leur division lorsqu'elles entrent en contact avec d'autres cellules. Les cellules malignes en culture continuent de se diviser et peuvent se d velopper les unes sur les autres plut t que d'interrompre la croissance lorsque la plaque est enti rement recouverte d'une monocouche de cellules. Le dysfonctionnement du point de contr le de restriction peut tre facilit par les prot ines virales de plusieurs virus canc rig nes, tels que l'antig ne T du virus simien (SV40) qui se lie pRb. Cette liaison modifie la configuration du complexe pRb-antig ne T et rend le point de contr le de restriction inop rant, facilitant ainsi la progression de la cellule de la phase G1 la phase S du cycle cellulaire. Ce m canisme de canc rogen se se produit dans le m soth liome (cancer de l' pith lium de la muqueuse des cavit s pleurales du thorax), l'ost osarcome (un type de cancer des os) et l' pendymome (un type de tumeur c r brale chez l'enfant). La population de cellules souches de r serve peut s'activer et r int grer le cycle cellulaire. Les cellules identifi es comme cellules souches de r serve peuvent tre consid r es comme des cellules GO qui peuvent tre induites r int grer le cycle cellulaire en r ponse des l sions cellulaires dans les tissus du corps. L'activation de ces cellules peut se produire lors de la cicatrisation normale des plaies et lors du repeuplement de l' pith lium s minif re apr s une exposition aigu intense du testicule l'irradiation X ou lors de la r g n ration d'un organe, tel que le foie, apr s l'ablation d'une partie majeure. Si les dommages sont trop graves, m me les cellules souches de r serve meurent et il n'y a aucun potentiel de r g n ration. R gulation du cycle cellulaire Le passage dans le cycle cellulaire est pilot par des prot ines qui sont synth tis es et d grad es de mani re cyclique au cours de chaque cycle. Un certain nombre de complexes prot iques cytoplasmiques r gulent et contr lent le cycle cellulaire. Certaines de ces prot ines fonctionnent comme TABLEAU R sum fonctionnel des complexes cycline-cdk utilis s dans la r gulation du cycle cellulaire humain3.1 Prot ine kinase d pendante du type cycline-cycline associ e Phase cibl e du cycle cellulaire Prot ines effectrices cibl es Cycline D Cdk4/6 Progression de phase G1 Prot ine suppressive de tumeur p53, prot ine de susceptibilit au r tinoblastome (pRb) Cycline E Cdk2 Entr e en phase S Prot ine kinase ATMA ou ATRB, prot ine suppressive de tumeur p53 Cycline A Cdk2 Progression de phase S Prot ine de r plication A, ADN polym rase, prot ine de maintenance des minichromosomes (Mcm) Cycline A Cdk1 Phase S la phase G2 Phosphatase Cdc25, entr e en phase des cyclines B et M Cycline E Cdk1 Progression de phase M Prot ines associ es la chromatine, histone H1, lamines nucl aires, prot ines r gulatrices de la myosine, prot ines centrosomales, facteurs de transcription c-fos/jun, c-myb, oct-1, SWI5 ; Prot ines kinases p60src, cas ine kinase II, prot ines kinases c-mos A, ataxie-t langiectasie, prot ine kinase mut e B ATM et Rad3, oscillateurs biochimiques kinases apparent s, dont la synth se et la d gradation son |
Histologie de Ross | t coordonn es avec des phases sp cifiques du cycle. Les v nements cellulaires et mol culaires induits lors de l'augmentation et de la diminution des diff rents niveaux de prot ines sont la base du moteur du cycle cellulaire. D'autres prot ines surveillent activement la qualit des processus mol culaires aux diff rents points de contr le r partis tout au long du cycle (d crits ci-dessus). Les complexes prot iques aux points de contr le peuvent faire entrer et sortir la cellule du cycle cellulaire, stimulant la croissance et la division lorsque les conditions sont favorables et, inversement, arr tant ou r duisant le taux de division cellulaire lorsque les conditions ne sont pas favorables. Un complexe prot ique compos de cycline et d'une kinase ind pendante des cycles (Cdk) aide les cellules franchir les points de contr le de la division du cycle cellulaire. Le premier jalon dans la compr hension de la r gulation du cycle cellulaire a t la d couverte, au d but des ann es 1970, d'une prot ine appel e facteur favorisant la maturation (MPF). La MPF semblait contr ler l'initiation de la mitose. Lorsqu'elles sont inject es dans les noyaux d'ovocytes de grenouille immatures, qui sont normalement arr t s en G2, les cellules proc dent imm diatement la mitose. MPF tait on a finalement d couvert qu'il se composait de deux prot ines : Cdc2 ( galement connue sous le nom de Cdk-1), un membre de 32 kilodaltons de la famille des prot ines Cdk ; et la cycline B, un membre de 45 kilodaltons de la famille des cyclines, qui sont des r gulateurs cl s du cycle cellulaire. Les cyclines sont de taille synth tique en tant que prot ines constitutives ; Cependant, leurs niveaux au cours du cycle cellulaire sont contr l s par la d gradation m di e par l'ubiquitine. On sait maintenant que le complexe cycline-Cdk agit diff rentes phases du cycle cellulaire et cible diff rentes prot ines pour contr ler les fonctions d pendantes du cycle cellulaire. Le tableau 3.1 montre la combinaison des diff rents types de cyclines avec diff rents types de Cdks et comment les interactions entre ces deux prot ines affectent les cellules progressant dans le cycle cellulaire. Le passage dans le cycle cellulaire n cessite une augmentation de l'activit cycline-Cdk dans certaines phases, suivie d'un d clin de cette activit dans d'autres phases (Fig. 3.11). L'augmentation de l'activit FIGURE 3.11 R gulation du cycle cellulaire par les complexes cycline-Cdk. Ce sch ma montre l' volution des activit s cycline-Cdk au cours des diff rentes phases du cycle cellulaire. La cycline-Cdk est obtenue par l'action stimulante des cyclines et est contrebalanc e par l'action inhibitrice de prot ines telles que les Inks (inhibiteurs de la kinase), les Cips (prot ines inhibitrices de la Cdk) et les Kips (prot ines inhibitrices de la kinase). La division cellulaire est un processus crucial qui augmente le nombre de cellules, permet le renouvellement des populations cellulaires et permet la r paration des plaies. La mitose est un processus de s gr gation chromosomique et de division nucl aire suivie d'une division cellulaire qui produit deux cellules filles ayant le m me nombre de chromosomes et le m me contenu en ADN que la cellule m re. Le terme mitose est utilis pour d crire la r partition gale des chromosomes r pliqu s et de leurs g nes en deux groupes identiques. Le processus de division cellulaire comprend la division du noyau (caryokin se) et du cytoplasme (cytokin se). Le processus de cytokin se entra ne la distribution d'organites non nucl aires dans deux cellules filles. Avant d'entrer en mitose, les cellules dupliquent leur ADN. Cette phase du cycle cellulaire est appel e phase S ou phase de synth se. Au d but de cette phase, le nombre de chromosomes est (2n), et le contenu de l'ADN est galement (2d) ; la fin, le nombre de chromosomes reste le m me (2n) et le contenu de l'ADN double pour atteindre (4d). La mitose suit la phase S du cycle cellulaire et est d crite en quatre phases. La mitose se compose de quatre phases (Fig. 3.12) : La prophase commence lorsque les chromosomes r pliqu s se condensent et deviennent visibles. Au fur et mesure que les chromosomes continuent de se condenser, chacun des quatre chromosomes d riv s de chaque paire homologue peut tre consid r comme tant constitu de deux chromatides. Les chromatides s urs sont maintenues ensemble par l'anneau de prot ines appel es coh sines et le centrom re. En fin de prophase ou de prom taphase (parfois identifi e comme une phase distincte de la mitose), l'enveloppe nucl aire commence se d sint grer en petites v sicules de transport et ressemble la sER. Le nucl ole, qui peut encore tre pr sent dans certaines cellules, dispara t galement compl tement en prom taphase. De plus, un complexe prot ique hautement sp cialis appel kin tochore appara t sur chaque chromatide oppos e au centrom re (Fig. 3.13). Les complexes prot iques qui forment les kin tochores dans la |
Histologie de Ross | r gion centrom re de la chromatide sont attach s des s quences d'ADN r p titives sp cifiques appel es ADN satellite qui sont similaires dans chaque chromosome. Les microtubules du fuseau mitotique en d veloppement se fixent aux kin tochores et donc aux chromosomes. La m taphase (Fig. 3.14) commence lorsque le fuseau mitotique, compos de trois types de microtubules, s'organise autour des centres d'organisation des microtubules (MTOC) situ s aux p les oppos s de la cellule. Le premier type, les microtubules astraux, est nucl partir des anneaux de tubuline de mani re stellaire autour de chaque MTOC (voir Fig. 2.54). Le deuxi me type, les micro-tubules polaires, provient galement du MTOC ; cependant, ces microtubules se d veloppent en s' loignant du MTOC. Le troisi me type, les microtubules kin tochores, mane du MTOC pour sonder le cytoplasme la recherche de kin tochores. Lorsqu'un kin tochore est finalement captur par un microtubule kin tochore, il est tir vers le MTOC, o des microtubules suppl mentaires se fixent. Le kin tochore est capable de lier entre 30 et 40 microtubules chaque chromatide. Chez certaines esp ces, les microtubules kin tochores sont form s par des m canismes ind pendants du MTOC qui impliquent des kin tochores. Les microtubules kin tochores et leurs prot ines motrices associ es dirigent le mouvement des chromosomes vers un plan situ au milieu de la cellule, la plaque quatoriale ou m taphas e. L'anaphase (Fig. 3.15) commence lors de la s paration initiale des chromatides s urs. Cette s paration se produit lorsque les coh sines qui ont maintenu les chromatides ensemble se d composent. Les chromatides commencent alors se s parer et sont attir es vers les p les oppos s de la cellule par les moteurs mol culaires (dyn ines) glissant le long des micro-tubules kin tochores vers le MTOC. La t lophase (Fig. 3.16) est marqu e par la reconstitution d'une enveloppe nucl aire autour des chromosomes chaque p le. Les chromosomes se d roulent et deviennent indistincts, sauf dans les r gions qui resteront condens es dans le noyau interphasique. Les nucl oles r apparaissent et le cytoplasme se divise (cytokin se) pour former deux cellules filles. La cytokin se commence par le sillon de la membrane plasmique mi-chemin entre les p les du fuseau mitose. La s paration au niveau du sillon de clivage est r alis e par un anneau contractile constitu d'un tr s mince r seau de filaments d'actine positionn s autour du p rim tre de la cellule. l'int rieur de l'anneau, les mol cules de myosine II sont assembl es en petits filaments qui interagissent avec les filaments d'actine, provoquant la contraction de l'anneau. Au fur et mesure que l'anneau se resserre, la cellule est pinc e en deux cellules filles. Parce que les chromosomes des cellules filles contiennent des copies identiques de l'ADN dupliqu , les cellules filles sont g n tiquement identiques et contiennent le m me type et le m me nombre de chromosomes. Les cellules filles ont (2d) en ADN et (2n) en nombre de chromosomes. La m iose implique deux divisions nucl aires s quentielles suivies de divisions cellulaires qui produisent des gam tes contenant la moiti du nombre de chromosomes et la moiti de l'ADN trouv dans les cellules somatiques. Le zygote (la cellule r sultant de la fusion d'un ovule et d'un spermatozo de) et toutes les cellules somatiques qui en sont d riv es sont diplo des (2n) en nombre de chromosomes ; Ainsi, leurs cellules ont deux copies de chaque chromosome et de chaque g ne cod sur ce chromosome. Ces chromosomes sont appel s chromosomes homologues car ils sont similaires mais pas identiques ; Un ensemble de chromosomes est d'origine maternelle, l'autre provient du parent masculin. Les gam tes, qui n'ont qu'un seul membre de chaque paire de chromosomes, sont d crits comme haplo des (1n). Au cours de la gam togen se, la r duction du nombre de chromosomes l' tat haplo de (23 chromosomes chez l'homme) se produit par la continuation de la m taphase I de la continuation de la m iose comme vue m iose comme vue m taphase dans la spermatogen se dans l'ovogen se (subir l'apoptose) spermatozo des *remarque : la prophase II, l'anaphase II et la t lophase II ne sont pas montr es ovule FIGURE 3.12 Comparaison de la mitose et de la m iose dans une cellule id alis e avec deux paires de chromosomes (2n). Les chromosomes d'origine maternelle et paternelle sont repr sent s respectivement en rouge et en bleu. La division mitotique produit des cellules filles g n tiquement identiques la cellule parentale (2n). La division m iotique, qui comporte deux composantes, une division r ductionnelle et une division quatoriale, produit une cellule qui n'a que deux chromosomes (1n). De plus, au cours de l'appariement des chromosomes dans la prophase I de la m iose, des segments chromosomiques sont chang s, ce qui conduit une plus grande diversit g n tique. Il convient de noter que chez l'homme, le premier corps polaire ne se divi |
Histologie de Ross | se pas. La division du premier corps polaire se produit chez certaines esp ces. FIGURE 3.13 Image microscopique de la force atomique de la r gion centrom rique d'un chromosome de m taphase humaine. Les surfaces oppos es de deux chromatides s urs visibles sur cette image forment le centrom re, un point de jonction des deux chromatides. Du c t oppos du centrom re, chaque chromatide poss de un complexe prot ique sp cialis , le kin tochore, qui sert de point d'attache pour les microtubules kin tochores du fuseau mitotique. Notez que la surface du chromosome pr sente plusieurs domaines de boucle saillants form s par des fibrilles de chromatine ancr es dans l' chafaudage chromosomique. 40 000. (Avec l'aimable autorisation du Dr Tatsuo Ushiki.) la m iose, un processus qui implique deux divisions successives, dont la seconde n'est pas pr c d e d'une phase S. Cette r duction est n cessaire pour maintenir un nombre constant de chromosomes chez une esp ce donn e. La r duction du nombre de chromosomes (1n) dans la premi re division m iotique est suivie d'une r duction du contenu en ADN la quantit haplo de (1d) dans la deuxi me division m iotique. FIGURE 3.15 Fuseau mitotique en anaphase. Cette image immunofluorescente provient du m me type de cellule et d'une pr paration identique celle de la Figure 3.13. Les connexions qui maintiennent les chromatides s urs ensemble se rompent ce stade. Les chromatides sont ensuite d plac es vers les p les oppos s de la cellule par des moteurs mol culaires associ s aux microtubules (dyn ines et kin sines) qui glissent le long des microtubules kin tochores vers le centriole et sont galement pouss s par les microtubules polaires (visibles entre les chromosomes s par s) loin les uns des autres, d pla ant ainsi les p les oppos s du fuseau mitotique dans les cellules s par es. 1 400. (Avec l'aimable autorisation du Dr Thomas U. Mayer.) FIGURE 3.14 Fuseau mitotique en m taphase. l'aide de techniques d'immunofluorescence indirecte, le fuseau mitotique d'une cellule de X nope XL-177 a t marqu avec un anticorps contre la tubuline conjugu la fluoresc ine (vert). L'ADN a t color en bleu avec une coloration DAPI fluorescente. En m taphase, la membrane nucl aire se d sassemble, l'ADN se condense en chromosomes et les microtubules forment un fuseau mitose. L'action des microtubules, associ e aux prot ines motrices sur les microtubules du fuseau mitose, cr e la plaque de m taphase le long de laquelle les chromosomes s'alignent au centre de la cellule. 1 400. (Avec l'aimable autorisation du Dr Thomas U. Mayer.) Au cours de la m iose, la paire de chromosomes peut changer des segments de chromosomes, modifiant ainsi la composition g n tique des chromosomes. Cet change g n tique, appel crossing-over, et l'assortiment al atoire de chaque membre des paires de chromosomes en gam tes haplo des donnent lieu une diversit g n tique infinie. FIGURE 3.16 Fuseau mitotique en t lophase. Dans cette phase, l'ADN est s gr gu et une enveloppe nucl aire est reconstitu e autour des chromosomes chaque p le du fuseau mitose. La cellule se divise en deux au cours de la cytokin se. Au milieu de la cellule, l'actine, les septines, les myosines, les microtubules et d'autres prot ines se rassemblent alors que la cellule tablit un anneau de prot ines qui se contracteront, formant un pont entre les deux c t s de ce qui tait autrefois une cellule. Les chromosomes se d roulent et deviennent indistincts, sauf dans les r gions qui restent condens es en interphase. Les types de cellules et la pr paration sont les m mes que ceux des figures 3.13 et 3.14. 1 400. (Avec l'aimable autorisation du Dr Thomas U. Mayer.) Les v nements cytoplasmiques associ s la m iose diff rent chez l'homme et la femme. Les v nements nucl aires de la m iose sont les m mes chez les m les et les femelles, mais les v nements cytoplasmiques sont nettement diff rents. La figure 3.12 illustre les principaux v nements nucl aires et cytoplasmiques de la m iose tels qu'ils se produisent dans la spermatogen se et l'ovogen se. Les v nements de la m iose par m taphase I sont les m mes chez les deux sexes. Par cons quent, la figure illustre les diff rences dans le processus lorsqu'elles divergent apr s la m taphase I. Chez les m les, les deux divisions m iotiques d'un spermatocyte primaire produisent quatre spermatides haplo des structurellement identiques, bien que g n tiquement uniques. Chaque spermatide a la capacit de se diff rencier en un spermatozo de. En revanche, chez les femelles, les deux divisions m iotiques d'un ovocyte primaire produisent un ovule haplo de et trois corps polaires haplo des. L'ovule re oit la majeure partie du cytoplasme et devient le gam te fonctionnel. Les corps polaires re oivent tr s peu de cytoplasme et d g n rent. Les v nements nucl aires de la m iose sont similaires chez les m les et les femelles. La m iose consiste en deux divisions mitotiques successives sans la phase S sup |
Histologie de Ross | pl mentaire entre les deux divisions. Au cours de la phase S qui pr c de la m iose, l'ADN est r pliqu en formant des chromatides s urs (deux brins d'ADN parall les) reli s par le centrom re. Le contenu de l'ADN devient (4d), mais le nombre de chromosomes reste le m me (2n). Les cellules subissent ensuite une division r ductionnelle (m iose I) et une division quatoriale (m iose II). Au cours de la m iose I, comme le nom de division r ductionnelle l'indique, le nombre de chromosomes est r duit de diplo de (2n) haplo de (1n), et la quantit d'ADN est r duite de (4d) (2d). Au cours de la prophase I, les chromosomes double brin se condensent et les chromosomes homologues (normalement un h rit de la m re et un du p re) sont appari s au centrom res. ce stade, une recombinaison du mat riel g n tique entre les paires de chromosomes maternels et paternels peut se produire. Dans la m taphase I, les chromosomes homologues avec leurs centrom res s'alignent le long de l' quateur du fuseau mitotique et dans l'anaphase I sont s par s et distribu s chaque cellule fille. Il en r sulte une r duction du nombre de chromosomes (1n) et de l'ADN la quantit (2d). Aucune r plication de l'ADN ne pr c de la m iose II. La division au cours de la m iose II est toujours quatoriale car le nombre de chromosomes ne change pas. Il reste (1n), bien que la quantit d'ADN repr sent e par le nombre de chromatides soit r duite (1d). Au cours de la m taphase II, chaque chromosome s'aligne le long de l' quateur du fuseau mitotique, et au cours de l'anaphase II, les chromatides s urs sont s par es les unes des autres. Ainsi, chaque chromosome se divise en deux chromosomes simple brin qui sont ensuite distribu s chaque cellule fille haplo de. Les phases du processus de m iose sont similaires aux phases de la mitose. La prophase de la m iose I est une phase prolong e au cours de laquelle l'appariement des chromosomes homologues, la synapse (association troite de chromosomes homologues) et la recombinaison du mat riel g n tique sur les chromosomes homologues sont observ s. La prophase I est subdivis e en cinq stades suivants (voir Fig. 3.12). Leptot ne. Cette tape est caract ris e par la condensation de la chromatine et par l'apparition de chromosomes. Les chromatides s urs se condensent galement et deviennent reli es les unes aux autres par des complexes de coh sion sp cifiques la m iose (Rec8p). cette phase, l'appariement des chromosomes homologues d'origine maternelle et paternelle est initi . L'appariement homologue peut tre d crit comme un processus dans lequel les chromosomes se recherchent activement les uns les autres. Apr s avoir trouv leurs partenaires, ils s'alignent c te c te avec un l ger espace qui les s pare. Zygot ne. La synapse, l'association troite de chromosomes homologues, commence ce stade et se poursuit tout au long du pachyt ne. Ce processus implique la formation d'un complexe synapton mal, une structure tripartite qui lie les chromosomes entre eux. Le complexe synapton mal est souvent compar aux voies ferr es avec un troisi me rail suppl mentaire positionn au milieu entre deux autres. Les liaisons transversales dans cette piste sont repr sent es par les filaments transversaux qui lient le mat riau de l' chafaudage des deux chromosomes homologues ensemble. Pachyt ne. ce stade, la synapse est compl te. Le crossing-over se produit au d but de cette phase et implique la transposition de brins d'ADN entre deux chromosomes diff rents. Diplot ne. Au d but de ce stade, le complexe synapton mique se dissout et les chromosomes se condensent davantage. Les chromosomes homologues commencent se s parer les uns des autres et semblent tre reli s par des jonctions nouvellement form es entre les chromosomes appel es chiasmes (sing., chiasma). Les chromatides s urs restent encore troitement associ es les unes aux autres. Les chiasmes indiquent qu'un croisement a pu se produire. Diakin sie. Les chromosomes homologues se condensent et se raccourcissent pour atteindre leur paisseur maximale, le nucl ole dispara t et l'enveloppe nucl aire se d sint gre. La m taphase I est similaire la m taphase de la mitose, sauf que les chromosomes appari s sont align s au niveau de la plaque quatoriale avec un membre de chaque c t . Les chromosomes homologues sont toujours maintenus ensemble par des chiasmes. la fin de la m taphase, les chiasmes sont cliv s et les chromosomes se s parent. Une fois que l'enveloppe nucl aire s'est d compos e, les micro-tubules fusiformes commencent interagir avec les chromosomes par le biais de la structure prot ique multicouche, le kin tochore, qui est g n ralement positionn pr s du centrom re (voir Fig. 3.13). Les chromosomes subissent un mouvement pour finalement aligner leurs centrom res le long de l' quateur du fuseau. L'anaphase I et la t lophase I sont similaires aux m mes phases en mitose, sauf que les centrom res ne se divisent pas. Les chromatides s urs, mainten |
Histologie de Ross | ues ensemble par des complexes de coh sine et par le centrom re, restent ensemble. Un membre maternel ou paternel de chaque paire homologue, contenant maintenant des segments chang s, se d place vers chaque p le. La s gr gation ou l'assortiment al atoire se produit parce que les chromosomes maternels et paternels de chaque paire sont align s de mani re al atoire d'un c t ou de l'autre de la plaque de m taphase, contribuant ainsi la diversit g n tique. la fin de la m iose I, le cytoplasme se divise. Chaque cellule fille r sultante (un spermatocyte ou un ovocyte secondaire) est haplo de en nombre de chromosomes (1n) et contient un membre de chaque paire de chromosomes homologues. La cellule est toujours diplo de en ADN (2d). Apr s la m iose I, les cellules entrent rapidement dans la m iose II sans passer par une phase S. La m iose II est une division quatoriale et ressemble la mitose. Au cours de cette phase, l'enzyme prot inase s pare les complexes de coh sion entre les chromatides s urs. Le clivage des complexes de coh sine dans la r gion du centrom re lib re le lien entre les deux centrom res. Ce clivage permet aux chromatides s urs de se s parer l'anaphase II et de se d placer vers les p les oppos s de la cellule. Au cours de la m iose II, les cellules passent par la prophase II, m taphase II, anaphase II et t lophase II. Ces tapes sont essentiellement les m mes que celles de la mitose, sauf qu'elles impliquent un ensemble haplo de de chromosomes (1n) et produisent des cellules filles qui n'ont que du contenu en ADN haplo de (1d). Contrairement aux cellules produites par la mitose, qui sont g n tiquement identiques la cellule m re, les cellules produites par la m iose sont g n tiquement uniques. Chez l'homme, comme dans tous les autres organismes multicellulaires, les taux de prolif ration cellulaire et de mort cellulaire d terminent la production nette de cellules. Une anomalie de l'un de ces taux peut provoquer des troubles de l'accumulation cellulaire (par exemple, hyperplasie, cancer, maladies auto-immunes) ou des troubles de la perte cellulaire (atrophie, maladies d g n ratives, sida, l sions isch miques). Par cons quent, l' quilibre (hom ostasie) entre la production cellulaire et la mort cellulaire doit tre soigneusement maintenu (Fig. 3.17). La mort cellulaire peut survenir la suite d'une l sion cellulaire aigu ou d'un programme de suicide cod en interne. La mort cellulaire peut r sulter de l sions cellulaires accidentelles ou de m canismes qui provoquent l'autodestruction des cellules. Les deux principaux m canismes de mort cellulaire sont la n crose et l'apoptose. La n crose, ou mort cellulaire accidentelle, est un processus pathologique. Elle se produit lorsque les cellules sont expos es un environnement physique ou chimique d favorable (p. ex., hypothermie, hypoxie, radiation, pH bas, traumatisme cellulaire) qui cause des l sions cellulaires aigu s et des dommages la membrane plasmique. Dans des conditions physiologiques, les dommages la membrane plasmique peuvent galement tre initi s par des virus ou des prot ines appel es perforines. Le gonflement et la lyse rapides des cellules sont deux caract ristiques de ce processus. L'apoptose [Gr., tombant, comme les p tales des fleurs] tait appel e dans le pass mort cellulaire programm e. Aujourd'hui, le terme de mort cellulaire programm e s'applique plus largement tout type de mort cellulaire m di e par un programme de mort intracellulaire, quel que soit le m canisme de d clenchement. L'apoptose repr sente un processus physiologique. Au cours de l'apoptose, les cellules qui ne sont plus n cessaires sont limin es de l'organisme. Ce processus peut se produire au cours du d veloppement embryologique normal ou d'autres processus physiologiques normaux, tels que l'atr sie folliculaire des ovaires. Les cellules peuvent initier leur propre mort en activant un programme de suicide cod en interne. L'apoptose se caract rise par une autodigestion contr l e, qui maintient l'int grit de la membrane cellulaire ; Ainsi, la cellule meurt dignement sans renverser son contenu et endommager ses voisins. FIGURE 3.17 Sch ma montrant la relation entre la mort cellulaire et la division cellulaire. Dans des conditions physiologiques normales (hom ostasie), les taux de division cellulaire et de mort cellulaire sont similaires. Si le taux de mort cellulaire est sup rieur celui de la division cellulaire, une perte nette de nombre de cellules se produira. De telles conditions sont class es comme des troubles de la perte cellulaire. Lorsque la situation est invers e et que le taux de division cellulaire est sup rieur au taux de mort cellulaire, le gain net en nombre de cellules sera pro minent, entra nant une vari t de troubles de l'accumulation cellulaire. TABLEAU Vue d'ensemble des caract ristiques Distinguant la n crose de l'apoptose 3.2 Caract ristiques des cellules mourantes N crose Apoptose Gonflement cellulaire R tr ci |
Histologie de Ross | ssement cellulaire L sion de la membrane plasmique Coloration de la membrane plasmique Agr gation de la chromatine Fragmentation du noyau Fragmentation de l'ADN oligonucl osomique D gradation al atoire de l'ADN Activation en cascade de caspase De plus, certaines cellules ou leurs s cr tions pr sentes dans le syst me immunitaire sont toxiques pour d'autres cellules (par exemple, les lymphocytes T cytotoxiques, les cellules tueuses naturelles [NK]) ; Ils d clenchent des processus qui d truisent les cellules d sign es (p. ex., cellules transform es par le cancer ou infect es par un virus). Contrairement la n crose et l'apoptose, la mort cytotoxique n'implique pas un m canisme sp cifique. Par exemple, la mort cellulaire m di e par les lymphocytes T cytotoxiques combine certains aspects de la n crose et de l'apoptose. Pour un aper u de l'apoptose et de la n crose, voir le tableau 3.2. La n crose commence par une alt ration de la capacit de la cellule maintenir l'hom ostasie. la suite de l sions cellulaires, les dommages la membrane cellulaire entra nent un afflux d'eau et d'ions extracellulaires. Les organites intracellulaires tels que les mitochondries, le rER et le noyau subissent des changements irr versibles caus s par le gonflement des cellules et la rupture de la membrane cellulaire (lyse cellulaire). la suite de la d gradation ultime de la membrane plasmique, le contenu cytoplasmique, y compris les enzymes lysosomales, est lib r dans l'espace extracellulaire. Par cons quent, la mort cellulaire n crotique est souvent associ e des l sions tendues des tissus environnants et une r ponse inflammatoire intense (Fig. 3.18). L'apoptose est un mode de mort cellulaire qui se produit dans des conditions physiologiques normales. Dans l'apoptose, la cellule participe activement sa propre disparition ( suicide cellulaire ). Ce processus est activ par une vari t de signaux extrins ques et intrins ques. Les cellules subissant l'apoptose pr sentent les caract ristiques morphologiques et biochimiques suivantes (voir Fig. 3.18) : La fragmentation de l'ADN se produit dans le noyau et est un v nement irr versible qui engage la cellule mourir. La fragmentation de l'ADN est le r sultat de l'activation d pendante du Ca2 et du Mg2 des endonucl ases nucl aires. Ces enzymes clivent s lectivement l'ADN, g n rant de petits fragments oligonucl osomaux. La chromatine nucl aire s'agr ge ensuite, et le noyau peut se diviser en plusieurs fragments discrets d limit s par l'enveloppe nucl aire. La diminution du volume cellulaire est obtenue par la r duction du cytoplasme. Les l ments du cytosquelette se r organisent en faisceaux parall les la surface de la cellule. Les ribosomes s'agglutinent dans le cytoplasme, le rER forme une s rie de verticilles concentriques et la plupart des v sicules endocytotiques fusionnent avec la membrane plasmique. La perte de la fonction mitochondriale est caus e par des modifications de la perm abilit des canaux membranaires mitochondriaux. L'int grit de la mitochondrie est rompue, le potentiel transmembranaire mitochondrial chute et la cha ne de transport d' lectrons est perturb e. Les prot ines de l'espace intermembranaire mitochondrial, comme le cytochrome c, sont lib r es dans le cytoplasme pour activer une cascade d'enzymes prot olytiques appel es caspases qui sont responsables du d mant lement de la cellule. La lib ration r gul e du cytochrome c sugg re que les mitochondries, sous l'influence des prot ines Bcl-2 (voir page 95), sont les d cideurs de l'initiation de l'apoptose. Ainsi, de nombreux chercheurs consid rent les mitochondries soit comme le quartier g n ral du chef d'un escadron suicide d' lite , soit comme une prison de haute s curit pour les dirigeants d'un coup d' tat militaire . Le bulle membranaire r sulte d'alt rations de la membrane cellulaire. L'une d'entre elles est li e la translocation de certaines mol cules (p. ex., la phosphatidyls rine) de la surface cytoplasmique la surface externe de la membrane plasmique. Ces modifications entra nent une modification des propri t s physiques et chimiques de la membrane plasmique et entra nent des bulles sans perte d'int grit de la membrane (voir Fig. 3.18). La formation de corps apoptotiques, derni re tape de l'apoptose, entra ne la rupture cellulaire (Fig. 3.19a, b et c). Ces v sicules d limit es par une membrane proviennent de la bulle cytoplasmique contenant des organites et du mat riel nucl aire. Ils sont rapidement limin s sans laisser de trace par les cellules phagocytotiques. L' limination des corps apoptotiques est si efficace qu'aucune r ponse inflammatoire n'est provoqu e. L'apoptose se produit plus de 20 fois plus vite que la mitose ; par cons quent, il est difficile de trouver des cellules apoptotiques dans une pr paration H&E de routine (Fig. 3.19d). L'apoptose est r gul e par des stimuli externes et internes. Les processus apoptotiques peuvent tre activ s par une vari |
Histologie de Ross | t de stimuli externes et internes. Certains facteurs, tels que le facteur de n crose tumorale (TNF), agissant sur les r cepteurs de la membrane cellulaire, d clenchent l'apoptose en recrutant et en activant la cascade de caspases. Par cons quent, le r cepteur TNF est connu sous le nom de r cepteur de la mort . D'autres activateurs externes de l'apoptose comprennent le facteur de croissance transformant (TGF-), certains neurotransmetteurs, les radicaux libres, les oxydants et les rayons UV et ionisants. Les activateurs internes de l'apoptose comprennent les oncog nes (par exemple, myc et rel), les suppresseurs de tumeurs tels que p53 et les antim tabolites de privation de nutriments (Fig. 3.20). Les voies apoptotiques sont galement activ es par les v nements conduisant la catastrophe mitotique, savoir le dysfonctionnement de points de contr le sp cifiques des dommages l'ADN dans le cycle cellulaire (voir page 87). La catastrophe mitotique s'accompagne d'une condensation de la chromatine, d'une lib ration mitochondriale du cytochrome c, de l'activation de la cascade de caspases et d'une fragmentation de l'ADN. L'apoptose peut galement tre inhib e par des signaux provenant d'autres cellules et de l'environnement environnant via ce que l'on appelle des facteurs de survie. Il s'agit notamment des facteurs de croissance, des hormones telles que les strog nes et les androg nes, des acides amin s neutres, du zinc et des interactions avec les prot ines de la matrice extracellulaire. Plusieurs prot ines cellulaires et virales agissent comme des inhibiteurs de caspase ; par exemple, les cellules nerveuses contiennent de la prot ine inhibitrice de l'apoptose neuronale (NAIP) pour les prot ger contre l'apoptose pr matur e. Cependant, la fonction r gulatrice la plus importante de l'apoptose est attribu e aux signaux internes de la famille des prot ines Bcl-2. Les membres de cette famille sont des membres anti-apoptotiques et pro-apoptotiques qui d terminent la vie ou la mort d'une cellule. Ces prot ines interagissent les unes avec les autres pour supprimer ou propager leur propre activit en agissant sur l'activation en aval de diverses tapes d'ex cution de l'apoptose. Ils agissent galement ind pendamment sur les mitochondries pour r guler la lib ration de cytochrome c, l'agent inducteur d'apoptose le plus puissant. Autres formes de mort cellulaire programm e Plusieurs formes de mort cellulaire programm e ont r cemment t identifi es qui diff rent de l'apoptose ou de la n crose. Il existe plusieurs formes diff rentes de mort cellulaire programm e qui ne rentrent pas dans le sch ma classique de l'apoptose ou de la n crose. Il s'agit notamment des l ments suivants. FIGURE 3.18 Sch ma des changements survenus dans la n crose et l'apoptose. Ce sch ma montre les principales tapes de la n crose et de l'apoptose. Dans la n crose (c t gauche), la d gradation de la membrane cellulaire entra ne un afflux d'eau et d'ions extracellulaires, provoquant des modifications irr versibles des organites. Les enzymes lysosomales sont lib r es dans l'espace extracellulaire, causant des dommages aux tissus voisins et une r ponse inflammatoire intense. Dans l'apoptose (c t droit), la cellule pr sente des caract ristiques morphologiques et biochimiques caract ristiques telles que la fragmentation de l'ADN, la diminution du volume cellulaire, le gonflement de la membrane sans perte d'int grit de la membrane et la formation de corps apoptotiques, provoquant la rupture cellulaire. Les corps apoptotiques sont ensuite limin s par les cellules phagocytotiques sans r actions inflammatoires. L'autophagie est un processus cellulaire r gul qui permet aux cellules de retourner leur contenu par d gradation lysosomale de leurs propres composants. Elle commence lorsqu'une membrane intracellulaire (souvent une partie de la citerne sER) s'enroule autour d'une or-ganelle ou d'une portion de cytoplasme, formant une vacuole ferm e double membrane. Cette vacuole, appel e FIGURE 3.19 Micrographies lectroniques de cellules apoptotiques. un. Cette micrographie lectronique montre un stade pr coce d'apoptose dans un lymphocyte. Le noyau est d j fragment et le processus irr versible de fragmentation de l'ADN est activ . Notez les r gions contenant de l'h t rochromatine condens e adjacentes l'enveloppe nucl aire. 5 200. b. Fragmentation suppl mentaire de l'ADN. L'h t rochromatine contenue dans l'un des fragments nucl aires ( gauche) commence bourgeonner vers l'ext rieur travers l'enveloppe, initiant un nouveau cycle de fragmentation nucl aire. Notez la r organisation du cytoplasme et le bourgeonnement du cytoplasme pour produire des corps apoptotiques. 5 200. c. Corps apoptotiques contenant des fragments du noyau, des organites et du cytoplasme. Ces organismes seront ventuellement phagocyt s par des cellules du syst me phagocytotique mononucl aire. 5 200. (Avec la permission du Dr Scott H. Kaufmann, Mayo Clinic.) d. Cett |
Histologie de Ross | e photomicrographie prise par microscopie optique de l' pith lium intestinal du c lon humain montre des corps apoptotiques (AB) au sein d'une seule couche de cellules absorbantes. BM, membrane basale. 750. L'autophagosome, initialement d pourvu de toute enzyme lysosomale, fusionne avec les lysosomes et initie la digestion. Pour une description d taill e des trois voies utilis es dans l'autophagie, voir pages 43 et 44. La catastrophe mitotique est un type de mort cellulaire qui se produit pendant la mitose. Il r sulte d'une combinaison de l sions cellulaires et de dysfonctionnements de plusieurs points de contr le du cycle cellulaire tels que les points de contr le G1, S et G2 des dommages l'ADN ou le point de contr le de l'assemblage du fuseau (page 87). L'incapacit arr ter le cycle cellulaire avant que la mitose ne se produise entra ne des probl mes de s paration des chromosomes, ce qui d clenche la voie apoptotique et la mort cellulaire. La paraptose est une mort cellulaire alternative non apoptotique qui peut tre induite par les r cepteurs du facteur de croissance (c'est- -dire le r cepteur du facteur de croissance de l'insuline [IGF-1]). Contrairement l'apoptose, la mort cellulaire n'est pas m di e par les caspases mais par les prot ines kinases activ es par les mitog nes (MAPK). Au niveau cellulaire, la paraptose se caract rise par la formation de plusieurs grandes vacuoles dans le cytoplasme cellulaire ainsi que par des gonflements mitochondriaux. La pyroptose est une forme de mort cellulaire induite par l'infection par certains micro-organismes qui g n rent des r actions inflammatoires intenses. Cette voie d pend uniquement de l'enzyme caspase-1, qui n'est pas impliqu e dans la cascade de caspases dans la mort cellulaire apoptotique. La caspase-1 active les cytokines inflammatoires telles que l'IL-1 et l'IL-18 qui interviennent dans les r actions inflammatoires intenses dans les tissus environnants. La n croptose est un m canisme de mort cellulaire ind pendant de la caspase qui peut tre induit dans diff rents types de cellules. Elle est initi e par l'activation des r cepteurs du facteur de n crose tumorale (TNFR ou r cepteurs de mort) et de la voie de signalisation Fas. Bien qu'elle se produise dans des conditions r gul es, la mort cellulaire n croptotique est caract ris e par les m mes caract ristiques morphologiques que la mort n crotique non r gul e. La n crostatine-1 est un inhibiteur sp cifique de la n croptose qui r duit consid rablement les l sions isch miques dans les tissus affect s. FIGURE 3.20 Sch ma des m canismes conduisant l'apoptose. Les stimuli externes et internes peuvent d clencher l'apoptose en activant la cascade enzymatique de caspases. De nombreux activateurs externes agissent sur la cellule pour initier des signaux menant l'apoptose ; notez que le TNF et le TGF agissent par l'interm diaire d'un r cepteur de mort . La lib ration contr l e du cytochrome c par les mitochondries est une tape interne importante dans l'activation de l'apoptose. Des tudes microscopiques des cellules mourantes dans les tissus r v lent que diff rentes formes de mort cellulaire peuvent se produire simultan ment et que les cellules mourantes peuvent partager les caract ristiques de diff rents types de mort cellulaire. Tissus : concept et classification VUE D'ENSEMBLE DES TISSUS / 98 PITHH LIUM / 99 TISSU CONJONCTIF / 99 TISSU MUSCULAIRE / 100 TISSU NERVEUX / 101 HISTOGEN SE DES TISSUS / 102 D riv s ectodermiques / 102 D riv s m sodermiques / 102 D riv s endodermiques / 102 IDENTIFICATION DES TISSUS / 102 Dossier 4.1 Corr lation clinique : t ratomes ovariens / 103 Les tissus sont des agr gats ou des groupes de cellules organis s pour remplir une ou plusieurs fonctions sp cifiques. Au microscope optique, les cellules et les composants extracellulaires des diff rents organes du corps pr sentent un mod le d'organisation reconnaissable et souvent distinctif. Cet arrangement organis refl te l'effort de coop ration des cellules remplissant une fonction particuli re. Par cons quent, une agr gation organis e de cellules qui fonctionnent de mani re collective s'appelle un tissu. Bien qu'il soit souvent dit que la cellule est l'unit fonctionnelle de base du corps, ce sont vraiment les tissus, gr ce aux efforts collaboratifs de leurs cellules individuelles, qui sont responsables du maintien des fonctions corporelles. Les cellules l'int rieur des tissus communiquent par le biais de jonctions intercellulaires sp cialis es (jonctions lacunaires, page 131), facilitant ainsi cet effort de collaboration et permettant aux cellules de fonctionner comme une unit fonctionnelle. D'autres m canismes qui permettent aux cellules d'un tissu donn de fonctionner de mani re unifi e comprennent des r cepteurs membranaires sp cifiques et des jonctions d'ancrage entre les cellules. Malgr leur structure disparate et leurs propri t s physiologiques, tous les organes ne sont constitu s que de quatre |
Histologie de Ross | types de tissus de base. Le concept tissulaire fournit une base pour comprendre et reconna tre les nombreux types de cellules dans le corps et comment ils interagissent. Malgr les variations dans l'apparence g n rale, l'organisation structurelle et les propri t s physiologiques des diff rents organes du corps, les tissus qui les composent sont class s en quatre types de base. L' pith lium (tissu pith lial) recouvre les surfaces du corps, tapisse les cavit s corporelles et forme des glandes. Le tissu conjonctif sous-tend ou soutient les trois autres tissus de base, tant sur le plan structurel que fonctionnel. Le tissu musculaire est compos de cellules contractiles et est responsable du mouvement. Le tissu nerveux re oit, transmet et int gre des informations provenant de l'ext rieur et de l'int rieur du corps pour contr ler les activit s du corps. Chaque tissu de base est d fini par un ensemble de caract ristiques morphologiques g n rales ou de propri t s fonctionnelles. Chaque type peut tre subdivis en fonction des caract ristiques sp cifiques de ses diff rentes populations cellulaires et de toute substance extracellulaire sp ciale qui peut tre pr sente. Pour classer les tissus de base, deux param tres de d finition diff rents sont utilis s. La d finition de l' pith lium et du tissu conjonctif repose principalement sur la morphologie. Pour les tissus musculaires et nerveux, il est principalement fonctionnel. De plus, les m mes param tres existent pour la d signation des sous-classes de tissus. Par exemple, alors que le tissu musculaire lui-m me est d fini par sa fonction, il est subclass en cat gories lisses et stri es, une distinction purement morphologique et non fonctionnelle. Un autre type de tissu contractile, le myo pith lium, fonctionne comme un tissu musculaire, mais est g n ralement appel pith lium en raison de son emplacement. Pour ces raisons, la classification des tissus ne peut pas tre r duite une simple formule. On conseille plut t aux l ves d'apprendre les caract ristiques des diff rentes agr gations cellulaires qui d finissent les quatre tissus de base et leurs sous-classes. L' pith lium se caract rise par une apposition cellulaire dense et une pr sence une surface libre. Les cellules pith liales, qu'elles soient dispos es en une seule couche ou en plusieurs couches, sont toujours contigu s les unes aux autres. De plus, ils sont g n ralement reli s par des jonctions intercellulaires sp cialis es qui cr ent une barri re entre la surface libre et le tissu conjonctif adjacent. L'espace intercellulaire entre les cellules pith liales est minimal et d pourvu de toute structure, sauf l o des attaches jonctionnelles sont pr sentes. Les surfaces libres sont caract ristiques de l'ext rieur du corps, de la surface externe de nombreux organes internes et de la paroi des cavit s, des tubes et des conduits du corps, la fois ceux qui communiquent finalement avec l'ext rieur du corps et ceux qui sont enferm s. Les cavit s et les tubes corporels ferm s comprennent les cavit s pleurale, p ricardiale et p riton ale ainsi que le syst me cardiovasculaire. Tous ces l ments sont tapiss s d' pith lium. Les sous-classifications de l' pith lium sont g n ralement bas es sur la forme des cellules et le nombre de couches cellulaires plut t que sur la fonction. Les formes des cellules comprennent les cellules squameuses (aplaties), cubo des et colonnaires. Les couches sont d crites comme simples (couche unique) ou stratifi es (couches multiples). La figure 4.1 montre les pith liums de deux sites. Les deux sont des pith liums simples (c'est- -dire une couche cellulaire paisse). La principale distinction entre les deux exemples est la forme des cellules, cubo dale ou colonnaire. Dans les deux pith liums, cependant, les cellules occupent une position de surface. Le tissu conjonctif est caract ris sur la base de sa matrice extracellulaire. Contrairement aux cellules pith liales, les cellules du tissu conjonctif sont visiblement s par es les unes des autres. Les espaces interm diaires sont occup s par la mati re produite par les cellules. Ce mat riau extracellulaire est appel matrice extracellulaire. La nature des cellules et de la matrice varie en fonction de la fonction du tissu. Ainsi, la sous-classification du tissu conjonctif prend en compte non seulement les cellules, mais aussi la composition et l'organisation de la matrice extracellulaire. Un type de tissu conjonctif trouv en troite association avec la plupart des pith liums est le tissu conjonctif l che (Fig. 4.2a). En fait, c'est le tissu conjonctif sur lequel reposent la plupart des pith liums. La matrice extracellulaire du tissu conjonctif l che contient des fibres de collag ne dispos es de mani re l che et de nombreuses cellules. Certaines de ces cellules, les fibroblastes, forment et maintiennent la matrice extracellulaire. Cependant, la plupart des cellules sont migratrices du syst me vasculaire et ont des r les ass |
Histologie de Ross | oci s au syst me immunitaire. En revanche, l o seule la force est requise, les fibres de collag ne sont plus nombreuses et dens ment emball es. De plus, les cellules sont relativement clairsem es et limit es la cellule formant les fibres, le fibroblaste (Fig. 4.2b). Ce type de tissu conjonctif est d crit comme un tissu conjonctif dense. L'os et le cartilage sont deux autres types de tissu conjonctif caract ris s par le mat riau associ au collag ne (c'est- -dire le calcium [os] et l'hyaluronane [cartilage]). Encore une fois, dans ces deux tissus, c'est le mat riel extracellulaire qui caract rise le tissu, et non les cellules. FIGURE 4.1 pith liums simples. un. Une coupe color e H&E montrant un canal pancr atique tapiss d'une seule couche de cellules pith liales cubo des contigu s. La surface libre des cellules fait face la lumi re ; La surface basale est en apposition au tissu conjonctif. 540. b. Une coupe color e H&E montrant une seule couche de cellules pith liales cylindriques hautes tapissant la v sicule biliaire. Notez que les cellules sont beaucoup plus hautes que les cellules de la muqueuse du canal pancr atique. La surface libre des cellules pith liales est expos e la lumi re de la v sicule biliaire, et la surface basale est en apposition au tissu conjonctif adjacent. 540. FIGURE 4.2 Tissu conjonctif l che et dense. un. Sp cimen color de Mallory-Azan d'une coupe travers l' piglotte, montrant la partie inf rieure de son pith lium stratifi (Ep), son tissu conjonctif l che sous-jacent (LCT) et son tissu conjonctif dense (DCT) en dessous. Le tissu conjonctif l che contient g n ralement de nombreuses cellules de plusieurs types. Leurs noyaux varient en taille et en forme. Les noyaux allong s appartiennent tr s probablement aux fibroblastes. Parce que le tissu conjonctif dense contient d' pais faisceaux de collag ne, il se tache plus intens ment avec le colorant bleu. Notez galement le nombre relativement moins lev de noyaux. 540. b. Un sp cimen de tissu conjonctif dense color par Mallory, montrant une r gion compos e de nombreuses fibres de collag ne dens ment tass es. Les quelques noyaux (N) pr sents appartiennent aux fibroblastes. La combinaison de fibres dens ment tass es et de la raret des cellules caract rise un tissu conjonctif dense. Relativement peu de petits vaisseaux sanguins (VB) sont illustr s sur cette section. 540. Pour fonctionner efficacement afin d'effectuer le mouvement, la plupart des cellules musculaires sont agr g es en faisceaux distincts qui sont facilement Le tissu musculaire est cat goris sur la base d'une fonction distincte du tissu environnant. Propri t des cellules musculaires, la capacit de ses cellules se contracter. sont g n ralement allong es et orient es avec leurs longs axes Les cellules musculaires sont caract ris es par de grandes quantit s de dans la m me direction (Fig. 4.3). L'arrangement des prot ines contractiles actine et myosine dans leurs noyaux cytoplasmiques est galement coh rent avec l'orientation parall le et par leur arrangement cellulaire particulier dans le tissu. cellules musculaires. FIGURE 4.3 Tissu musculaire. un. Un sp cimen color H&E montrant une partie de trois fibres musculaires squelettiques (cellules) sectionn es longitudinalement. Deux caract ristiques frappantes de ces grandes et longues cellules sont leurs stries transversales caract ristiques et les nombreux noyaux situ s le long de la p riph rie de la cellule. 420. b. Un sp cimen color Mallory montrant des fibres musculaires cardiaques qui pr sentent galement des stries. Ces fibres sont compos es de cellules individuelles beaucoup plus petites que celles du muscle squelettique et sont dispos es bout bout pour former de longues fibres. La plupart des fibres sont visibles en r seau longitudinal. L'agr gation organis e, c'est- -dire l'ensemble parall le des fibres dans le cas du tissu musculaire, permet un effort collectif dans l'ex cution de leur fonction. Des disques intercal s (fl ches) marquent la jonction des cellules adjacentes. 420. Bien que la forme et la disposition des cellules de types musculaires sp cifiques (par exemple, les muscles lisses, les muscles squelettiques et le muscle cardiaque) soient tr s diff rentes, tous les types de muscles partagent une caract ristique commune : la majeure partie du cytoplasme est constitu e des prot ines contractiles actine et myosine. Bien que ces prot ines soient omnipr sentes dans toutes les cellules, ce n'est que dans les cellules musculaires qu'elles sont pr sentes en si grandes quantit s et organis es en r seaux si hautement ordonn s que leur activit contractile peut produire du mouvement dans un organe ou un organisme entier. Le tissu nerveux est constitu de cellules nerveuses (neurones) et de cellules de soutien associ es de plusieurs types. Bien que toutes les cellules pr sentent des propri t s lectriques, les cellules nerveuses ou neurones sont hautement sp cialis s pour transmettre des |
Histologie de Ross | impulsions lectriques d'un site du corps un autre ; Ils sont galement sp cialis s pour int grer ces impulsions. Les cellules nerveuses re oivent et traitent des informations de l'environnement externe et interne et peuvent avoir des r cepteurs sensoriels et des organes sensoriels sp cifiques pour accomplir cette fonction. Les neurones sont caract ris s par deux types de processus diff rents par lesquels ils interagissent avec d'autres cellules nerveuses et avec les cellules de l' pith lium et du muscle. Un seul et long axone (parfois plus long qu'un m tre) transporte les impulsions loin du corps cellulaire, qui contient le noyau du neurone. Plusieurs dendrites re oivent des impulsions et les transportent vers le corps cellulaire. (Dans les coupes histologiques, il est g n ralement impossible de diff rencier les axones et les dendrites car ils ont le m me aspect structurel.) L'axone se termine une jonction neuronale appel e synapse laquelle les impulsions lectriques sont transf r es d'une cellule l'autre par la s cr tion de neurom diateurs. Ces substances chimiques sont lib r es au niveau des synapses pour g n rer des impulsions lectriques dans le neurone communicant adjacent. Dans le syst me nerveux central (SNC), qui comprend le cerveau et la moelle pini re, les cellules de soutien sont appel es cellules neurogliales. Dans le syst me nerveux p riph rique (SNP), qui comprend les nerfs de toutes les autres parties du corps, les cellules de soutien sont appel es cellules de Schwann (neurilemmales) et cellules satellites. Les cellules de soutien sont responsables de plusieurs fonctions importantes. Ils s parent les neurones les uns des autres, produisent la gaine de my line qui isole et acc l re la conduction dans certains types de neurones, fournissent une phagocytose active pour liminer les d bris cellulaires et contribuent la barri re h mato-enc phalique dans le SNC. Dans une coupe ordinaire color e l'h matoxyline et l' osine (H&E), le tissu nerveux peut tre observ sous la forme d'un nerf, qui se compose d'un nombre variable de processus neuronaux avec leurs cellules de soutien (Fig. 4.4a). Les nerfs sont le plus souvent observ s en sections longitudinales ou transversales dans le tissu conjonctif l che. Les corps cellulaires nerveux du SNP, y compris le syst me nerveux autonome (SNA), sont observ s en agr gations appel es ganglions, o ils sont entour s de cellules satellites (Fig. 4.4b). Les neurones et les cellules de soutien sont d riv s du neuroectoderme, qui forme le tube neural de l'embryon. Le neuroectoderme provient de l'invagination d'une couche pith liale, l'ectoderme dorsal de l'embryon. Certaines cellules du syst me nerveux, telles que les cellules pendymaires et les cellules du plexus choro de du SNC, conservent les fonctions d'absorption et de s cr tion caract ristiques des cellules pith liales. FIGURE 4.4 Tissu nerveux. un. Une section d'un nerf p riph rique tach e de Mallory. Le tissu nerveux se compose d'un grand nombre d'axones my linis s filiformes maintenus ensemble par du tissu conjonctif. Les axones ont t coup s en croix et apparaissent sous la forme de petites structures rouges ressemblant des points. L'espace d gag autour des axones contenait auparavant de la my line qui a t dissoute et perdue lors de la pr paration de l' chantillon. Le tissu conjonctif est color en bleu. Il forme un r seau d licat autour des axones my linis s et enveloppe le faisceau, formant ainsi une unit structurelle, le nerf. 270. b. Coupe d'un ganglion nerveux color e par Azan, montrant les grands corps cellulaires nerveux sph riques et les noyaux des petites cellules satellites qui entourent les corps des cellules nerveuses. Les axones associ s aux corps des cellules nerveuses ne sont pas my linis s. Ils sont consid r s comme des faisceaux de fibres nerveuses (NFB) entre des amas de corps cellulaires. 270. Dans l'embryon en d veloppement pr coce pendant la phase de gastrulation, un embryon trilaminaire (disque germinatif trilaminaire) se forme. Les trois couches germinales comprennent l'ectoderme, le m soderme et l'endoderme, qui donnent naissance tous les tissus et organes. L'ectoderme est la plus externe des trois couches germinales. Les d riv s de l'ectoderme peuvent tre divis s en deux grandes classes : l'ectoderme de surface et le neuroectoderme. L'ectoderme de surface donne naissance : l' piderme et ses d riv s (cheveux, ongles, glandes sudoripares, glandes s bac es, parenchyme et canaux des glandes mammaires), l' pith lium de la corn e et du cristallin de l' il, l'organe de l' mail et l' mail des dents, les composants de l'oreille interne, l'ad nohypophyse (lobe ant rieur de l'hypophyse) et la muqueuse de la cavit buccale et de la partie inf rieure du canal anal. Le neuroectoderme donne naissance : le tube neural et ses d riv s, y compris les composants du syst me nerveux central, l' pendyme ( pith lium tapissant les cavit s du cerveau et de la moelle |
Histologie de Ross | pini re), le corps pin al, le lobe post rieur de l'hypophyse (neurohypophyse) et l' pith lium sensoriel de l' il, de l'oreille et du nez ; la cr te neurale et ses d riv s, y compris les composants du syst me nerveux p riph rique (ganglions cr niens, rachidiens et autonomes, nerfs p riph riques et cellules de Schwann) ; cellules gliales (oligodendrocytes et astrocytes) ; cellules chromaffines (m dullaires) de la glande surr nale ; cellules ent roendocrines (APUD) du syst me neuroendocrinien diffus ; les m lanoblastes, les pr curseurs des m lanocytes ; le m senchyme de la t te et ses d riv s (tels que les arcs pharyngiens qui contiennent les muscles, le tissu conjonctif, les nerfs et les vaisseaux) ; odontoblastes ; et l'endoth lium corn en et vasculaire. Le m soderme est le milieu des trois couches germinales primaires d'un embryon. Il donne naissance : du tissu conjonctif, y compris le tissu conjonctif embryonnaire (m senchyme), le tissu conjonctif proprement dit (tissu conjonctif l che et dense) et les tissus conjonctifs sp cialis s (cartilage, os, tissu adipeux, tissu sanguin et h mopo tique) et le tissu lymphatique ; le c ur, les vaisseaux sanguins et les vaisseaux lymphatiques, y compris leur muqueuse endoth liale ; les reins et les gonades (ovaires et testicules) avec les canaux g nitaux et leurs d riv s (uret res, trompes ut rines, ut rus, canal d f rent) ; m soth lium, l' pith lium qui tapisse les cavit s p ricardiale, pleurale et p riton ale ; et le cortex surr nalien. L'endoderme est la couche la plus interne des trois couches germinales. Chez l'embryon pr coce, il forme la paroi de l'intestin primitif et donne naissance des parties pith liales ou des muqueuses des organes issus du tube intestinal primitif. Les d riv s de l'endoderme comprennent : l' pith lium du tube digestif ( l'exclusion de l' pith lium de la cavit buccale et de la partie inf rieure du canal anal, qui sont d'origine ectodermique) ; l' pith lium extra-muros des glandes digestives (par ex. le foie, le pancr as et la v sicule biliaire) ; rev tement de l' pith lium de la vessie et de la majeure partie de l'ur tre ; pith lium du syst me respiratoire ; composants pith liales de la thyro de, de la parathyro de et du thymus ; parenchyme des amygdales ; rev tement de l' pith lium de la cavit tympanique et des trompes auditives (Eustaches). Les glandes thyro de et parathyro de se d veloppent sous forme d'excroissances pith liales du sol et des parois du pharynx ; Ils perdent alors leurs attaches partir de ces sites d'excroissance d'origine. En tant qu'excroissance pith liale de la paroi pharyng e, le thymus se d veloppe dans le m diastin et perd galement sa connexion d'origine. La figure 4.5 r sume les d riv s des trois couches germinales. La reconnaissance des tissus est bas e sur la pr sence de composants sp cifiques dans les cellules et sur des relations cellulaires sp cifiques. Garder l'esprit ces quelques faits et concepts de base sur les quatre tissus fondamentaux peut faciliter la t che d'examen et d'interpr tation du mat riel des lames histologiques. Le premier objectif est de reconna tre les agr gats de cellules en tant que tissus et de d terminer les caract ristiques particuli res qu'ils pr sentent. Les cellules sont-elles pr sentes une surface ? Sont-ils en contact avec leurs voisins, ou sont-ils s par s par un mat riau interm diaire d finissable ? Appartiennent-ils un groupe ayant des propri t s sp ciales telles que les muscles ou les nerfs ? La structure et la fonction de chaque tissu fondamental sont examin es dans les chapitres suivants. En nous concentrant sur un seul tissu sp cifique, nous s parons, en un sens, artificiellement les tissus constitutifs des organes. Cependant, cette s paration est n cessaire pour comprendre et appr cier l'histologie des diff rents organes du corps et les moyens par lesquels ils fonctionnent en tant qu'unit s fonctionnelles et syst mes int gr s. chapitre 4 Tissus : concept et classification I DE NTI FYI N G TISSU ES 103 FIGURE 4.5 D riv s des trois couches germinales. Le dessin sch matique illustre les d riv s des trois couches germinales : l'ectoderme, l'endoderme et le m soderme. GI, gastro-intestinale. (D'apr s Moore KL, Persaud TVN. L'embryologie humaine en d veloppement, orient e cliniquement. Philadelphie : WB Saunders, 1998.) Ganglions et nerfs cr niens et sensoriels M dullosurr nale M lanocytes Cartilages de l'arc pharyng M senchyme de la t te et tissu conjonctif Cellules de Schwann Odontoblastes Ectoderme de surface piderme, cheveux, ongles, Voies cutan es et mammaires Glande pituitaire ant rieure mail de l'oreille interne pith lium corn en et lentille de l' il Neuroectoderme (tube neural) Syst me nerveux central R tine Corps pin al post rieur Hypophyse de la t te M soderme Cr ne (cr ne) Tissu conjonctif de la t te Dentine M soderme paraxial muscle squelettique du tronc et des membres, l'exception des muscles cr niens, de la t te, du derme, du tiss |
Histologie de Ross | u conjonctif de la peau, du m soderme interm diaire, du syst me urog nital, y compris les gonades, les canaux et les glandes accessoires, du m soderme lat ral, du tissu conjonctif et des muscles des visc res, des membranes s reuses de la pl vre, du p ricarde et du p ritoine, des cellules sanguines et lymphatiques, des syst mes cardiovasculaire et lymphatique, de la rate, du cortex surr nalien, de l'endoderme, des voies respiratoires (trach e, bronches, poumons) Tractus gastro-intestinal (pharynx, sophage, estomac, intestin gr le et gros intestin) vessie et ouraque glande thyro de cavit tympanique tube auditif amygdales glandes parathyro des foie pancr as muqueuse pith liale de : parties pith liales de : parties pith liales de : Il est d'int r t clinique que, dans certaines conditions, une diff renciation abnor-male puisse survenir. La plupart des tumeurs d rivent des cellules qui proviennent d'une seule couche de cellules germinales. Cependant, si les cellules tumorales proviennent des cellules souches pluripotentielles, leur masse peut contenir des cellules qui se diff rencient et ressemblent des cellules provenant des trois couches germinales. Le r sultat est la formation d'une tumeur qui contient une vari t de probl mes matures dispos s de mani re d sorganis e. De telles masses sont appel es t ratomes. tant donn que les cellules souches pluripotentielles sont principalement rencontr es dans les gonades, les t ratomes se produisent presque toujours dans les gonades. Dans l'ovaire, ces tumeurs se d veloppent g n ralement en masses solides qui contiennent des caract ristiques de l'ovaire. DOSSIER 4.1 Corr lation clinique : t ratomes ovariens DOSSIER 4.1 Corr lation clinique : T ratomes ovariens (suite) tissus basiques matures. Bien que les tissus ne parviennent pas former des structures fonctionnelles, des structures ressemblant des organes peuvent souvent tre observ es (c'est- -dire les dents, les cheveux, l' piderme, les segments intestinaux, etc.). Des t ratomes peuvent galement se d velopper dans les testicules, mais ils sont rares. De plus, les t ratomes ovariens sont g n ralement b nins, tandis que les t ratomes des testicules sont compos s de tissus moins diff renci s qui conduisent g n ralement une tumeur maligne. Un exemple de t ratome ovarien de masse solide contenant du tissu enti rement diff renci est illustr dans la micrographie centrale de la figure F4.1.1. La faible puissance r v le l'absence de structures organis es mais ne permet pas d'identifier les tissus sp cifiques pr sents. Cependant, avec un grossissement plus lev , comme le montrent les inserts (a f), des tissus diff renci s matures sont vidents. Cette tumeur repr sente un t ratome mature de l'ovaire, souvent appel kyste d mo de. Cette tumeur b nigne a un cariotype f minin normal 46XX ; D'apr s des tudes g n tiques, on pense que ces tissus apparaissent par le d veloppement d'ovocytes parth nog nes. Les t ratomes matures sont des tumeurs ovariennes courantes dans l'enfance et au d but de la reproduction. L'exemple donn la figure F4.1.1 montre que l'on peut facilement identifier les caract ristiques des tissus, m me dans une structure non organis e. Encore une fois, le point important est la capacit de reconna tre les agr gats de cellules et de d terminer les caract ristiques particuli res qu'ils pr sentent. FIGURE F4.1.1 T ratome ovarien. Au centre se trouve une section color e H&E d'un t ratome ovarien observ faible grossissement. Cette masse est compos e de divers tissus de base qui sont bien diff renci s et faciles identifier un grossissement plus lev . La caract ristique anormale est le manque d'organisation des tissus pour former des organes fonctionnels. Les tissus l'int rieur des zones encadr es sont observ s un grossissement plus lev dans les micrographies a-f. Le grossissement plus lev permet d'identifier certains des tissus de base pr sents dans cette tumeur. 10. un. pith lium cylindrique simple tapissant une cavit d'un petit kyste. 170. En m daillon. Grossissement plus lev de l' pith lium et du tissu conjonctif sous-jacent. 320. b. Tissu conjonctif dense et r gulier formant une structure tendineuse. 170. c. Zone montrant du cartilage hyalin (C) et des spicules osseux en d veloppement (B). 170. d. Tissu c r bral avec cellules gliales. 170. e. Fibres musculaires cardiaques. 220. En m daillon. Grossissement plus lev montrant des disques intercal s (fl ches). 320. et suiv. Fibres musculaires squelettiques coup es en coupe transversale. 220. APER U DE LA STRUCTURE ET DE LA FONCTION PITH LIALES / 105 CLASSIFICATION DE L' PITH LIUM / 106 POLARIT CELLULAIRE / 107 LE DOMAINE APICAL ET SES MODIFICATIONS / 109 Microvillosit s / 109 St r ocils / 110 Cils / 113 LE DOMAINE LAT RAL ET SES SP CIALISATIONS DANS L'ADH SION DE CELLULE CELLULE / 121 Jonctions occlusives / 124 Jonctions d'ancrage / 127 Jonctions communicantes / 131 Sp cialisations morphologiques de la surface l |
Histologie de Ross | at rale de la cellule / 133 LE DOMAINE BASAL ET SES SP CIALISATIONS DANS L'ADH SION DE LA MATRICE CELLULAIRE EXTRACELLULAIRE / 134 Structure et fonction de la membrane basale / 134 Jonctions de la matrice cellule-extracellulaire / 144 Modifications morphologiques de la surface des cellules basales / 146 GLANDES / 146 RENOUVELLEMENT CELLULAIRE PITH LIAL / 150 Dossier 5.1 Corr lation clinique : m taplasie pith liale / 109 Dossier 5.2 Corr lation clinique : Dyskin sie ciliaire primitive / 120 Dossier 5.3 Corr lation clinique : les complexes jonctionnels comme cible d'agents pathog nes / 128 Dossier 5.4 Consid rations fonctionnelles : Terminologie de la membrane basale et de la lame basale / 138 Folder 5.5 Consid rations fonctionnelles : mucus et membranes s reuses / 150 L' pith lium recouvre les surfaces du corps, tapisse les cavit s corporelles et constitue les glandes. L' pith lium est un tissu avasculaire compos de cellules qui recouvrent les surfaces ext rieures du corps et tapissent les cavit s internes ferm es (y compris le syst me vasculaire) et les tubes corporels qui communiquent avec l'ext rieur (les voies alimentaires, respiratoires et g nito-urinaires). L' pith lium forme galement la partie s cr toire (parenchyme) des glandes et de leurs canaux. De plus, des cellules pith liales sp cialis es fonctionnent comme des r cepteurs pour les sens sp ciaux (odorat, go t, ou e et vision). Les cellules qui composent l' pith lium ont trois caract ristiques principales : elles sont troitement appos es et adh rent les unes aux autres au moyen de mol cules d'adh sion sp cifiques de cellule cellule qui forment des jonctions cellulaires sp cialis es (Fig. 5.1). Ils pr sentent une polarit fonctionnelle et morphologique. En d'autres termes, diff rentes fonctions sont associ es trois domaines morphologiques de surface distincts : un domaine surface libre ou apical, un domaine lat ral et un domaine basal. Les propri t s de chaque domaine sont d termin es par des lipides sp cifiques et des prot ines membranaires int grales. Leur surface basale est attach e une membrane basale sous-jacente, une couche non cellulaire riche en prot ines et en polysaccharides, d montrable au niveau microscopique optique par des m thodes histochimiques (voir Fig. 1.2, page 6). FIGURE 5.1 Sch ma des cellules pith liales absorbantes de l'intestin gr le. un. Les trois domaines cellulaires d'une cellule pith liale typique sont indiqu s sur le sch ma. Le complexe jonctionnel assure l'adh sion entre les cellules adjacentes et s pare l'espace luminal de l'espace intercellulaire, limitant ainsi le mouvement du fluide entre la lumi re et le tissu conjonctif sous-jacent. La voie intracellulaire du mouvement du fluide pendant l'absorption (fl ches) va de la lumi re intestinale la cellule, puis travers la membrane cellulaire lat rale dans l'espace intercellulaire et, enfin, travers la membrane basale jusqu'au tissu conjonctif. b. Cette photomicrographie d'une mince section d' pith lium intestinal recouverte de plastique, color e au bleu de toluidine, montre des cellules activement engag es dans le transport des fluides. Comme sur le sch ma ci-contre, les espaces intercellulaires sont pro minents, r fl chissant le liquide passant dans cet espace avant de p n trer dans le tissu conjonctif sous-jacent. 1,250. Dans des situations particuli res, les cellules pith liales n'ont pas de surface libre (tissus pith lio des). certains endroits, les cellules sont troitement appos es les unes aux autres mais n'ont pas de surface libre. Bien que l'apposition troite de ces cellules et la pr sence d'une membrane basale les classent comme pith lium, l'absence de surface libre classe plus correctement ces agr gats cellulaires comme des tissus pith lio des. Les cellules pith lio des sont d riv es de cellules m senchymateuses prog nitrices (cellules non diff renci es d'origine embryonnaire pr sentes dans le tissu conjonctif). Bien que les cellules prog nitrices de ces tissus pith lio des puissent provenir d'une surface libre ou que les cellules immatures aient pu avoir une surface libre un moment donn du d veloppement, les cellules matures n'ont pas d'emplacement de surface ou de connexion de surface. L'organisation pith lio de est typique de la plupart des glandes endocrines ; des exemples de tels tissus comprennent les cellules interstitielles de Leydig dans le testicule (planche 3, page 156), les cellules lut ines de l'ovaire, les lots de Langerhans dans le pancr as, le parenchyme de la glande surr nale et le lobe ant rieur de la glande pituitaire. Les cellules pith lior ticulaires du thymus peuvent galement tre incluses dans cette cat gorie. Les motifs pith lio des sont galement form s par des accumulations de macrophages de tissu conjonctif en r ponse certains types de blessures et d'infections, ainsi que par de nombreuses tumeurs d riv es de l' pith lium. L' pith lium cr e une barri re s lective entre l'environn |
Histologie de Ross | ement ext rieur et le tissu conjonctif sous-jacent. Le recouvrement et la doublure de l' pith lium forment un investissement cellulaire en forme de feuille qui s pare le tissu conjonctif sous-jacent ou adjacent de l'environnement externe, des cavit s internes ou du tissu conjonctif fluide tel que le sang et la lymphe. Entre autres r les, cet investissement pith lial fonctionne comme une barri re s lective qui facilite ou inhibe le passage de substances sp cifiques entre l'environnement ext rieur (y compris les cavit s corporelles) et le compartiment du tissu conjonctif sous-jacent. La classification traditionnelle de l' pith lium est descriptive et bas e sur deux facteurs : le nombre de couches cellulaires et la forme des cellules de surface. La terminologie ne refl te donc que la structure, pas la fonction. Ainsi, l' pith lium est d crit comme : simple lorsqu'il a une couche cellulaire d' paisseur et stratifi lorsqu'il a deux couches cellulaires ou plus. Les cellules individuelles qui composent un pith lium sont d crites comme suit : squameuses lorsque la largeur de la cellule est sup rieure son cubo de lorsque la largeur, la profondeur et la hauteur sont peu pr s les m mes ; et colonnaire lorsque la hauteur de la cellule d passe sensiblement la largeur (le terme colonnaire bas est souvent utilis lorsque la hauteur d'une cellule d passe peine ses autres dimensions). Ainsi, en d crivant le nombre de couches cellulaires (c'est- -dire simples ou stratifi es) et la forme de la cellule de surface, les diff rentes configurations d' pith liums sont facilement class es. Les cellules de certaines glandes exocrines sont plus ou moins pyramidales, avec leurs apex dirig s vers une lumi re. Cependant, ces cellules sont toujours class es comme cubo des ou colonnaires, en fonction de leur hauteur par rapport leur largeur la base de la cellule. Dans un pith lium stratifi , la forme et la hauteur des cellules varient g n ralement d'une couche l'autre, mais seule la forme des cellules qui forment la couche superficielle est utilis e pour classer l' pith lium. Par exemple, l' pith lium pith lium squameux stratifi est constitu de plus d'une couche de cellules, et la couche superficielle est constitu e de cellules plates ou squameuses. Dans certains cas, un troisi me facteur, la sp cialisation du domaine de surface de la cellule apicale, peut tre ajout ce syst me de classification. Par exemple, certains pith liums colonnaires simples sont class s comme cili s colonnaires simples lorsque le domaine de surface apical poss de des cils. Le m me principe s'applique l' pith lium pith lial squameux stratifi , dans lequel les cellules de surface peuvent tre k ratinis es ou non k ratinis es. Ainsi, l' piderme serait d sign comme pith lium k ratinis squameux stratifi en raison des cellules k ratinis es la surface. L' pith lium pseudostratifi et l' pith lium transitionnel sont des classifications sp ciales de l' pith lium. Deux cat gories sp ciales d' pith lium sont pseudostratifi es et transitionnelles. L' pith lium pseudostratifi appara t stratifi , bien que certaines cellules n'atteignent pas la surface libre ; tous reposent sur la membrane basale (planche 2, page 154). Il s'agit donc en fait d'un pith lium simple. La distribution de l' pith lium pseudostratifi est limit e dans l'organisme. De plus, il est souvent difficile de discerner si toutes les cellules entrent en contact avec la membrane basale. Pour ces raisons, l'identification de l' pith lium pseudostratifi d pend g n ralement de la connaissance de l'endroit o il se trouve habituellement. L' pith lium transitionnel (uroth lium) est un terme appliqu l' pith lium qui tapisse les voies urinaires inf rieures, s' tendant des petits calices du rein jusqu' la partie proximale de l'ur tre. L'uroth lium est un pith lium stratifi avec des caract ristiques morphologiques sp cifiques qui lui permettent de se distendre (planche 3, page 156). Cet pith lium est d crit au chapitre 20. Le tableau 5.1 illustre les configurations cellulaires des diff rents types d' pith liums et leur nomenclature appropri e. L'endoth lium et le m soth lium sont les pith liums squameux simples qui tapissent le syst me vasculaire et les cavit s corporelles. Des noms sp cifiques sont donn s l' pith lium certains endroits : L'endoth lium est la muqueuse pith liale des vaisseaux sanguins et lymphatiques. L'endocarde est la muqueuse pith liale des ventricules et des oreillettes du c ur. Le m soth lium est l' pith lium qui tapisse les parois et recouvre le contenu des cavit s ferm es du corps (c.- -d. les cavit s abdominale, p ricardiale et pleurale ; Planche 1, page 152). L'endoth lium et l'endocarde, ainsi que le m soth lium, sont presque toujours de simples pith liums pith liques squameux. Une exception se trouve dans les veinules postcapillaires de certains tissus lymphatiques dans lesquels l'endoth lium est cubo dal. Ces veinules sont appel |
Histologie de Ross | es veinules endoth liales sup rieures (VEH). Une autre exception se trouve dans la rate, dans laquelle les cellules endoth liales des sinus veineux sont en forme de b tonnets et dispos es comme les douelles d'un tonneau. Diverses fonctions pith liales peuvent tre trouv es dans diff rents organes du corps. Un pith lium donn peut remplir une ou plusieurs fonctions, en fonction de l'activit des types de cellules pr sentes : s cr tion, comme dans l' pith lium cylindrique de l'estomac et des glandes gastriques ; absorption, comme dans l' pith lium cylindrique des intestins et les tubules convolut s proximaux dans le rein ; le transport, comme dans le transport de mat riaux ou de cellules le long de la surface d'un pith lium par des cils mobiles ou dans le transport de mat riaux travers un pith lium vers et depuis le tissu conjonctif ; protection, comme dans l' pith lium squameux stratifi de la peau ( piderme) et l' pith lium transitionnel de la vessie ; et la fonction du r cepteur pour recevoir et transduire des stimuli externes, comme dans les papilles gustatives de la langue, l' pith lium olfactif de la muqueuse nasale et la r tine de l' il. Les pith liums impliqu s dans la s cr tion ou l'absorption sont g n ralement simples ou, dans quelques cas, pseudostratifi s. La hauteur des cellules refl te souvent le niveau d'activit s cr toire ou absorbante. Les pith liums squameux simples sont compatibles avec un taux lev de transport trans pith lial. La stratification de l' pith lium est g n ralement corr l e l'imperm abilit trans pith liale. Enfin, dans certains pith liums pseudostratifi s, les cellules basales sont les cellules souches qui donnent naissance aux cellules fonctionnelles matures de l' pith lium, quilibrant ainsi le renouvellement cellulaire. Les cellules pith liales pr sentent une polarit distincte. Ils ont un domaine apical, un domaine lat ral et un domaine basal. Des caract ristiques biochimiques sp cifiques sont associ es chaque surface cellulaire. Ces caract ristiques et la disposition g om trique des cellules de l' pith lium d terminent la polarit fonctionnelle des trois domaines cellulaires. Le domaine libre ou apical est toujours dirig vers la surface ext rieure ou la lumi re d'une cavit ou d'un tube ferm . Le domaine lat ral communique avec les cellules adjacentes et est caract ris par des zones d'attache sp cialis es. Le domaine basal repose sur la lame basale qui ancre la cellule au tissu conjonctif sous-jacent. TABLEAU Types d' pith lium 5.1 Classification Quelques localisations typiques Fonction principale Squameux simple Syst me vasculaire (endoth lium) change, barri re dans les cavit s corporelles (m soth lium) Syst me nerveux central Capsule de Bowman (rein) change et lubrification Espaces respiratoires dans les poumons change de barri re Cubo de simple Petits canaux de glandes exocrines Absorption, conduit Surface de l'ovaire Barri re ( pith lium germinal) Absorption et s cr tion Tubules r naux Follicules thyro diens Intestin gr le colonnaire simple et c lon Absorption et s cr tion Muqueuse gastrique et gastrique Glandes s cr triques AbsorptionVessie biliaire Pseudostratifi Trach e et arbre bronchique S cr tion, conduitDuctus deferens Canaux eff rents de l' pididyme Absorption, conduit piderme stratifi Barri re, protection Cavit buccale et sophage Vagin Cubo de stratifi Canaux des glandes sudoripares Grands canaux d'exocrine Barri re, glandes conductrices Jonction anorectale Cylindrique stratifi Les plus grands canaux d'exocrine Barri re, Glandes canalis es Jonction anorectale Calice r nal transitionnel (uroth lium) Uret res Barri re, propri t distensible Vessie Ur tre tttttttt DOSSIER 5.1 Corr lation clinique : m taplasie pith liale La m taplasie pith liale est une conversion r versible d'un type de cellule pith liale mature en un autre type de cellule pith liale mature. La m taplasie est g n ralement une r ponse adaptative au stress, l'inflammation chronique ou d'autres stimuli anormaux. Les cellules d'origine sont remplac es par des cellules mieux adapt es au nouvel environnement et plus r sistantes aux effets des stimuli externes. La m taplasie r sulte de la reprogrammation des cellules souches pi-ith liales qui modifie les mod les d'expression de leurs g nes. La m taplasie pith liale la plus courante est cylindrique squameuse et se produit dans l' p-ith lium glandulaire, o les cellules cylindraires sont remplac es par l' pith lium pith lial squameux stratifi . Par exemple, la m taplasie squameuse se produit fr quemment dans l' pith lium respiratoire pseudostratifi de la trach e et des bronches en r ponse une exposition prolong e la fum e de cigarette. Il se produit galement dans le canal cervical chez les femmes atteintes d'infections chroniques. Dans cet exemple, l' pith lium cylindrique simple du canal cervical est remplac par l' pith lium squameux stratifi non k ratinis (Fig F5.1.1). De plus, la m taplasie |
Histologie de Ross | squameuse est perceptible dans l'uroth lium ( pith lium transitionnel) et est associ e des infections parasitaires chroniques telles que la schistosomiase. Une m taplasie pith liale squameuse cylindrique peut galement survenir. Par exemple, la suite d'un reflux gastro- sophagien ( sophage de Barrett), l' pith lium pith lium non k ratinis stratifi de la partie inf rieure de l' sophe peut subir une transformation m taplasique en un pith lium cylindrique simple de type intestinal contenant des cellules gobelettes. La m taplasie est g n ralement un ph nom ne r versible, et si le stimulus qui a caus la m taplasie est supprim , les tissus retournent leur mod le normal de diff renciation. Si les stimuli anormaux persistent pendant une longue p riode, les cellules m taplasiques squameuses peuvent se transformer en carcinome pidermo de. Les cancers du poumon, du col de l'ut rus et de la vessie proviennent souvent de l' pith lium m taplasique squameux. L' pith lium cylindrique squameux peut donner naissance des ad nocarcinomes glandulaires. Lorsqu'une m taplasie est diagnostiqu e, tous les efforts doivent tre dirig s vers l' limination du stimulus pathog ne (c.- -d. la cessation du tabagisme, l' radication des agents infectieux, etc.) et la surveillance du site m taplasique pour s'assurer que des changements canc reux ne commencent pas se d velopper. FIGURE F5.1.1 M taplasie pidermo de du col de l'ut rus. Photomicrographie d'un canal cervical tapiss d'un pith lium cylindrique simple. Notez que le centre de l'image est occup par un lot contenant un pith lium stratifi squameux. Cet pith lium m taplasique est entour des deux c t s par un pith lium cylindrique simple. tant donn que la m taplasie est d clench e par la reprogrammation des cellules souches, les cellules squameuses m taplasiques ont les m mes caract ristiques que l' pith lium pith lium squameux stratifi normal. 240. (Avec l'aimable autorisation du Dr Fabiola Medeiros.) Le m canisme mol culaire responsable de l' tablissement de la polarit dans les cellules pith liales est n cessaire pour cr er d'abord une barri re enti rement fonctionnelle entre les cellules adjucentes. Des complexes jonctionnels (qui seront abord s plus loin dans ce chapitre) se forment dans les parties apicales des cellules pith liales. Ces sites d'attachement sp cialis s sont non seulement responsables des adh sions cellulaires serr es, mais permettent galement l' pith lium de r guler les mouvements paracellulaires des solut s le long de leurs gradients lectroosmotiques. De plus, des complexes jonctionnels s parent le domaine de la membrane plasmique apicale des domaines basal et lat ral et leur permettent de se sp cialiser et de reconna tre diff rents signaux mol culaires. Dans de nombreuses cellules pith liales, le domaine apical pr sente des modifications de surface structurelles sp ciales pour remplir des fonctions sp cifiques. De plus, le domaine apical peut contenir des enzymes sp cifiques (par exemple, des hydrolases), des canaux ioniques et des prot ines porteuses (par exemple, des transporteurs de glucose). Les modifications structurelles de la surface comprennent : microvillosit s, processus cytoplasmiques contenant un noyau de filaments d'actine ; st r ocils (stereovillosit s), microvillosit s de longueur inhabituelle ; et les cils, processus cytoplasmiques contenant un faisceau de micro-tubules. Les microvillosit s sont des projections cytoplasmiques en forme de doigts sur la surface apicale de la plupart des cellules pith liales. Comme observ au microscope lectronique (EM), les microvillosit s varient consid rablement en apparence. Dans certains types de cellules, les microvillosit s sont des projections courtes, irr guli res et semblables des bleb. Dans d'autres types de cellules, ce sont des projections hautes, serr es et uniformes qui augmentent consid rablement la surface cellulaire libre. En g n ral, le nombre et la forme des microvillosit s d'un type de cellule donn sont en corr lation avec la capacit d'absorption de la cellule. Ainsi, les cellules qui transportent principalement les fluides et absorbent les m tabolites ont de nombreux FIGURE 5.2 Micrographies lectroniques montrant une variation des microvillosit s de diff rents types de cellules. un. Cellule pith liale de la glande ut rine ; petites saillies. b. Syncytiotrophoblaste du placenta ; Microvillosit s irr guli res et ramifi es. c. Cellule absorbante intestinale ; Microvillosit s uniformes, nombreuses et r guli rement dispos es. Tous les chiffres sont de 20 000. microvillosit s. Les cellules dans lesquelles le transport trans pith lial est moins actif ont des microvillosit s plus petites et de forme plus irr guli re. Parmi les pith liums qui transportent le liquide (par exemple, ceux de l'intestin et des tubules r naux), une bordure distinctive de stries verticales la surface apicale de la cellule, repr sentant un nombre tonnant de 15 000 micro |
Histologie de Ross | villosit s serr es, est facilement visible au microscope optique. Dans les cellules absorbantes intestinales, cette structure de surface tait l'origine appel e bordure stri e ; Dans les cellules des tubules r naux, on l'appelle la bordure en brosse. Lorsqu'il n'y a pas de modification apparente de la surface sur la base des observations au microscope optique, les microvillosit s pr sentes sont g n ralement courtes et peu nombreuses, ce qui explique pourquoi elles peuvent chapper la d tection au microscope optique. Les variations observ es dans les microvillosit s de divers types d' pith liums sont illustr es la figure 5.2. Les microvillosit s de l' pith lium intestinal (bord stri ) sont les plus ordonn es et sont m me plus uniformes en apparence que celles qui constituent le bord en brosse des cellules r nales. La structure interne des microvillosit s contient un noyau de filaments d'actine qui sont r ticul s par plusieurs prot ines d'actinient. Les microvillosit s contiennent un noyau visible d'environ 20 30 flaments d'actine. Leurs extr mit s barbel es (plus) sont ancr es la villine, une prot ine de 95 kilodaltons qui regroupe l'actine situ e l'extr mit des microvillosit s. Le faisceau d'actine s' tend vers le bas dans le cytoplasme apical. Ici, il interagit avec un r seau horizontal de filaments d'actine, la toile terminale, qui se trouve juste en dessous de la base des microvillosit s (Fig. 5.3a). Les filaments d'actine l'int rieur des microvillosit s sont r ticul s des intervalles de 10 nm par d'autres prot ines regroupant l'actine telles que la fascine (57 kilodaltons), l'espin (30 kilodaltons) et la fmbrin (68 kilodaltons). Cette r ticulation fournit un support et donne de la rigidit aux microvillosit s. De plus, le noyau des filaments d'actine est associ la myosine I, une mol cule qui lie les filaments d'actine la membrane plasmique des micro-villosit s. L'ajout de villines aux cellules pith liales en croissance dans les cultures induit la formation de microvillosit s sur la surface apicale libre. La toile terminale est compos e de flaments d'actine stabilis s par la spectrine (468 kilodaltons), qui ancre galement la toile terminale la membrane cellulaire apicale (Fig. 5.3b). La pr sence de myosine II et de tropomyosine dans la toile terminale explique sa capacit contractile ; Ces prot ines diminuent le diam tre de l'apex de la cellule, ce qui fait que les microvillosit s, dont les noyaux d'actine rigides sont ancr s dans la toile terminale, s' cartent et augmentent l'espace intermicrovilleux. Les caract ristiques fonctionnelles et structurales des microvillosit s sont r sum es dans le tableau 5.2. Les st r ocils sont des microvillosit s inhabituellement longues et immobiles. Les st r ocils ne sont pas largement r pandus parmi les pith liums. Ils sont, en fait, limit s l' pididyme, la partie proximale du canal d f rent du syst me reproducteur masculin et les cellules sensorielles (cili) de l'oreille interne. Ils sont inclus dans cette section parce que cette modification de surface inhabituelle est traditionnellement trait e comme une entit structurelle distincte. FIGURE 5.3 Structure mol culaire des microvillosit s. un. Grossissement lev des microvillosit s de la figure 5.2c. Notez la pr sence des filaments d'actine dans les microvillosit s (fl ches), qui se prolongent dans la toile terminale du cytoplasme apical. 80 000. b. Sch ma montrant la structure mol culaire des microvillosit s et l'emplacement de prot ines sp cifiques de regroupement de filaments d'actine (fimbrine, espine et fascine). Notez la distribution de la myosine I dans les microvillosit s et de la myosine II dans la toile terminale. Les mol cules de spectrine stabilisent les filaments d'actine dans la toile terminale et les ancrent dans la membrane plasmique apicale. Les st r ocils des canaux g nitaux sont des processus extr mement longs qui s' tendent partir de la surface apicale de la cellule et facilitent l'absorption. Les caract ristiques uniques comprennent une saillie cellulaire apicale partir de laquelle ils proviennent et des parties souches paisses qui sont reli es entre elles par des ponts cytoplasmiques. Parce que la microscopie lectronique r v le que leur structure interne est celle de microvillosit s inhabituellement longues, certains histologistes utilisent maintenant le terme de st r ovillosit s (Fig. 5.4a). Vus au microscope optique, ces processus ressemblent souvent aux poils d'un pinceau en raison de la fa on dont ils s'agr gent en faisceaux pointus. Comme les microvillosit s, les st r ocils sont soutenus par des faisceaux internes de flaments d'actine qui sont r ticul s par la fmbrine. Les extr mit s barbel es (plus) des filaments d'actine sont orient es vers les extr mit s des st r ocils et les extr mit s pointues (moins) la base. Cette organisation du noyau d'actine partage de nombreux principes de construction avec les microvillosit s, mais elle peut attei |
Histologie de Ross | ndre 120 m de long. Les st r ocils se d veloppent partir des microvillosit s par l'ajout lat ral de filaments d'actine au faisceau d'actine ainsi que par l'allongement des filaments d'actine. Contrairement aux microvillosit s, une prot ine de liaison l'actine de 80 kilodaltons, l'ezrin, troitement associ e la membrane plasmique des st r ocils, ancre les filaments d'actine la membrane plasmique. La partie souche du st r ocilium et la saillie de la cellule apicale contiennent la mol cule formant le pont transversal, l'actinine (Fig. 5.4b). Une diff rence frappante entre les microvillosit s et les st r ocils, outre la taille et la pr sence d'ezrin, est l'absence de villosit s l'extr mit du st r ocil. Les st r ocils de l' pith lium sensoriel de l'oreille ont des caract ristiques uniques. Les st r ocils de l' pith lium sensoriel de l'oreille d rivent galement des microvillosit s. Ils sont extr mement sensibles aux vibrations m caniques et servent de m canor cepteurs sensoriels plut t que de structures absorbantes. Ils sont de diam tre uniforme et organis s en faisceaux stri s de hauteurs croissantes, formant des motifs d'escalier caract ristiques (Fig. 5.5a). Leur structure interne est caract ris e par la haute densit de flaments d'actine largement r ticul s par espin, ce qui est essentiel la structure normale et la fonction des st r ocils. Les st r ocils de l' pith lium sensoriel manquent la fois d'ezrine et d'actinine. tant donn que les st r ocils peuvent tre facilement endommag s par une surstimulation, ils ont un m canisme mol culaire pour renouveler continuellement leur structure, qui doit tre maintenue en bon tat de fonctionnement pendant toute une vie. l'aide de mol cules d'actine marqu es par fluorescence, les chercheurs ont d couvert que l'actine TABLEAU R sum des modifications du domaine apical dans les cellules pith liales 5.2 FIGURE 5.4 Structure mol culaire des st r ocils. un. Micrographie lectronique des st r ocils de l' pididyme. Les projections cytoplasmiques sont similaires celles des microvillosit s, mais elles sont extr mement longues. 20 000. b. Sch ma de principe montrant la structure mol culaire des st r ocils. Ils proviennent des protub rances des cellules apicales, ayant des parties de tige paisses qui sont reli es entre elles par des ponts cytoplasmiques. Notez la distribution des filaments d'actine dans le noyau du st r ocilium et des prot ines associ es l'actine, fimbrine et espin, dans la partie allong e (bo te agrandie) ; et -actinine dans la toile terminale, la protrusion des cellules apicales et les ponts cytoplasmiques occasionnels entre les st r ocils voisins. des monom res sont constamment ajout s aux extr mit s et retir s la base des st r ocils tandis que l'ensemble du faisceau de filaments d'actine se d place vers la base du st r ocil (Fig. 5.5b,c). Cet effet de tapis roulant de la structure centrale de l'actine est fortement r gul et d pend de la longueur du st r ocil. Les caract ristiques fonctionnelles et structurelles des st r ocils par rapport aux microvillosit s et aux cils sont r sum es dans le tableau 5.2. Les cils sont des modifications de surface courantes pr sentes sur presque toutes les cellules du corps. Ils sont des extensions poilues de la membrane plasmique apicale contenant un axon me, la structure interne base de microtubules. L'axon me s' tend partir du corps basal, un centre d'organisation des microtubules (MTOC) d riv d'un centriole situ dans la r gion apicale d'une cellule cili e. Les corps basaux sont associ s plusieurs structures accessoires qui les aident s'ancrer dans le cytoplasme cellulaire. Les cils, y compris les corps basaux et les structures associ es au corps basal, forment l'appareil ciliaire de la cellule. En g n ral, les cils sont class s comme mobiles, primaires ou nodaux. Sur la base de leurs caract ristiques fonctionnelles, les cils sont class s en trois cat gories de base : Les cils mobiles ont t historiquement les plus tudi s de tous les cils. On les trouve en grand nombre sur le domaine apical de nombreuses cellules pith liales. Les cils mobiles et leurs homologues, les fagella, poss dent une organisation axon mique typique 9 2 avec des prot ines motrices associ es aux microtubules qui sont n cessaires la g n ration des forces n cessaires pour induire la motilit . Les cils primaires (monocils) sont des projections solitaires trouv es sur presque toutes les cellules eucaryotes. Le terme monocilia implique qu'un seul cil par cellule est g n ralement pr sent. Les cils primaires sont immobiles en raison de diff rentes dispositions FIGURE 5.5 Rotation dynamique d'une architecture interne de st rocils. un. Cette micrographie lectronique balayage montre des st r ocils de l' pith lium sensoriel de l'oreille interne. Ils sont de diam tre uniforme et organis s en faisceaux stri s de hauteurs croissantes. 47,000. b. L'image de microscopie confocale montre l'incorporation |
Histologie de Ross | de la prot ine fluorescente verte d'actine (GFP) et de l'espin-GFP l'extr mit des st r ocils (vert). Les filaments d'actine au c ur des st r ocils sont contre-color s la rhodamine/phallo dine (rouge). 35 000 c. Le sch ma illustre le m canisme par lequel le noyau des filaments d'actine est remodel . La polym risation de l'actine et la r ticulation de l'espin dans l'extr mit barbel e (plus) des filaments d'actine se produisent l'extr mit des st r ocils. Le d sassemblage et la d polym risation des filaments d'actine se produisent l'extr mit pointue (moins) du filament d'actine pr s de la base du st r ocil. Lorsque la vitesse d'assemblage la pointe est quivalente la vitesse de d sassemblage la base, les mol cules d'actine subissent un flux interne vers l'arri re ou un tapis roulant, maintenant ainsi la longueur constante du st r ocil. (Reproduit avec la permission de Rzadzinska AK, Schneider ME, Davies C, Riordan GP, Kachar B. Un tapis roulant mol culaire d'actine et des myosines maintiennent les st r ocils, l'architecture fonctionnelle et l'auto-renouvellement. J Cell Biol 2004 ; 164:887 897.) de microtubules dans l'axon me et l'absence de concentr s de microtubules dans la zone qui entoure les prot ines motrices primitives associ es. Ils fonctionnent comme des cils nodaux, d'o leur nom de cils nodaux. Ils ont des axseurs, des osmocapteurs et des m canocapteurs similaires, et leur architecture interne on mique est celle des cils primaires ; Cependant, la sensation de lumi re, l'odorant et la perception sonore sont distincts dans leur capacit effectuer la rotation de plusieurs organes du corps. C'est maintenant un mouvement largement accept . Ils jouent un r le important dans l' mergence pr coce que les cils primaires des cellules dans les tissus en d veloppement sont le d veloppement ess nique. pour la morphogen se tissulaire normale. Les cils nodaux se trouvent dans l'embryon sur le bilaminaire Les caract ristiques fonctionnelles et structurelles des trois types de disque embryonnaire au moment de la gastrulation. Ce sont des cils qui sont r sum s dans le tableau 5.2. Les cils mobiles sont capables de d placer des fluides et des particules le long des surfaces pith liales. Les cils mobiles poss dent une structure interne qui leur permet de se d placer. Dans la plupart des pith liums cili s, tels que la trach e, les bronches ou les oviductes, les cellules peuvent avoir jusqu' plusieurs centaines de cils dispos s en rang es ordonn es. Dans l'arbre trach obronchique, les cils balaient le mucus et les mati res particulaires pi g es vers l'oropharynx o ils sont aval s avec de la salive et limin s du corps. Dans les oviductes, les cils aident transporter les ovules et le liquide vers l'ut rus. Les cils donnent un aspect ras du cou la surface pith liale. Au microscope optique, les cils mobiles apparaissent sous la forme de structures courtes, fines et poilues, d'environ 0,25 m de diam tre et de 5 10 m de longueur, qui manent de la surface libre de la cellule (Fig. 5.6). Une fine bande sombre s' tend g n ralement travers la cellule la base des cils. Cette bande de coloration fonc e repr sente des structures connues sous le nom de corps basaux. Ces structures absorbent la coloration et apparaissent comme une bande continue lorsqu'elles sont observ es au microscope optique. Cependant, lorsqu'on l'observe avec l'EM, le corps basal de chaque cil appara t comme une structure individuelle distincte. Les cils mobiles contiennent un axon me, qui repr sente un noyau organis de microtubules dispos s selon un motif 9 2. La microscopie lectronique d'un cil de profil longitudinal r v le un noyau interne de microtubules, appel axon me (Fig. 5.7a). Une vue en coupe transversale r v le une configuration caract ristique de neuf paires ou doublets de microtubules dispos s circulairement entourant deux microtubules centraux (Fig. 5.7b). FIGURE 5.6 pith lium cili . Photomicrographie d'un chantillon d' pith lium cili pseudostratifi trach al color H&E. Les cils (C) apparaissent comme des processus capillaires s' tendant partir de la surface apicale des cellules. La ligne sombre imm diatement au-dessous des apophyses ciliaires est produite par les corps basaux (BB) associ s aux cils. 750. Les microtubules qui composent chaque doublet sont construits de telle sorte que la paroi d'un microtubule, appel micro-tubule B, est en r alit incompl te ; il partage une partie de la paroi de l'autre microtubule du doublet, le microtubule A. Le microtubule A est compos de 13 protoflaments de tubuline, dispos s c te c te, tandis que le microtubule B est compos de 10 protoflaments de tubuline. Les mol cules de tubuline incorpor es dans les microtubules ciliaires sont troitement li es et modifi es post-traductionnellement dans le processus d'ac tylation et de polyglutamylation. De telles modifications garantissent que les microtubules de l'axon me ciliaire sont tr s stables et r sis |
Histologie de Ross | tent la d polym risation. Lorsqu'il est vu en coupe transversale haute r solution, chaque doublet pr sente une paire de bras qui contiennent de la dyn ine ciliaire, une prot ine motrice associ e aux microtubules. Cette prot ine motrice utilise l' nergie de l'hydrolyse de l'ad nosine triphosphate (ATP) pour se d placer le long de la surface du microtubule adjacent (voir Fig. 5.7). Les bras de dyn ine se produisent des intervalles de 24 nm le long de la longueur du microtubule A et s' tendent pour former des ponts transversaux temporaires avec le microtubule B du doublet adjacent. Un composant lastique passif form par la nexine (165 kilodaltons) relie de fa on permanente le microtubule A au microtubule B des doublets adjacents des intervalles de 86 nm. Les deux microtubules centraux sont s par s mais partiellement entour s d'une gaine centrale saillante des intervalles de 14 nm sur toute la longueur du cil (voir Fig. 5.7). Les rayons radiaux s' tendent de chacun des neuf doublets vers les deux microtubules centraux des intervalles de 29 nm. Les prot ines formant les rayons radiaux et les connexions nexines entre les doublets externes rendent possibles des oscillations de grande amplitude des cils. Les corps basaux et les structures associ es au corps basal ancrent fermement les cils dans le cytoplasme des cellules apicales. Le r seau de microtubules 9 2 s' tend de l'extr mit du cil sa base, tandis que les microtubules appari s externes rejoignent le corps basal. Le corps basal est un centriole modifi . Il fonctionne comme un MTOC compos de neuf courts triplets de microtubules dispos s en anneau. Chacun des microtubules appari s de l'axon me ciliaire (microtubules A et B) est continu avec deux des microtubules triplets du corps basal. Le troisi me microtubule C incomplet du triplet s' tend du bas la zone transitionnelle au sommet du corps basal, pr s de la transition entre le corps basal et l'axon me. Les deux micro-tubules centraux du cil prennent naissance dans la zone de transition et s' tendent jusqu'au sommet de l'axon me (voir Fig. 5.7b). Par cons quent, une coupe transversale du corps basal r v lerait neuf triplets de microtubules dispos s circulairement, mais pas les deux microtubules centraux du cil. Les corps basaux sont associ s plusieurs structures associ es au corps basal telles que les feuillets alaires (fibres transitionnelles), les pieds basaux et les radicelles stri es (voir Fig. 5.7 et Fig 5.8). La feuille alaire (fibre transitionnelle) est une extension en forme de collier entre la zone transitionnelle du corps basal et la membrane plasmique. Il prend naissance pr s de l'extr mit sup rieure du corps basal C et s'ins re dans le domaine cytoplasmique de la membrane plasmique. Il attache le corps basal la membrane plasmique apicale (voir Fig 5.7). FIGURE 5.7 Structure mol culaire des cils. Cette figure montre une disposition tridimensionnelle des microtubules dans le cil et le corps basal. La coupe transversale du cil ( droite) illustre la paire de microtubules centraux et les neuf doublets de microtubules environnants (configuration 9 2). La structure mol culaire du doublet de microtubules est illustr e ci-dessous la section transversale. Notons que le microtubule A du doublet est compos de 13 dim res de tubuline dispos s c te c te (en bas droite), tandis que le microtubule B est compos de 10 dim res de tubuline et partage les dim res restants avec ceux du microtubule A. Les bras de dyn ine s' tendent partir du microtubule A et forment des ponts transversaux temporaires avec le microtubule B du doublet adjacent. Le corps basal est ancr par la radicelle stri e dans le cytoplasme cellulaire. Notez la pr sence du pied basal dans la section m diane du corps basal. La coupe transversale du corps basal (en bas gauche) montre la disposition de neuf triplets de microtubules. Ces structures forment un anneau reli par des mol cules de nexine. Chaque doublet de microtubule du cil est une extension de deux microtubules internes A et B du triplet correspondant. Le microtubule C est plus court et ne s' tend que jusqu' la zone de transition. Encadr a. Micrographie lectronique de cils sectionn s longitudinalement de l'oviducte. Les structures internes des cils sont des microtubules. Les corps basaux semblent vides en raison de l'absence de la paire centrale de microtubules dans cette partie du cil. 20 000. Encart b. Micrographie lectronique de la coupe transversale du cil montrant les structures correspondantes avec dessin ci-dessous. 180,000. FIGURE 5.8 Surface cili e de la muqueuse respiratoire. La micrographie lectronique montre des cils sectionn s longitudinalement partir d'un pith lium respiratoire de la cavit nasale. ce grossissement, la plupart des corps basaux (BB) apparaissent vides en raison de l'absence de la paire centrale de microtubules dans cette partie du cil. Les d tails structurels du corps basal et des structures associ es au |
Histologie de Ross | corps basal sont bien visibles sur cette section ainsi que sur l'insert fort grossissement. Notez que presque tous les corps basaux de cette section poss dent des radicelles stri es (RS). Ils ancrent les corps basaux profond ment dans le cytoplasme des cellules apicales. Chaque corps basal a un seul pied basal asym trique (BF) faisant saillie lat ralement ; Plusieurs sont bien visibles sur cette section. La zone transitionnelle (TZ) s' tend de l'extr mit sup rieure du corps basal jusqu' l'axom ne (Ax) qui est form par un arrangement microtubulaire 9 2. Une paire centrale de microtubules est pr sente sur la plupart de ces sections. De plus, une gaine alaire (pointes de fl ches) fournit une extension en forme d'aile entre la zone transitionnelle et la membrane plasmique. Les premier et deuxi me corps basaux en partant de la droite ont des gaines alaires bien conserv es. 15 000. Encart 25 000. (Avec l'aimable autorisation du Dr Jeffrey L. Salisbury.) Le pied basal est une structure accessoire qui est g n ralement Localisation des mol cules de myosine associ es aux pieds basaux trouv s dans la r gion m diane du corps basal (voir Fig 5.8). soutient cette hypoth se. tant donn que dans les cellules cili es pith liales typiques, tous les pieds basaux sont La radicelle stri e est compos e de align s longitudinalement orient s dans la m me direction (Fig. 5.9), il s'agit d'hy-protofilaments, contenant de la radiculine (un poth ton de 220 kilodaltons qui fonctionne dans la coordination de la prot ine ciliaire). La radicelle stri e se projette profond ment dans le cytoplasme et le mouvement. Ils sont tr s probablement impliqu s dans l'ajustement et l'ancrage ferme du corps basal dans les corps cytobasaux des cellules apicales en les faisant pivoter la position souhait e. plasme (voir Fig 5.8). FIGURE 5.9 Corps basaux et cils. Cette micrographie lectronique diagnostique obtenue lors d'une biopsie de la muqueuse nasale chez un enfant soumis une valuation pour une dyskin sie ciliaire primitive montre une apparence normale des corps basaux (BB) et des cils (C). Il s'agit d'une section oblique travers la partie apicale des cellules cili es. Les corps basaux vus en coupe transversale apparaissent comme des structures plus denses que les profils obliques et longitudinaux sectionn s des cils au-dessus. Plusieurs profils de microvillosit s (Mv) sont visibles la surface de la cellule apicale. 11 000. En m daillon. Trois corps basaux sectionn s au niveau des pieds basaux (BF). Notez que tous les pieds basaux sont orient s dans la m me direction. Ils font tr s probablement pivoter le corps basal l'angle souhait dans le but de coordonner le mouvement ciliaire. 24 000. (Avec l'aimable autorisation de Patrice C. Abell Aleff.) Le mouvement des cils provient du glissement des doublets de microtubules, qui est g n r par l'activit ATPase des bras de dyn ine. L'activit ciliaire est bas e sur le mouvement des microtubules doublets les uns par rapport aux autres. Le mouvement ciliaire est initi par les bras dyn ins (voir Fig. 5.7b). La dyn ine ciliaire situ e dans les bras du microtubule A forme des ponts transversaux temporaires avec le microtubule B du doublet adjacent. L'hydrolyse de l'ATP produit un mouvement de glissement du pont le long du microtubule B. Les mol cules de dyn ine produisent une force de cisaillement continue lors de ce glissement dirig e vers l'extr mit ciliaire. En raison de cette phase d pendante de l'ATP, un cil qui reste rigide pr sente un mouvement rapide vers l'avant appel course efficace. Dans le m me temps, les connexions lastiques passives fournies par la prot ine nexine et les rayons radiaux accumulent l' nergie n cessaire pour ramener le cil en position droite. Les cils deviennent alors souples et se plient vers le c t lat ral lors du mouvement de retour plus lent, le coup de r cup ration. Cependant, si tous les bras dyn ins le long de la longueur des microtubules A dans les neuf doublets tentaient de former simultan ment des ponts transversaux temporaires, il n'en r sulterait aucun coup efficace du cil. Ainsi, la r gulation de la force de cisaillement active est n cessaire. Les preuves actuelles sugg rent que la paire centrale de microtubules dans 9 2 cils subit une rotation par rapport aux neuf doublets externes. Cette rotation peut tre entra n e par une autre prot ine motrice, la kin sine, qui est associ e la paire centrale de microtubules. La paire centrale de microtubules peut agir comme un distributeur qui r gule progressivement la s quence d'interactions des bras de dyn ine pour produire la course efficace. Les cils battent de mani re synchrone. Les cils mobiles avec un motif 9 2 affichent un mouvement ondulatoire pr cis et synchrone. Les cils en rang es successives commencent leur battement de sorte que chaque rang e est l g rement plus avanc e dans son cycle que la rang e suivante, cr ant ainsi une onde qui balaie l' pith lium. Comme nous l'avons vu pr c |
Histologie de Ross | demment, les pieds basaux des corps basaux sont tr s probablement responsables de la synchronisation du mouvement ciliaire. Au cours du processus de formation des cils, tous les pieds basaux se sont orient s dans la m me direction de course efficace en tournant les corps basaux. Cette orientation permet aux cils d'atteindre un rythme m tachronial qui est responsable du d placement du mucus sur les surfaces pith liales ou de la facilitation de la circulation de fluides et d'autres substances travers les organes tubulaires et les canaux. Les cils primaires sont non mobiles et contiennent un motif de 9 0 de microtubules. Se diff renciant des cils mobiles avec le motif 9 2 de microtubules, il existe un autre type de cils qui pr sentent une disposition de microtubules 9 0. Les cils avec ce motif ont les caract ristiques suivantes : Ils sont non mobiles et se plient passivement sous l'effet d'un coulement du fluide. pour g n rer une force mobile. La paire centrale de microtubules est manquante. L'axon me provient d'un corps basal qui ressemble un centriole mature positionn orthogonalement par rapport son homologue immature. La formation primaire du cil est synchronis e avec la progression du cycle cellulaire et les v nements de duplication des centrosomes. Ces cils sont pr sents dans une vari t de cellules et sont appel s cils primaires ou monocils parce que chaque cellule ne poss de g n ralement qu'un seul de ces cils (Fig. 5.10). On les trouve galement dans certaines cellules pith liales (par exemple, les cellules pith liales du testicule dans l'appareil reproducteur masculin, les cellules pith liales qui tapissent les voies biliaires, les cellules pith liales des tubules r naux, les cellules pendymaires de type pith lial qui tapissent les cavit s remplies de liquide du syst me nerveux central, la tige de liaison des cellules photor ceptrices de la r tine et les cellules cili es vestibulaires de l'oreille. Les cils primaires taient auparavant class s comme des anomalies d veloppementales r siduelles non fonctionnelles de 9 2 cils mobiles. Des tudes exp rimentales de la derni re d cennie ont lev l' tat des cils primaires au niveau d'importants dispositifs de signalisation cellulaire fonctionnant de mani re comparable une antenne sur un r cepteur de syst me de positionnement global (GPS). Semblable une antenne qui prend des informations des satellites et permet au r cepteur GPS de calculer l'emplacement exact de l'utilisateur, les cils primaires re oivent des stimuli chimiques, osmotiques, lumineux et m caniques de l'environnement extracellulaire. En r ponse ces stimuli, les cils primaires g n rent des signaux qui sont transmis dans la cellule pour modifier les processus cellulaires en r ponse aux changements de l'environnement externe. Dans de nombreuses cellules de mammif res, la signalisation travers les cils primaires semble tre essentielle pour la division cellulaire contr l e et l'expression g nique ult rieure. Les cils primaires contenant un motif 9 0 de microtubules fonctionnent comme des r cepteurs de signal d tectant un coulement de liquide dans les organes en d veloppement. Les cils primaires fonctionnent dans les organes s cr toires tels que les reins, le foie ou le pancr as en tant que capteurs de l' coulement des fluides. Ils s' tendent de la surface des cellules pith liales tapissant les canaux s cr toires la lumi re extracellulaire (Fig. 5.11). Par exemple, les cils primaires trouv s dans le glom rule et les cellules tubulaires du rein fonctionnent comme des m canor cepteurs ; L' coulement du liquide travers le corpuscule r nal et les tubules les fait se plier, ce qui d clenche un afflux de calcium dans la cellule (Fig. 5.11). Chez l'homme, des mutations dans deux g nes, ADPKD1 et ADPKD2, semblent affecter le d veloppement de ces cils primaires, conduisant la polykystose r nale (PKD). Les prot ines cod es par ces g nes, la polycystine-1 et la polycystine-2, respectivement, sont essentielles la formation des canaux calciques associ s aux cils primaires (voir Fig 5.11b). Cette maladie autosomique r cessive se caract rise par de multiples kystes en expansion dans les deux reins, qui finissent par d truire le cortex r nal et entra ner une insuffisance r nale. Cependant, les personnes atteintes de PKD pr sentent souvent d'autres pathologies non associ es au rein qui sont maintenant attribu es la maladie ciliaire FIGURE 5.10 Cils primaires dans le tissu conjonctif et le tubule r nal. un. La micrographie lectronique montre un fibroblaste entour par la matrice extracellulaire du tissu conjonctif ut rin contenant un cil primaire. Le cil primaire est caract ris par un motif (9 0) de l'arrangement des microtubules. 45 000. L'encart montre un grossissement plus lev du cil. Notez le corps basal visible et les doublets de microtubules mergeant du corps basal. 90 000 b. Cette micrographie lectronique balayage montre un seul cil primaire se projetant |
Histologie de Ross | dans la lumi re du tubule collecteur du rein. Les cils primaires sont pro minents sur la surface libre des cellules tubulaires collectrices et fonctionnent comme des m canor cepteurs qui sont activ s par l' coulement du liquide travers les tubules. La flexion passive des cils ouvre les canaux calciques et d clenche des cascades de signalisation par l'afflux de calcium dans le cytoplasme cellulaire. 65 000. (Avec l'aimable autorisation du Dr Tetyana V. Masyuk.) FIGURE 5.11 Le cil primaire dans le tubule r nal est un capteur primaire pour le tubule du fioul. Les cils primaires dans la fonction r nale servent de capteurs pour l' coulement du liquide travers les tubules. La d viation du cil primaire ouvre les canaux calciques m canor cepteurs, qui sont form s par les prot ines associ es la maladie kystique du rein (polycystine-1 et politique-2). Cela d clenche ensuite l'afflux de calcium dans la cellule, lib rant du calcium intracellulaire suppl mentaire du r ticulum endoplasmique. L'encart de micrographie lectronique balayage montre des cils primaires projet s dans la lumi re des anomalies. Il s'agit notamment de kystes dans le pancr as et le foie qui s'accompagnent d'une hypertrophie et d'une dilatation du syst me biliaire de l'arbre. D'autres changements comprennent la r tinite pigmentaire (anomalies des cellules photor ceptrices de la r tine qui provoquent une perte de vision progressive), la perte auditive neurosensorielle, le diab te et les troubles d'apprentissage. La connaissance de la distribution des cils primaires dans le corps peut aider expliquer le r le crucial de ces projections cellulaires autrefois oubli es dans le fonctionnement normal de nombreux organes internes vitaux. Au cours du d veloppement embryonnaire pr coce, les cils ganglionnaires contenant un motif 9 0 de microtubules tablissent l'asym trie gauche-droite des organes internes. Des tudes r centes sugg rent que des cils primaires sp cifiques observ s chez les embryons, malgr leur motif architectural 9 0, sont mobiles et jouent un r le important dans le d veloppement embryonnaire pr coce en g n rant l'asym trie gauche-droite des organes internes. Au cours de la gastrulation, une rotation dans le sens des aiguilles d'une montre de ces cils a t observ e sur la surface ventrale du disque embryonnaire bilaminaire chez les La zone pr s du n ud primitif, d'o le nom de cils nodaux. Ces cils contiennent des prot ines motrices (dyn ines ou kin sines) et sont capables d'un mouvement de rotation dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, comme d crit pr c demment. Tr s probablement, l'absence des paires centrales de microtubules est responsable d'un tel mouvement, dont la trajectoire ressemble un c ne complet par opposition une trajectoire en demi-c ne tra able dans les cils mobiles 9 2 (tableau 5.2). Mouvement des cils nodaux dans la r gion connue sous le nom de tubule collecteur. 27 000. (Avec l'aimable autorisation du Dr C. Craig Tisher.) Le n ud primitif g n re un flux vers la gauche, ou nodal . Ce flux est d tect par des r cepteurs sensoriels du c t gauche du corps, qui initient alors des m canismes de signalisation diff rents de ceux du c t droit de l'embryon. Lorsque les cils ganglionnaires sont immobiles ou absents, le flux ganglionnaire ne se produit pas, ce qui entra ne un placement al atoire des organes internes du corps. Par cons quent, la dyskin sie ciliaire primitive (syndrome des cils immobiles) entra ne souvent un in situs inversus, une condition dans laquelle la position du c ur et des organes abdominaux est invers e. La premi re tape de la ciliogen se comprend la g n ration de centrioles. La premi re tape de la formation de l'appareil ciliaire (ciliogen se) dans les cellules en diff renciation implique une g n ration de plusieurs centrioles. Ce processus se produit soit dans la voie centriolaire (par duplication de paires de centrioles existants, voir page 69 au chapitre 2), soit plus fr quemment dans la voie acentriolaire dans laquelle les centrioles se forment de novo sans implication des centrioles existants. Les deux voies donnent naissance de multiples procentrioles, les pr curseurs imm diats des centrioles. Les procentrioles m rissent (allong s) pour former des centrioles, un pour chaque cil, et migrent vers la surface apicale de la cellule. Apr s s' tre align s perpendiculairement et s' tre fix s la membrane cellulaire apicale par des feuillets alaires (fibres transitionnelles), les centrioles assument la fonction de corps basaux. L' tape suivante de la formation de l'appareil ciliaire implique la formation des structures associ es au corps basal restant, notamment les pieds basaux et les radicelles stri es. partir de chacun des neuf triplets qui composent le corps basal, un doublet de microtubules se d veloppe vers le haut par poly DOSSIER 5.2 Corr lation clinique : Dyskin sie ciliaire primitive (syndrome des cils immobiles) Les cils sont pr sents dans presque tous les |
Histologie de Ross | organes et jouent un r le important dans le corps humain. Il est de plus en plus vident que la dysfonction ciliale est impliqu e dans de nombreux troubles humains. Plusieurs maladies h r ditaires graves regroup es sous le nom g n ral de dyskin sie ciliaire primitive (DCP), galement connue sous le nom de syndrome des cils immobiles, affectent la fonction des cils. La DCP repr sente un groupe de maladies h r ditaires autosomiques r cessives affectant 1 individu sur 20 000 la naissance. Les caract ristiques cliniques de la DCP refl tent la distribution des cils mobiles. Par exemple, le transport mucociliaire qui se produit dans l' pith lium respiratoire est l'un des m canismes importants qui prot gent le corps contre les bact ries envahissantes et autres agents pathog nes. Les cils mobiles recouvrant l' pith lium des voies respiratoires sont responsables du d gagement des voies respiratoires. Une d faillance du syst me de transport mucociliaire se produit dans le syndrome de Kartagener, qui est caus par une anomalie structurelle qui entra ne l'absence de bras dyn ine (Fig. F5.2.1). De plus, l'examen EM des corps basaux d'individus atteints du syndrome de Kartager r v le souvent des pieds basaux mal orient s pointant dans diff rentes directions. Le syndrome de Young, qui se caract rise par une malformation des rayons radiaux et des bras dyn ens, affecte galement la fonction ciliaire des voies respiratoires. Les sympt mes les plus importants de la DCP sont les maladies respiratoires chroniques (y compris la bronchite et la sinusite), l'otite moyenne (inflammation de la cavit de l'oreille moyenne), la toux persistante et l'asthme. Les probl mes respiratoires sont caus s par une motilit ciliaire gravement alt r e ou absente qui entra ne une r duction ou une absence du transport mucociliaire dans l'arbre trach obronchique. Le flagelle du spermatozo de, les cils des canaux eff rents du testicule et les cils de l'appareil reproducteur f minin partagent le m me sch ma d'organisation (9 2) avec les cils des voies respiratoires. Par cons quent, les m les atteints de PCD sont st riles en raison de flagelles immobiles. En revanche, certaines femmes atteintes du syndrome peuvent tre fertiles ; Cependant, il y a une incidence accrue de grossesse extra-ut rine. Chez ces individus, la FIGURE F5.2.1 Micrographie lectronique du cil d'un individu atteint de dyskin sie cilaire primitive (DCP). Notez l'absence de bras dyn ine sur les doublets de microtubules. 180 000. (Avec l'aimable autorisation de Patrice Abell-Aleff) Le mouvement ciliaire peut tre suffisant, bien qu'alt r , pour permettre le transport de l'ovule travers l'oviducte jusqu' l'ut rus. Certaines personnes atteintes de DCP peuvent galement d velopper des sympt mes d'hydroc phalie interne (accumulation de liquide dans le cerveau) ou une dilatation transitoire des ventricules internes du cerveau. Les cellules pendymaires qui tapissent le liquide c phalo-rachidien rempli de liquide c phalo-rachidien poss dent des cils mobiles avec un 9 2 patte. Ces cils peuvent tre importants pour la circulation du liquide c phalo-rachidien travers les espaces troits entre les ventricules c r braux. Environ 50 % des patients atteints d'une DCP diagnostiqu e pr sentent un situs inversus (une affection dans laquelle les organes des visc res sont transpos s travers le plan sagittal), ce qui permet d' tablir un lien entre l'asym trie gauche-droite et les cils ganglionnaires. Le diagnostic de la DCP chez les personnes pr sentant des sync mes cliniques compatibles avec la DCP peut tre tabli par EM (voir Fig. F5.2.1). m risation des mol cules de -tubuline. Une projection croissante de la membrane cellulaire apicale devient visible et contient les neuf doublets trouv s dans le cil mature. Au cours de la phase d'allongement des cils mobiles, l'assemblage de deux microtubules centraux uniques commence dans la zone de transition partir des anneaux de tubuline. La polym risation ult rieure des mol cules de tubuline se produit l'int rieur de l'anneau des microtubules doublets, produisant ainsi l'arrangement axon mique caract ristique 9 2. Par la suite, l'axon me se d veloppe vers le haut partir du corps basal, poussant la membrane cellulaire vers l'ext rieur pour former le cil mature. La ciliogen se d pend du m canisme de transport intraflagellaire bidirectionnel qui fournit des mol cules pr curseurs au cil en croissance. Au cours de la croissance et de l' longation du cil, les mol cules pr curseurs sont d livr es du corps cellulaire l'extr mit la plus distale de l'axon me en cours d'allongement par transport intra-fagellar (IFT). tant donn que les cils n'ont pas de machinerie mol culaire pour la synth se des prot ines, l'IFT est le seul m canisme de d livrance des prot ines n cessaires l'assemblage et la croissance des cils. D'une certaine mani re, l'IFT peut tre compar l'ensemble de levage vertical utilis sur un chantier de construction pour d plac |
Histologie de Ross | er les mat riaux et les outils de construction de haut en bas d'un b timent. Au fur et mesure que le b timent augmente en hauteur, la voie de l'ascenseur s' tend galement. De m me, l'IFT utilise des plates-formes en forme de radeau assembl es partir d'environ 17 prot ines de transport intraflagellaires diff rentes qui se d placent de haut en bas de l'axon me en croissance entre les doublets externes des microtubules et la membrane plasmique du cil allong (Fig. 5.12). Les mol cules cargo (y compris les mol cules de dyn ine cytoplasmique inactives) sont charg es sur la plate-forme IFT pendant qu'elle est amarr e pr s de la base du cil. En utilisant la kin sine II comme prot ine motrice, la plate-forme enti rement charg e est d plac e vers le haut vers l'extr mit du cil (transport ant rograde). Les mat riaux de construction sont ensuite d charg s l'extr mit du cil (site d'assemblage des axon mes). Ici, les particules se retournent, et la plate-forme retourne la base du cil (transport r trograde) apr s avoir ramass les produits du retournement (y compris la kin sine II inactiv e). Au cours de ce processus, la dyn ine cytoplasmique est activ e et utilis e comme prot ine motrice pour ramener la plate-forme la base du cil (voir Fig. 5.12). Plusieurs prot ines, y compris les prot ines IFT (kinesis, dyn ine cytoplasmique, polaris, IFT20, etc.), sont importantes pour la ciliogen se et le maintien ult rieur du cil fonctionnel. Les mutations dans les g nes codant pour ces prot ines entra nent une perte de cils ou des dysfonctionnements ciliaires. Le domaine lat ral des cellules pith liales est en contact troit avec les domaines lat raux oppos s des cellules voisines. Comme les autres domaines, le domaine lat ral est caract ris par la pr sence de prot ines uniques, en l'occurrence les mol cules d'adh sion cellulaire (CAM) qui font partie des sp cialisations jonctionnelles. La composition mol culaire des lipides et des prot ines qui forment la membrane cellulaire lat rale diff re consid rablement de la composition de ceux qui forment la membrane cellulaire apicale. De plus, la membrane de surface cellulaire lat rale de certains pith liums peut former des plis et des processus, des invaginations et des vaginations qui cr ent des marges de langue et de sillon interdigit es et entrelac es entre les cellules voisines. Vues au microscope optique, les barres terminales repr sentent les sites de fixation pith liales de cellule cellule. Avant l'av nement de l'EM, l'apposition troite des cellules pith liales tait attribu e la pr sence d'une substance adh sive visqueuse appel e ciment intercellulaire. Ce ciment s'est color profond ment la marge apicolat rale de la plupart des cellules pith liales cubo des et cylindriques. Lorsqu'il est vu dans un plan perpendiculaire la surface pith liale, le mat riau color appara t comme une structure en forme de point. Cependant, lorsque le plan de section passe parall lement la surface pith liale et l'inclut, la composante pointill e est consid r e comme une barre ou une ligne dense entre les cellules appos es (Fig. 5.13). Les barres, en fait, forment une structure polygonale (ou bande) qui entoure chaque cellule pour les lier ensemble. La disposition de cette bande peut tre compar e aux anneaux en plastique qui maintiennent ensemble un pack de six boissons en canette. En raison de son emplacement dans la partie terminale ou apicale de la cellule et de sa configuration en forme de barre, le mat riau colorable visible en microscopie optique a t appel la barre terminale. Il est maintenant vident que le ciment intercellulaire en tant que tel n'existe pas. La barre terminale, cependant, repr sente un complexe structurel important. La microscopie lectronique a montr qu'elle comprend un site sp cialis qui relie les cellules pith liales (Fig. 5.14a). C'est aussi le site d'une barri re consid rable au passage (diffusion) de substances entre les cellules pith liales adjacentes. Les composants structurels sp cifiques qui composent la barri re et le dispositif de fixation sont facilement identifi s avec le ME et sont collectivement appel s un complexe de jonction (voir le tableau 5.4, page 135). Ces complexes sont responsables de l'assemblage des cellules individuelles. Il existe trois types de complexes jonctionnels (Fig. 5.14b) : Les jonctions occlusives sont imperm ables et permettent aux cellules pith liales de fonctionner comme une barri re. Aussi appel es jonctions serr es, les jonctions occluses forment la barri re de diffusion intercellulaire primaire entre les cellules adjacentes. En limitant le mouvement de l'eau et d'autres mol cules dans l'espace intercellulaire, ils maintiennent la s paration physico-chimique des compartiments tissulaires. Parce qu'elles sont situ es au point le plus apical entre les cellules pith liales adjacentes, les jonctions occluses emp chent la migration des lipides et des prot ines membranaires sp cialis es e |
Histologie de Ross | ntre les surfaces apicale et lat rale, maintenant ainsi l'int grit de ces deux domaines. De plus, les jonctions occluses recrutent diverses mol cules de signalisation la surface cellulaire et les lient aux flaments d'actine du cytosquelette cellulaire. FIGURE 5.12 M canisme de transport intrafagellaire l'int rieur du cil. L'assemblage et l'entretien des cils d pendent du m canisme de transport intraflagellaire (IFT) qui utilise des plates-formes en forme de radeau. Ils se d placent de haut en bas entre les doublets externes des microtubules et la membrane plasmique du cil allong . Les mol cules cargo (y compris la dyn ine cytoplasmique inactive) sont charg es sur la plate-forme IFT pendant qu'elle est amarr e pr s de la base du cil. En utilisant la kin sine II comme prot ine motrice, la plate-forme enti rement charg e est d plac e vers le haut vers l'extr mit positive des microtubules l'extr mit du cil (transport ant rograde). La cargaison est ensuite d charg e l'extr mit du cil (site d'assemblage des axon mes). Ici, les particules se retournent, et la plate-forme aliment e par la dyn ine cytoplasmique retourne la base du cil (transport r trograde) apr s avoir ramass les produits de retournement (y compris la kin sine II inactiv e). Introduire. Micrographie lectronique d'une coupe longitudinale d'un flagellum de Chlamydomonas avec deux groupes de plateformes IFT. 55 000. (R imprim avec la permission de Pedersen LB, Veland IR, Schrer JM et Christensen ST. Assembl e des cils primaires. Dev Dyn. 2008; 237:1993 2006.) FIGURE 5.13 Barres terminales dans l' pith lium pseudostratifi . Photomicrographie d'un sp cimen color H&E montrant les barres terminales dans un pith lium pseudostratifi . La barre appara t sous la forme d'un point (pointes de fl ches) lorsqu'elle est visible sur son bord coup . Lorsque la barre est parall le la surface de coupe et se trouve dans l' paisseur de la section, elle est consid r e comme un profil lin aire ou en forme de barre (fl ches). 550. FIGURE 5.14 Complexe jonctionnel. un. Micrographie lectronique de la partie apicale de deux cellules pith liales adjacentes de la muqueuse gastrique, montrant le complexe jonctionnel. Il se compose de la zone occluse (ZO), de la zone adh rente (ZA) et de la macula adh rente (MA). 30 000. b. Sch ma montrant la distribution des jonctions cellulaires dans les trois domaines cellulaires des cellules pith liales cylindriques. Le domaine apical avec des microvillosit s a t soulev pour mieux illustrer les arrangements spatiaux des complexes jonctionnels au sein de la cellule. Les jonctions d'ancrage assurent la stabilit m canique des cellules pith liales en reliant le cytosquelette d'une cellule au cytosquelette d'une cellule adjacente. Ces jonctions sont importantes dans la cr ation et le maintien de l'unit structurelle de l' pith lium. Les jonctions d'ancrage interagissent la fois avec l'actine et les flaments interm diaires et peuvent tre trouv es non seulement sur la surface lat rale de la cellule, mais aussi sur le domaine basal de la cellule pith liale. Gr ce leur capacit de transduction du signal, les jonctions d'ancrage jouent galement un r le important dans la reconnaissance, la morphogen se et la diff renciation de cellule cellule. Les jonctions communicantes permettent une communication directe entre cellules adjacentes par diffusion de petites mol cules (1 200 daltons) (par exemple, ions, acides amin s, sucres, nucl otides, seconds messagers, m tabolites). Ce type de communication intercellulaire permet l'activit cellulaire coordonn e qui est importante pour le maintien de l'hom ostasie des organes. La zonula occludens (pl., zonulae occludentes) repr sente le composant le plus apical du complexe jonctionnel entre les cellules pith liales. La zone occluse est cr e par le scellement localis de la membrane plasmique des cellules adjacentes. L'examen de la zone occluse ou jonction serr e avec le microscope lectronique transmission (MET) r v le une r gion troite dans laquelle les membranes plasmiques des cellules adjacentes entrent en contact troit pour sceller l'espace intercellulaire (Fig. 5.15a). haute r solution, la zone occluse n'appara t pas comme un sceau continu mais comme une s rie de fusions focales entre les cellules. Ces fusions focales sont cr es par des prot ines transmembranaires de cellules adjacentes qui se rejoignent dans l'espace intercellulaire (Fig. 5.15b). La disposition de ces prot ines dans la formation de l' tanch it est mieux visualis e par la technique de la fracture par cong lation (Fig. 5.15c). Lorsque la membrane plasmique est fractur e au site de la zone occlusive, les prot ines jonctionnelles sont observ es sur la face P de la membrane, o elles apparaissent comme des structures en forme de cr te. La surface oppos e de la membrane fractur e, la face E, r v le des sillons compl mentaires r sultant du d tachement des particules de prot ines de la surfac |
Histologie de Ross | e oppos e. Les cr tes et les rainures sont dispos es comme un r seau de brins de particules anastomos s, cr ant ainsi un joint fonctionnel dans l'espace intercellulaire. Le nombre de brins ainsi que le degr d'anastomosation varient selon les cellules. FIGURE 5.15 Zonula occludens. un. Micrographie lectronique de la zone occluse montrant l'approximation troite des lamelles externes des membranes plasmiques adjacentes. Les domaines extracellulaires des prot ines impliqu es dans la formation de cette jonction (occludines) apparaissent sous la forme de lignes uniques denses en lectrons (fl ches). 100 000. b. Sch ma montrant l'organisation et le mod le de distribution de la prot ine transmembranaire occludine dans la jonction d'occlusion. Comparez le motif lin aire des rainures avec les cr tes d tect es dans la pr paration de la fracture par cong lation sur le c t droit. c. La pr paration de la fracture par cong lation de la zonula occludens montr e ici r v le un r seau anastomos de cr tes (fl ches) situ es la surface de la membrane de fracture pr s de la partie apicale de la cellule [notez les microvillosit s (Mv) pr sentes la surface de la cellule]. Il s'agit de la face P de la membrane. (La face E de la membrane fractur e montrerait un motif compl mentaire de rainures.) Les cr tes repr sentent des r seaux lin aires de prot ines transmembranaires (tr s probablement des occludines) impliqu es dans la formation de la zonula occludens. La membrane de la cellule oppos e contient un r seau similaire de prot ines, qui est en registre avec la premi re cellule. Les sites r els d'interaction prot ique entre les cellules forment le r seau d'anastomosation. 100 000. (Reproduit avec la permission de Hull BE, Staehelin LA. Signification fonctionnelle des variations dans l'organisation g om trique des r seaux de jonctions serr es. J Cell Biol 1976 ; 68:688 704.) FIGURE 5.16 Structure mol culaire de la zonula occludens. Sch ma montrant trois prot ines transmembranaires impliqu es dans la formation de la zonula occludens : l'occludine, la claudine et la mol cule d'adh sion jonctionnelle (JAM). L'occludine et la claudine ont quatre domaines transmembranaires avec deux boucles extracellulaires, mais JAM n'a qu'un seul domaine transmembranaire, et sa partie extracellulaire poss de deux boucles de type immunoglobuline. Plusieurs prot ines associ es majeures de la jonction occluse et leurs interactions entre elles sont visibles. Notons que l'une des prot ines associ es, ZO-1, interagit avec les filaments d'actine de liaison du cytosquelette cellulaire. Plusieurs prot ines sont impliqu es dans la formation des brins de la zonula occludens. Les brins de Zonula occludens correspondent l'emplacement des rang es de prot ines transmembranaires. Trois grands groupes de prot ines transmembranaires se trouvent dans la zone occluse (Fig. 5.16 ; Tableau 5.3) : L'occludine, une prot ine de 60 kilodaltons, a t la premi re prot ine identifi e dans la zone occludens. Il participe au maintien de la barri re entre les cellules adjacentes ainsi que de la barri re entre les domaines apical et lat ral. L'occludine est pr sente dans la plupart des jonctions d'occlusion. Cependant, plusieurs types de cellules pith liales n'ont pas d'occludine dans leurs brins, mais elles poss dent toujours des zonulae occludentes bien d velopp es et enti rement fonctionnelles. Les claudines constituent une famille de prot ines (20 27 kilodaltons) qui ont r cemment t identifi es comme faisant partie int grante des brins de zonula occludens. Les claudins forment l' pine dorsale de chaque brin. De plus, les claudines (en particulier la claudine-2 et la claudine-16) sont capables de former des canaux aqueux extracellulaires pour le passage paracellulaire des ions et d'autres petites mol cules. Environ 24 membres diff rents de la famille des claudins ont t caract ris s ce jour. Des mutations dans le g ne codant pour la claudine-14 ont r cemment t associ es la surdit h r ditaire humaine. Une forme mut e de la claudine-14 provoque une augmentation de la perm abilit des zonula occludens dans l'organe de Corti (r cepteur de l'audition), affectant la g n ration de potentales d'action. La mol cule d'adh sion jonctionnelle (JAM) est une prot ine de 40 kilodaltons qui appartient la superfamille des immunoglobulines (IgSF). JAM ne forme pas lui-m me un brin de zonula occludens mais est plut t associ des claudines. Il est impliqu dans la formation des jonctions occlusives dans les cellules endoth liales ainsi qu'entre les cellules endoth liales et les monocytes migrant de l'espace vasculaire vers le tissu conjonctif. Les parties extracellulaires de ces prot ines transmembranaires fonctionnent comme une fermeture clair et scellent l'espace intercellulaire entre deux cellules adjacentes, cr ant ainsi une barri re contre la diffusion paracellulaire. Les parties cytoplasmiques des trois prot ines contiennent une s quence d'acides amin s uni |
Histologie de Ross | que qui attire des prot ines r gulatrices et de signalisation appel es prot ines domaine PDZ. Ces prot ines comprennent les prot ines de la zonula occludens ZO-1, ZO-2 et ZO-3 (voir Fig. 5.16). L'occludine et les claudines interagissent avec le cytosquelette d'actine par l'interm diaire de ZO-1 et ZO-3. Des fonctions r gulatrices lors de la formation de la zonula occludens ont t sugg r es pour toutes les prot ines zo. De plus, ZO-1 est un suppresseur de tumeur et ZO-2 est n cessaire dans le m canisme de signalisation du facteur de croissance pidermique-r cepteur. La prot ine ZO-3 interagit avec ZO-1 et le domaine cytoplasmique des occludines. Les prot ines localis es dans la r gion de la zone occlusale sont r sum es dans le tableau 5.3. De nombreux agents pathog nes, tels que le cytom galovirus et les toxines du chol ra, agissent sur ZO-1 et ZO-2, rendant la jonction perm able. La zone occluse s pare l'espace luminal de l'espace intercellulaire et du compartiment du tissu conjonctif. Il est maintenant vident que la zone occluse joue un r le essentiel dans le passage s lectif des substances d'un c t l'autre d'un pith lium. La capacit de l' pith lium cr er une barri re de diffusion est contr l e par deux voies distinctes pour le transport des substances travers l' pith lium (Fig. 5.17a) : La voie transcellulaire se produit travers la membrane plasmique de la cellule pith liale. Dans la plupart de ces voies, le transport est actif et n cessite des prot ines et des canaux de transport membranaire sp cialis s d pendant de l' nergie. Ces prot ines et canaux d placent des substances s lectionn es travers la membrane plasmique apicale dans le cytoplasme, puis travers la membrane lat rale sous le niveau de la jonction occlusive dans le compartiment intercellulaire. La voie paracellulaire se produit travers la zone occluse entre deux cellules pith liales. La quantit d'eau, d' lectrolytes et d'autres petites mol cules transport es par cette voie d pend de l' tanch it de la zone occlusive. La perm abilit d'une jonction occlusive d pend de la composition mol culaire des brins de la zonula occludens et donc du nombre de canaux aqueux actifs dans le joint (voir la section suivante). Dans des conditions physiologiques, les substances transport es par cette voie peuvent tre r gul es ou coupl es au transport transcellulaire. La perm abilit de la zone occluse d pend non seulement de la complexit et du nombre de brins, mais aussi de la pr sence de canaux aqueux fonctionnels form s par diverses mol cules de claudine. TABLEAU Principales prot ines localis es dans la jonction Zonula occludens 5.3 Prot ine Zona occludens Prot ines associ es Partenaires prot iques Fonction Occludine Occludin, ZO-1, ZO-2, ZO-3, Est pr sente dans la plupart des jonctions occlusives ; maintient la barri re Vap33, actine entre la surface cellulaire apicale et lat rale Claudin Claudin, ZO-1, JAM Forme l' pine dorsale des brins de la zonula occludens ; forme et r gule les canaux aqueux utilis s pour la diffusion paracellulaire JAM JAM, ZO-1, claudin Pr sent dans les cellules endoth liales ; m die les interactions entre les cellules endoth liales et les adh rences monocytaires ZO-1 ZO-2, ZO-3, occludine, claudine, lien important dans la transduction des signaux de toutes les prot ines JAM, cinguline, actine, ZONAB, transmembranaire ; interagit avec les flaments d'actine ; ASIP, AF-6 a l'actine suppresseur de tumeur ZO-2 ZO-1, occlusion, cinguline, 4.1R N cessaire dans le m canisme de signalisation du facteur de croissance pidermique-r cepteur ZO-3 ZO-1, occludine, actine Interagit avec ZO-1, occludine et les flaments d'actine du cytosquelette cellulaire AF-6 RAS, ZO-1 Petite prot ine impliqu e dans le syst me de transport mol culaire et la transduction du signal Cinguline ZO-1, ZO-2, ZO-3, cinguline, Prot ine acide et thermostable qui r ticule-ticulle les flaments d'actine de la myosine II en complexes s dimentables Symplekin CPSF-100 Prot ine double localisation : localis e dans la zonule occludens et dans les particules d'interchromatine du caryoplasme ASIP/Par3 PKC Contr le la relocalisation des prot ines distribu es de mani re asym trique Rab3b GTPase Rab13 - PDE Rab8 G/C kinase, Sec4 Sec4 Rab8 GTPase n cessaire pour l'administration polaris e des v sicules cargo la membrane plasmique Sec6 Sec8 Participe la fusion de la v sicule de Golgi avec la membrane plasmique Sec8 Sec6 Inhibe la translocation basolat rale des r cepteurs LDLP apr s formation de la zonula occludens Membres de la famille des prot ines oncog nes RAS ; contr ler l'assemblage de complexes prot iques pour l'amarrage des v sicules de transport L'observation de diff rents types d' pith liums r v le que la complexit et le nombre de brins formant les zonulae occludentes varient. Dans les pith liums dans lesquels les brins anastomos s ou les sites de fusion sont clairsem s, comme certains tubules r naux, la voie intercellulaire est partiellement |
Histologie de Ross | perm able l'eau et aux solut s. En revanche, dans les pith liums dans lesquels les brins sont nombreux et largement entrelac s par exemple, les pith liums intestinaux et urinaires la r gion intercellulaire est tr s imperm able. Cependant, dans certaines cellules pith liales, le nombre de brins n'est pas directement corr l l' tanch it du joint. Les diff rences d' tanch it entre les diff rentes zonulae occludentes pourraient s'expliquer par la pr sence de pores aqueux l'int rieur des brins individuels de la zonula occludens (Fig. 5.17b). Des exp riences r centes indiquent que la claudine-16 fonctionne comme un canal aqueux Mg2 entre des cellules pith liales r nales sp cifiques. De m me, la claudine-2 est responsable de la pr sence de pores aqueux haute conductance dans d'autres pith liums r naux. Les claudines forment non seulement l' pine dorsale du brin individuel de la zone occludens, mais sont galement responsables de la formation de canaux aqueux extracellulaires. Ainsi, les rapports de combinaison et de m lange des claudines aux occludines et d'autres prot ines trouv es dans les brins individuels de la zone occludienne appari s d terminent l' tanch it et la s lectivit de l' tanch it entre les cellules. Domaines PDZ des prot ines d'attachement intracellulaires associ es FIGURE 5.17 Deux voies transcellulaires et paracellulaires pour le transport des substances travers les pith liums. un. La voie transcellulaire se produit travers la membrane plasmique de la cellule pith liale et repr sente un syst me de transport actif qui n cessite des prot ines et des canaux de transport membranaire sp cialis s d pendant de l' nergie. La voie paracellulaire se produit travers la zone occluse entre deux cellules pith liales. La quantit d'eau, d' lectrolytes et d'autres petites mol cules transport es par cette voie d pend de l' tanch it de la zone occlusive. b. Structure des parties extracellulaires et cytoplasmiques des brins jonctions serr es. Deux brins de zonula occludens des cellules voisines fusionnent en forme de fermeture clair et cr ent une barri re au mouvement entre les cellules. Les pores aqueux permettent l'eau de se d placer entre les cellules. La perm abilit de la barri re d pend du m lange de claudines et d'occludines dans le joint de fermeture clair. La partie cytoplasmique du brin attire les prot ines du domaine PDZ qui fonctionnent dans la signalisation cellulaire. La zone occluse tablit des domaines fonctionnels dans la membrane plasmique. En tant que jonction, la zone occluse contr le non seulement le passage de substances travers la couche pith liale, mais galement le mouvement de radeaux lipidiques contenant des prot ines sp cifiques l'int rieur de la membrane plasmique elle-m me. La cellule est capable de s gr guer certaines prot ines membranaires internes sur la surface apicale (libre) et d'en restreindre d'autres aux surfaces lat rales ou basales. Dans l'intestin, par exemple, les enzymes pour la digestion terminale des peptides et des saccharides (dipeptidases et disaccharidases) sont localis es dans la membrane des microvillosit s de la surface apicale. La NaK-ATPase qui pilote le transport du sel et de l'eau transcellulaire, ainsi que le transport des acides amin s et des sucres, est limit e la membrane plasmique lat rale sous la zone occludens. Les jonctions d'ancrage fournissent des adh rences lat rales entre les cellules pith liales, en utilisant des prot ines qui se lient au cytosquelette des cellules adjacentes. Deux types de jonctions d'ancrage de cellule cellule peuvent tre identifi s la surface lat rale de la cellule : les zonules adh rentes (pl., zonulae adherentes), qui interagissent avec le r seau de filaments d'actine l'int rieur de la cellule ; et macula adherenne (pl., maculae adherentes) ou desmo some, qui interagit avec les filaments interm diaires De plus, deux autres types de jonctions d'ancrage peuvent tre trouv s o les cellules pith liales reposent sur la matrice du tissu conjonctif. Ces adh rences focales (contacts focaux) et les h midesmosomes sont abord s dans la section sur le domaine basal (voir pages 144 146). Les mol cules d'adh sion cellulaire jouent un r le important dans les adh sions de cellule cellule et de cellule matrice extracellulaire. Les prot ines transmembranaires connues sous le nom de moles d'adh sion cellulaire (CAM) constituent une partie essentielle de chaque jonction d'ancrage sur les surfaces cellulaires lat rales et basales. Les domaines extracellulaires des CAM interagissent avec des domaines similaires appartenant aux CAM des cellules voisines. Si la liaison se produit entre diff rents types de CAM, elle est d crite comme une liaison h t rotypique ; une liaison homotypique se produit entre des CAM du m me type (Fig. 5.18). Les CAM ont une adh rence s lective de r sistance relativement faible, ce qui permet aux cellules de se joindre et de se dissocier facilement. |
Histologie de Ross | DOSSIER 5.3 Corr lation clinique : les complexes jonctionnels comme cible d'agents pathog nes Les pith liums forment une barri re physique qui permet au corps de maintenir l'hom ostasie interne tout en prot geant l'organisme des agents pathog nes nocifs de l'environnement ext rieur. Le moyen le plus simple pour de nombreux virus, bact ries et parasites de compromettre avec succ s les fonctions protectrices de la couche pith liale est de d truire les complexes jonctionnels entre les cellules pith liales. Plusieurs prot ines pr sentes dans les sp cialisations jonctionnelles de la membrane cellulaire sont affect es par des mol cules produites ou express es par ces agents pathog nes. Bact ries. Une bact rie commune l'origine de la contamination des aliments, Clostridium perfringens, attaque la jonction entre la zone occlu-dens. Ce micro-organisme est largement r pandu dans l'environnement ext rieur et se trouve dans la flore intestinale des humains et de nombreux animaux domestiques. Les sympt mes d'intoxication alimentaire sont caract ris s par des douleurs abdominales intenses et une diarrh e qui commence de 8 22 heures apr s avoir consomm des aliments contamin s par ces bact ries. Les sympt mes disparaissent g n ralement dans les 24 heures. L'ent rotoxine produite par C. perfrin-gens est une petite prot ine de 35 kilodaltons dont le carboxy termi-nus se lie sp cifiquement aux mol cules de claudine de la zonula occludens. Son extr mit amin e forme des pores dans le domaine apical de la membrane plasmique. La liaison aux claudines emp che leur incorporation dans les brins occlusifs de la zone et entra ne un dysfonctionnement et une rupture de la jonction. La d shydratation qui se produit avec ce type d'intoxication alimentaire est le r sultat d'un mouvement massif de fluides via des voies paracellulaires dans la lumi re des intestins. Helicobacter pylori, une autre bact rie, r side dans l'estomac et se lie aux domaines extracellulaires des prot ines de la zone occludienne. Au cours de ce processus, la prot ine CagA de 128 kilodaltons expos e la surface produite par la bact rie est transloqu e du micro-organisme dans le cytoplasme, o elle cible la fois les prot ines ZO-1 et JAM. En cons quence, la barri re de la zone occluse est perturb e et sa capacit de signalisation de la tyrosine kinase diminue, provoquant des r arrangements cytosquelettiques. H. pylori provoque des l sions de la barri re protectrice de l'estomac qui peuvent entra ner le d veloppement d'ulc res gastriques et de carcinomes gastriques. Virus. Le groupe sp cifique de virus ARN responsables de l'ent rite infantile (inflammation des intestins) utilise la voie de signalisation intracellulaire JAM. L'attachement et l'endocytose du r ovirus sont initi s par l'interaction de sa prot ine d'attachement virale avec une mol cule JAM. Cette interaction active le facteur nucl aire B pro-t ine (NF B), qui migre dans le noyau et d clenche une cascade d' v nements cellulaires conduisant l'apoptose. C'est la preuve que les JAM sont utilis s comme mol cules de transduction de signal pour transmettre des impulsions de l'environnement externe au noyau cellulaire. Les prot ines associ es Zonula occludens qui contiennent la s quence exprim e par PDZ sont des cibles de l'ad novirus oncog ne et du papillomavirus. Les oncoprot ines virales produites par ces virus se lient via leurs domaines de liaison PDZ ZO-2 et la prot ine multi-PDZ-1 (MUPP-1). L'effet oncog nique de ces interactions est attribu , en partie, la s questration et la d gradation de la zonule occluse et des prot ines suppressives de tumeurs associ es aux virus. Parasites. L'acarien domestique, Der-matophagoides pteronyssinus, d truit galement les jonctions de la zone occludens. Il appartient la famille des arachnides, qui comprend les araign es, les scorpions et les tiques. Lorsque ses boulettes f cales sont inhal es avec des particules de poussi re, les peptidases de s rine et de cyst ine pr sentes dans les granules clivent l'occlusion et la prot ine ZO-1, entra nant la rupture des jonctions de la zone occluse dans l' pith lium respiratoire. La perte de la barri re pith liale protectrice dans le poumon expose le poumon aux allerg nes inhal s et d clenche une r ponse immunitaire qui peut entra ner de graves crises d'asthme. Les domaines cytoplasmiques sont li s par une vari t de prot ines intracellulaires des composants du cytosquelette cellulaire. Gr ce la connexion du cytosquelette, les CAM sont capables de contr ler et de r guler divers processus intracellulaires associ s l'adh sion cellulaire, la prolif ration cellulaire et la migration cellulaire. De plus, les CAM sont impliqu s dans de nombreuses autres fonctions cellulaires telles que les communications intercellulaires et intracellulaires, la reconnaissance cellulaire, la r gulation de la barri re de diffusion intercellulaire, la g n ration de r ponses immunitaires et l'apoptose. D s le d veloppemen |
Histologie de Ross | t embryonnaire pr coce, chaque type de tissu, chaque stade de diff renciation, est d fini par l'expression de CAM sp cifiques. Des modifications du profil d'expression d'un ou de plusieurs CAM peuvent entra ner des modifications pathologiques au cours de la diff renciation ou de la maturation des tissus. ce jour, environ 50 CAM ont t identifi es, et elles sont class es sur la base de leur structure mol culaire en quatre grandes familles : les cadh rines, les int grines, les s lectines et la superfamille des immunoglobines (voir Fig. 5.18). Les cadh rines sont repr sent es par des CAM transmembranaires d pendants du Ca2 localis s principalement dans les adh rents de la zonule. Sur ces sites, les cadh rines maintiennent des interactions homotypiques avec des prot ines similaires de la cellule voisine. Ils sont associ s un groupe de prot ines intracellulaires (cat nines) qui lient les mol cules de cadh rine aux flaments d'actine du cytosquelette cellulaire. Gr ce cette interaction, les cadh rines transmettent des signaux qui r gulent les m canismes de croissance et de diff renciation cellulaire. Les cadh rines contr lent les interactions de cellule cellule et participent la reconnaissance cellulaire et la migration des cellules embryonnaires. L'E-cadh rine, le membre le plus tudi de cette famille, maintient la jonction adh rente de la zonule entre les cellules pith liales. Il agit galement comme un suppresseur important des cellules tumorales pith liales. Les int grines sont repr sent es par deux sous-unit s de glycoprot ines transmembranaires compos es de 15 et 9 cha nes. Cette composition permet la formation de diff rentes combinaisons de mol cules d'int grine capables d'interagir avec FIGURE 5.18 Mol cules d'adh sion cellulaire (CAM). Les CAM de la superfamille des cadh rines et des immunoglobines (IgSF) pr sentent une liaison homotypique dans laquelle deux mol cules identiques des cellules voisines interagissent. La liaison qui se produit entre diff rents types de CAM (par exemple, les s lectines et les int grines) est consid r e comme une liaison h t rotypique (aucune paire identique de mol cules ne r agit l'une avec l'autre). diverses prot ines (interactions h t rotypiques). Les int grines interagissent avec les mol cules de la matrice extracellulaire (telles que les collag nes, la laminine et la fibronectine) et avec l'actine et les flaments interm diaires du cytosquelette cellulaire. Gr ce ces interactions, les int grines r gulent l'adh sion cellulaire, contr lent le mouvement et la forme des cellules et participent la croissance et la diff renciation cellulaires. Les s lectines sont exprim es sur les globules blancs (leucocytes) et les cellules endoth liales et interviennent dans la reconnaissance des cellules endoth liales des neutrophiles. Cette liaison h t rotypique initie la migration des neutrophiles travers l'endoth lium des vaisseaux sanguins dans la matrice extracellulaire. Les s lectines sont galement impliqu es dans la direction des lymphocytes dans les accumulations de tissu lymphatique (proc dure de guidage). Superfamille des immunoglobulines (IgSF). De nombreuses mol cules impliqu es dans les r actions immunitaires partagent un l ment pr curseur commun dans leur structure. Cependant, plusieurs autres mol cules sans fonction immunologique connue partagent galement ce m me l ment r p titif. Ensemble, les g nes codant pour ces mol cules apparent es ont t d finis comme la superfamille des g nes des immunoglobulines. C'est l'une des plus grandes familles de g nes du g nome humain, et ses glycoprot ines remplissent une grande vari t de fonctions biologiques importantes. Les membres des IgSF m dient les adh sions homotypiques de cellule cellule et sont repr sent s par la mol cule d'adh sion cellulaire intercellulaire (ICAM), la mol cule d'adh sion cellule-cellule (C-CAM), la mol cule d'adh sion cellulaire vasculaire (VCAM), la mol cule d'adh sion cellulaire trisomique (DSCAM), les mol cules d'adh sion des cellules endoth liales plaquettaires (PECAM), les mol cules d'adh sion jonctionnelle (JAM), et bien d'autres. Ces prot ines jouent un r le cl dans l'adh sion et la diff renciation cellulaires, les m tastases canc reuses et tumorales, l'angiogen se (formation de nouveaux vaisseaux), l'inflammation, les r ponses immunitaires et l'attachement microbien, ainsi que de nombreuses autres fonctions. La zonule adh rente assure l'adh sion lat rale entre les cellules pith liales. L'int grit des surfaces pith liales d pend en grande partie de l'adh sion lat rale des cellules les unes avec les autres et de leur capacit r sister la s paration. Bien que la zone occludens implique une fusion de membranes cellulaires adjacentes, leur r sistance aux contraintes m caniques est limit e. Le renforcement de cette r gion d pend d'un fort site de liaison sous la zone occludens. Comme la zonula occludens, ce dispositif d'adh sion lat rale se produit dans une conf |
Histologie de Ross | iguration de bande continue ou de ceinture autour de la cellule ; Ainsi, la jonction adh rente est appel e une zone adh rente. La zonule adh re est compos e de la mol cule d'adh sion cellulaire transmembranaire E-cadh rine. Du c t cytoplasmique, la queue de l'E-cadh rine est li e la cat nine (Fig. 5.19a). Le complexe E-cadh rine-cat nine qui en r sulte se lie la vinculine et l'actinine et est n cessaire l'interaction des cadh rines avec les filaments d'actine du cytosquelette. Les composants extracellulaires des mol cules d'E-cadh rine des cellules adjacentes sont li s par des ions Ca2 ou une prot ine de liaison extracellulaire suppl mentaire. Par cons quent, l'int grit morphologique et fonctionnelle de la zone adh rente d pend du calcium. L' limination du Ca2 entra ne la dissociation des mol cules d'E-cadh rine et la rupture de la jonction. Des tudes r centes indiquent que le complexe E-cadh rine-cat nine fonctionne comme une mol cule ma tresse dans la r gulation non seulement de l'adh sion cellulaire, mais aussi de la polarit , de la diff renciation, de la migration, de la prolif ration et de la survie des cellules pith liales. Lorsqu'elle est examin e avec le TEM, la zonule adh rente est caract ris e par un espace uniforme de 15 20 nm entre les membranes cellulaires oppos es (Fig. 5.19b). L'espace intercellulaire est de faible densit lectronique, apparaissant presque clair, mais il est manifestement occup par des composants extracellulaires de mol cules E-cadh rine adjacentes et d'ions Ca2. Dans les limites de la zonule adh rente, un mat riau mod r ment dense en lectrons appel plaque floue se trouve le long du c t cytoplasmique de la membrane de chaque cellule. Ce mat riel correspond l'emplacement du composant cytoplasmique du complexe Ecaderine-Cat nine et des prot ines associ es (-actinine et vinculine) dans lesquelles se fixent les filaments d'actine. Les preuves sugg rent galement que la plaque floue repr sente la substance tachable en microscopie optique, la barre terminale. Associ au mat riel dense en lectrons est un r seau de flaments d'actine de 6 nm qui s' tendent sur le cytoplasme apical de la cellule pith liale, la toile terminale. FIGURE 5.19 Zonula adh re. un. Organisation mol culaire des adh rents de la zonule. Les filaments d'actine des cellules adjacentes sont attach s au complexe E-cadh rine-cat nine par l'actinine et la vinculine. Le complexe E-cadh rine-cat nine interagit avec des mol cules identiques int gr es dans la membrane plasmique de la cellule adjacente. Les interactions entre les prot ines transmembranaires sont m di es par les ions calcium. b. La micrographie lectronique de la zonule adh re partir de la figure 5.14a un grossissement plus lev . Les membranes plasmiques sont s par es ici par un espace intercellulaire relativement uniforme. Cet espace semble clair, ne montrant qu'une faible quantit de substance dense en lectrons diffus, qui repr sente les domaines extracellulaires de l'E-cadh rine. Le c t cytoplasmique de la membrane plasmique pr sente un mat riau mod r ment dense en lectrons contenant des filaments d'actine. 100,000. Le fascia adh re est une jonction en forme de feuille qui stabilise les tissus non pith liaux. Les attaches physiques qui se produisent entre les cellules dans des tissus autres que les pith liums ne sont g n ralement pas pro minentes, mais il y a au moins une exception notable. Les cellules du muscle cardiaque sont dispos es bout bout, formant des unit s contractiles filiformes. Les cellules sont attach es les unes aux autres par une combinaison de desmosomes typiques, ou maculae adh r nes, et de larges plaques d'adh sion qui ressemblent morphologiquement aux zonules adh sives des cellules pith liales. Parce que l'attache n'est pas en forme d'anneau mais a plut t une face large, on l'appelle le fascia adh rent (Fig. 5.20). Au niveau mol culaire, la structure du fascia adh rent est similaire celle de la zonula adh rente ; il contient galement la prot ine ZO-1 de la zone occludienne pr sente dans les jonctions serr es des cellules pith liales. La macula adh rente (desmosome) fournit une jonction localis e en forme de tache entre les cellules pith liales. La macula adh rente [L. macula, tache] repr sente une jonction intercellulaire d'ancrage majeure qui fournit une attache particuli rement forte, comme le montrent les tudes de microdissection. La macula adh rente a t d crite l'origine dans les cellules pidermiques et a t appel e un desmosome [Gr. desmo, lien soma, corps]. Ces jonctions sont localis es sur le domaine lat ral de la cellule, un peu comme une s rie de soudures par points (voir Fig. 5.14a), et elles m dient le contact direct de cellule cellule en fournissant des sites d'ancrage pour les filaments interm diaires. De plus en plus de preuves sugg rent que la macula adh re, en plus de sa fonction structurelle, participe la morphogen se et la diff renciation des tissus. Dan |
Histologie de Ross | s l' pith lium simple form de cellules cubo des ou cylindriques, la macula adh rente se trouve en conjonction avec les jonctions occlusives (zonula occludens) et adh rentes (zonula adherens). Parce que la macula adh re occupe de petits sites localis s sur la surface lat rale de la cellule, il ne s'agit pas d'une structure continue autour de la cellule, comme c'est le cas de la zonule adh rente. Ainsi, une section perpendiculaire la surface d'une cellule qui coupe toute la surface lat rale ne comportera souvent pas de macula adh rente. Cependant, la section comprendra toujours la zonula adh rente. Dans la zone de la macula adh re, les desmogl ines et les desmocollines assurent le lien entre les membranes plasmiques des cellules adjacentes. FIGURE 5.20 Le fascia adh re. Micrographie lectronique montrant l'apposition de bout en bout de deux cellules musculaires cardiaques. L'espace intercellulaire appara t comme une zone clairement ondul e. Du c t cytoplasmique de la membrane plasmique de chaque cellule, il y a un mat riau dense similaire celui observ dans une zonule adh rente contenant des filaments d'actine. Parce que le site d'attache ici implique une partie de la face terminale des deux cellules, on l'appelle un fascia adh rent. 38,000. La microscopie lectronique r v le que la macula adh re une structure complexe. Du c t cytoplasmique de la membrane plasmique de chacune des cellules adjacentes se trouve une structure en forme de disque compos e d'un mat riau tr s dense appel plaque d'attache desmosomale. Cette structure mesure environ 400 250 10 nm et ancre des flaments interm diaires (Fig. 5.21a). Les filaments semblent s'enrouler travers les plaques de fixation et s' tendre vers l'ext rieur dans le cytoplasme. On pense qu'ils jouent un r le dans la dissipation des forces physiques dans toute la cellule partir du site d'attachement. Au niveau mol culaire, chaque plaque d'attache est compos e de plusieurs prot ines constitutives, principalement des desmoplakines et des plakoglobines, qui sont capables d'ancrer les filaments interm diaires (Fig. 5.21b). L'espace intercellulaire de la macula adh rente est nettement plus large (jusqu' 30 nm) que celui de la zonule adh rente et est occup par une bande m diane dense, la ligne interm diaire. Cette ligne repr sente des parties extracellulaires de glycoprot ines transmembranaires, les desmogl ines et les desmocollines, qui sont membres de la famille des cadh rines des mol cules d'adh sion cellulaire d pendantes du Ca2. En pr sence de Ca2, les parties extracellulaires des desmogl ines et des desmocollines se lient aux mol cules identiques adjacentes des cellules voisines (liaison homotypique). Des tudes cristallographiques aux rayons X sugg rent que le domaine de liaison extracellulaire des prot ines d'une cellule interagit avec deux domaines de cadh rine adjacents dans une orientation antiparall le, formant ainsi une fermeture clair continue de cadh rine dans la zone du desmosome (voir Fig. 5.21b). Les parties cytoplasmiques des desmogl ines et des desmocollines font partie int grante de la plaque d'attache desmosomale. Ils interagissent avec les plakoglobines et les desmoplakines qui sont impliqu es dans l'assemblage des desmosomes et l'ancrage des flaments interm diaires. Les cellules de diff rents pith liums n cessitent diff rents types d'attachements. Dans les pith liums qui servent de barri res physiologiques, le complexe jonctionnel est particuli rement important car il sert cr er une barri re long terme, permettant aux cellules de compartimenter et de restreindre le libre passage des substances travers l' pith lium. Bien que ce soit la zone occluse du complexe jonctionnel qui affecte principalement cette fonction, ce sont les propri t s adh sives des zonules et des macules adh rentes qui prot gent contre la rupture physique de la barri re. Dans d'autres pith liums, il est n cessaire d'avoir une attache beaucoup plus forte entre les cellules dans plusieurs plans. Dans les cellules pith liales stratifi es de l' piderme, par exemple, de nombreuses maculae adh rentes maintiennent l'adh sion entre les cellules adjacentes. Dans le muscle cardiaque, o il existe un besoin similaire d'une forte adh sion, une combinaison de la macula adh re et du fascia adh re remplit cette fonction. Les jonctions communicantes, galement appel es jonctions lacunaires ou nexus, sont les seules structures cellulaires connues qui permettent le passage direct des mol cules de signalisation d'une cellule une autre. Ils sont pr sents dans une grande vari t de tissus, y compris les pith liums, les muscles lisses et cardiaques et les nerfs. Les jonctions lacunaires sont importantes dans les tissus dans lesquels l'activit des cellules adjacentes doit tre coordonn e, comme les pith liums impliqu s dans le transport des fluides et des lectrolytes, les muscles lisses vasculaires et intestinaux et le muscle cardiaque. Une jonction lacunaire consis |
Histologie de Ross | te en une accumulation de canaux ou de pores transmembranaires dans un r seau serr . Il permet aux cellules d' changer des ions, des mol cules r gulatrices et de petits m tabolites travers les pores. Le nombre de pores dans une jonction lacunaire peut varier consid rablement, tout comme le nombre de jonctions intercalaires entre les cellules adjacentes. FIGURE 5.21 Structure mol culaire de la macula adh re (desmosome). un. Micrographie lectronique d'une macula adh rente, montrant que les filaments interm diaires (fl ches) se fixent en une plaque d'attachement intracellulaire dense situ e du c t cytoplasmique de la membrane plasmique. L'espace intercellulaire est galement occup par du mat riel dense en lectrons (pointes de fl ches) contenant des desmocollines et des desmogl ines. L'espace intercellulaire au-dessus et au-dessous de la macula adh re n'est pas bien d fini en raison de l'extraction de la membrane plasmique pour montrer les composants de cette structure. 40 000. (Avec l'aimable autorisation du Dr Ernst Kallenbach.) Sch ma de principe montrant la structure d'une macula adh rente. Notez la plaque d'attache intracellulaire avec des filaments interm diaires ancr s. Les parties extracellulaires des desmocollines et des desmogl ines des cellules oppos es interagissent les unes avec les autres dans la zone localis e du desmosome, formant la fermeture clair de la cadh rine. Diverses m thodes sont utilis es pour tudier la structure et la fonction des jonctions lacunaires. Diverses proc dures ont t utilis es pour tudier les jonctions lacunaires, notamment l'injection de colorants et de compos s fluorescents ou radiomarqu s et la mesure du flux d'un courant lectrique entre les cellules. Dans les tudes sur les colorants, un colorant fluorescent est inject l'aide d'une micropipette dans une cellule. Apr s une courte p riode, le colorant peut tre facilement visualis dans les cellules imm diatement adjacentes. Des tudes de conductance lectrique montrent que les cellules voisines reli es par des jonctions d'espace pr sentent une faible r sistance lectrique entre elles et que le flux de courant est lev ; Par cons quent, les jonctions lacunaires sont galement appel es jonctions faible r sistance. Les techniques actuelles de biologie mol culaire permettent d'isoler des clones d'ADNc codant pour une famille de prot ines de jonction lacunaire (connexines) et de les exprimer dans des cellules de culture tissulaire. Les connexines exprim es dans les cellules transfect es produisent des jonctions lacunaires, qui peuvent tre isol es et tudi es par des m thodes mol culaires et biochimiques ainsi que par les techniques d'imagerie am lior es de la cristallographie lectronique et de la microscopie force atomique. Les jonctions lacunaires sont form es par 12 sous-unit s de la famille des prot ines connexines. Lorsqu'elle est observ e avec le MET, la jonction lacunaire appara t comme une zone de contact entre les membranes plasmiques des cellules adjacentes (Fig. 5.22a). Des techniques d'imagerie haute r solution telles que la cryo-microscopie lectronique ont t utilis es pour examiner la structure des jonctions lacunaires. Ces tudes r v lent des groupes de canaux serr s, chacun form de deux demi-canaux appel s connexons int gr s dans les membranes oppos es. Ces canaux sont repr sent s par des paires de connexons qui relient l'espace extracellulaire entre les cellules adjacentes. Le connexon d'une membrane cellulaire est align avec pr cision pour s'arrimer un connexon correspondant sur la membrane d'une cellule adjacente, permettant ainsi, comme son nom l'indique, la communication entre les cellules. Chaque connexon contient six sous-unit s sym triques d'une prot ine membranaire int grale appel e connexine (Cx) qui est associ e une structure similaire de la membrane adjacente. Par cons quent, l'ensemble du canal se compose de 12 sous-unit s. Les sous-unit s sont configur es dans une disposition circulaire pour entourer un canal transmembranaire cylindrique de 10 nm de long et d'un diam tre de 2,8 nm (Fig. 5.22b). Environ 21 membres de la famille des prot ines connexines ont t identifi s. Tous traversent quatre fois la bicouche lipidique (c'est- -dire qu'ils ont quatre domaines transmembranaires). La plupart des connexons s'apparient avec des connexons identiques (interaction homotypique) sur la membrane plasmique adjacente. Ces canaux permettent aux mol cules de passer uniform ment dans les deux sens ; Cependant, les canaux h t rotypiques peuvent avoir une fonction asym trique, faisant passer certaines mol cules plus rapidement dans une direction que dans une autre. FIGURE 5.22 Structure d'une jonction d'espace. un. Micrographie lectronique montrant les membranes plasmiques de deux cellules adjacentes formant une jonction lacunaire. Les membranes unitaires (fl ches) se rapprochent l'une de l'autre, r tr cissant l'espace intercellulaire pour produire un espace de 2 |
Histologie de Ross | nm de large. 76 000. b. Dessin d'une jonction lacunaire montrant les membranes des cellules adjacentes et les composants structurels de la membrane qui forment des canaux ou des passages entre les deux cellules. Chaque passage est form d'un r seau circulaire de six sous-unit s, des prot ines transmembranaires en forme d'halt re qui enjambent la membrane plasmique de chaque cellule. Ces complexes, appel s connexons, ont une ouverture centrale d'environ 2 nm de diam tre. Les canaux form s par l'enregistrement des paires compl mentaires adjacentes de connexons permettent l' coulement de petites mol cules travers le canal mais pas dans l'espace intercellulaire. Inversement, les substances de l'espace intercellulaire peuvent p n trer la zone d'une jonction lacunaire en circulant autour des complexes de connexons, mais elles ne peuvent pas p n trer dans les canaux. c. Le diam tre du canal dans un connexon individuel est r gul par des changements r versibles dans la conformation des connexines individuels. Des changements conformationnels dans les connexines conduisant l'ouverture ou la fermeture des canaux de jonction lacunaire ont t observ s avec la microscopie force atomique. Des tudes ant rieures en microscopie lectronique de jonctions lacunaires isol es ont sugg r que les canaux de jonction lacunaire sont ouverts et ferm s par torsion des sous-unit s connexines (Fig. 5.22c). Des tudes r centes de microscopie force atomique (AFM) fournissent une vue dynamique des changements de conformation qui se produisent dans les connexons. Les canaux dans les jonctions lacunaires peuvent fluctuer rapidement entre un tat ouvert et un tat ferm par des changements r versibles dans la conformation des connexines individuelles. Le changement de conformation des mol cules de connexine qui d clenche la fermeture des canaux de jonction lacunaire leur surface extracellulaire semble tre induit par les ions Ca2 (Fig. 5.23). Cependant, d'autres m canismes de d clenchement ind pendants du calcium responsables de la fermeture et de l'ouverture des domaines cytoplasmiques des canaux de jonction lacunaire ont galement t identifi s. Les mutations dans les g nes connexines sont des facteurs pathog nes majeurs dans plusieurs maladies. Par exemple, une mutation dans le g ne codant pour la connexine-26 (Cx26) est associ e la surdit cong nitale. Les jonctions lacunaires form es par le Cx26 se trouvent dans l'oreille interne et sont responsables de la recirculation du K dans l' pith lium sensoriel cochl aire. D'autres mutations affectant les g nes Cx46 et Cx50 ont t identifi es chez des patients atteints de cataractes h r ditaires. Les deux prot ines sont localis es dans le cristallin de l' il et forment des jonctions intercalaires tendues entre les cellules pith liales et les fibres du cristallin. Ces jonctions lacunaires jouent un r le crucial dans l'apport de nutriments et l' limination des m tabolites de l'environnement avasculaire du cristallin. Le tableau 5.4 pr sente un r sum des caract ristiques de toutes les jonctions examin es dans le pr sent chapitre. Sp cialisations morphologiques de la surface cellulaire lat rale Les plis lat raux de la surface cellulaire (plicae) cr ent des processus cytoplasmiques interdigitateurs des cellules adjacentes. Les surfaces lat rales de certaines cellules pith liales pr sentent une fronti re tortueuse la suite de repliements ou de plis le long de la bordure de chaque cellule avec sa voisine (Fig. 5.24). Ces repliements augmentent la surface lat rale de la cellule et sont particuli rement pro minents dans les pith liums qui sont engag s dans le transport de fluides et d' lectrolytes, tels que l'intestin et le FIGURE 5.23 Image microscopique force atomique (AFM) d'une jonction lacunaire. Cette image montre la surface extracellulaire d'une pr paration de membrane plasmique de la lign e cellulaire HeLa. De multiples copies du g ne de la connexine-26 ont t incorpor es dans le g nome de la cellule HeLa pour obtenir une surexpression de la prot ine connexine. Les prot ines Connexin-26 s'auto-assemblent en jonctions lacunaires fonctionnelles, et elles ont t observ es avec AFM dans deux solutions tampons diff rentes. un. Jonction lacunaire contenant des connexons individuels dans une solution tampon sans calcium. 500 000. L'encart montre un seul connexon un grossissement plus lev . Notez les profils clairs des mol cules individuelles de connexine assembl es dans le connexon. Le profil ouvert du canal est galement visible. 2,000,000. b. La m me pr paration de connexons dans un tampon contenant du Ca2 . 500 000. Encadr : Notez que le changement de conformation des mol cules de connexine a provoqu le canal fermer et a r duit la hauteur du connexon. 2 000 000. (Avec l'aimable autorisation du Dr Gina E. Sosinsky.) pith lium de la v sicule biliaire. Dans le transport actif de fluides, les ions sodium sont pomp s hors du cytoplasme au niveau de la membra |
Histologie de Ross | ne plasmique lat rale par la NaK-ATPase localis e dans cette membrane. Les anions diffusent ensuite travers la membrane pour maintenir la neutralit lectrique, et l'eau se diffuse du cytoplasme dans l'espace intercellulaire, sous l'effet du gradient osmotique entre la concentration de sel dans l'espace intercellulaire et la concentration dans le cytoplasme. L'espace intercellulaire se distend en raison de l'accumulation de liquide se d pla ant travers l' pith lium, mais il ne peut se distendre qu' un degr limit en raison des attaches jonctionnelles dans les parties apicale et basale de la cellule. La pression hydrostatique s'accumule progressivement dans l'espace intercellulaire et entra ne un liquide essentiellement isotonique de l'espace vers le tissu conjonctif sous-jacent. La jonction occlusale l'extr mit apicale de l'espace intercellulaire emp che le liquide de se d placer dans la direction oppos e. Comme l'action de la pompe sodium puise le cytoplasme de sel et d'eau, ceux-ci sont remplac s par une diffusion travers la membrane plasmique apicale, dont la surface est consid rablement augment e par la pr sence de microvillosit s, permettant ainsi le mouvement continu du liquide de la lumi re vers le tissu conjonctif tant que la Na/K-ATPase est active. Le domaine basal des cellules pith liales est caract ris par plusieurs caract ristiques : La membrane basale est une structure sp cialis e situ e c t du domaine basal des cellules pith liales et du stroma du tissu conjonctif sous-jacent. Les jonctions de matrice cellule-extracellulaire ancrent la cellule la matrice extracellulaire ; Ils sont repr sent s par des adh rences focales et des h midesmosomes. Les repliements de la membrane cellulaire basale augmentent les cellules adjacentes et les prot ines de la matrice extracellulaire. Le terme membrane basale a t donn l'origine une couche amorphe et dense d' paisseur variable la surface basale des pith liums. Bien qu'une structure pro minente appel e membrane basale soit observ e avec une coloration l'h matoxyline et l' osine (H&E) quelques endroits tels que la trach e (Fig. 5.25) et, parfois, la vessie et les uret res, la membrane basale n cessite une coloration sp ciale pour tre visible au microscope optique. Cette exigence est caus e, en partie, par sa minceur et par l'effet de la coloration l' osine, qui la rend impossible distinguer du tissu conjonctif imm diatement adjacent. Dans la trach e, la structure souvent d crite comme la membrane basale comprend non seulement la v ritable membrane basale, mais galement une couche suppl mentaire de fibrilles de collag ne troitement espac es et align es qui appartiennent au tissu conjonctif. Contrairement H&E (Fig. 5.26a), la technique de coloration p riodique l'acide de Schiff (PAS) (Fig. 5.26b) entra ne une r action positive au site de la membrane basale. Il se pr sente sous la forme d'une fine couche magenta bien d finie entre l' pith lium et le tissu conjonctif. La coloration r agit avec les fractions gazeuses des prot oglycanes, s'accumulant en quantit s et en densit suffisantes pour rendre la membrane basale visible au microscope optique. Techniques impliquant le chapitre 5 Tissu pith lial LE TABLEAU DES SP CIALISATIONS DU TISSU BASAL R SUM DES CARACT RISTIQUES JONCTIONNELLES 5.4 Lien intracellulaire majeur associ Attachement du cytosquelette extracellulaire Classification Prot ines Ligands Composants Prot ines Fonctions Occludines Zonula, Occludines, Actine ZO-1, ZO-2, Scelle les occludens adjacents Claudins, Claudins, Flaires ZO-3, AF6, cellules ensemble, (jonction serr e) JAMs JAMs dans la cinguline contr le le passage de la symplectine cellulaire adjacente de ASIP/Povr 3 mol cules Rab 36, 13, 8 entre elles Sec 4, 6, 8 (perm abilit ), defnes domaine apical de la membrane plasmique, impliqu dans la signalisation cellulaire Zonula E-cadh rine-E-cadh rine-actine -actinine, couple la cat nine adh nienne flaments cat nine flaments vinculine actine complexe cytoske in leton au plasma cellulaire adjacent mem-brane des param tres d'adh sion cellule-cellule Macula Cadh rines (par exemple, Desmogl ines, Desmoplakines interm diaires, Couple les adh rents desmog nes, desmocollines flaments plakoglobines interm diaires (desmosomes) desmocollines) dans les flaments adjacents pour celler la membrane plasmique aux r gions d'adh sion cellule-cellule Int grines focales Actine extracellulaire Vinculine, taline, Ancre la matrice d'adh sion flaments -actinine, actine cytoske-prot ines (par exemple, paxillin leton la fbronectine) matrice extracellulaire, d tecte et transdu-ces signaux de l'ext rieur de la cellule H mides- Int grines Interm diaire extracellulaire Desmoplakine-Ancre le mosome (prot ine matricielle 64 flaments tels que les prot ines, l'int grine interm diaire), (par exemple, (possibles flaments microtu-BP 230 au collag ne laminine-5, bules et actine plectine, l'extrace-XVII collag ne-IV) flaments vi |
Histologie de Ross | a l'action de la matrice llulaire inter-erbine avec plectine) Jonction lacunaire Connexin Connexin in None Not Known Cr e un (nexus) conduit cellulaire adjacent entre deux cellules adjacentes pour le passage de petits ions et de micromol cules informatives Jonction occlusale (cellule cellule) Jonction d'ancrage (cellule cellule) Jonction communicante (cellule cellule) Jonctions d'ancrage (matrice cellule-extracellulaire) hhhh FIGURE 5.24 Interdigitations lat rales. Cette micrographie lectronique montre des repliements ou des interdigitations sur les surfaces lat rales de deux cellules intestinales absorbantes adjacentes. 25,000. La r duction des sels d'argent par les sucres noircissent la membrane basale et sont galement utilis es pour mettre en vidence cette structure. Bien que la membrane basale soit classiquement d crite comme exclusivement associ e aux pith liums, des sites similaires positifs au PAS et r actifs l'argent peuvent tre mis en vidence autour des cellules de soutien des nerfs p riph riques, des adipocytes et des cellules musculaires (Fig. 5.27) ; Cela permet de les d limiter du tissu conjonctif environnant dans les coupes histologiques. Les cellules du tissu conjonctif autres que les adipocytes ne pr sentent pas une r action PAS-positive ou argentique similaire. Le fait que la plupart des cellules du tissu conjonctif ne soient pas entour es d'un mat riau de membrane basale est coh rent avec leur manque d'adh rence aux fibres du tissu conjonctif. En fait, ils doivent migrer dans le tissu sous des stimuli appropri s pour fonctionner. La lame basale est le site d'attache structurel des cellules pith liales sus-jacentes et du tissu conjonctif sous-jacent. Les descriptions ant rieures de la lame basale taient bas es sur l' tude d' chantillons pr par s r guli rement pour la microscopie lectronique. L'examen du site de la base pith liale FIGURE 5.25 Membrane basale trach ale. Photomicrographie d'une coupe color e H&E de l' pith lium cili pseudostratifi de la trach e. La membrane basale se pr sente sous la forme d'une paisse couche homog ne imm diatement sous l' pith lium. Il s'agit en fait d'une partie du tissu conjonctif et est compos en grande partie de fibrilles de collag ne dens ment emball es. 450. Les membranes avec l'EM r v lent une couche discr te de mat riau matriciel dense en lectrons de 40 60 nm d' paisseur entre l' pith lium et le tissu conjonctif adjacent (Fig. 5.28) appel e lame basale ou, parfois, lamina densa. Lorsqu'elle est observ e haute r solution, cette couche pr sente un r seau de filaments fins, de 3 4 nm, compos s de laminines, une mol cule de collag ne de type IV, et de divers prot oglycanes et glycoprot ines associ s. Entre la lame basale et la cellule se trouve une zone relativement claire ou transparente aux lectrons, la lamina lucida ( galement d'environ 40 nm de large). La zone d limit e par la lamina lucida contient des parties extracellulaires de CAM, principalement des r cepteurs de la fbronectine et de la laminine. Ces r cepteurs sont membres de la famille des int grines des prot ines transmembranaires. Avec le d veloppement de nouvelles techniques de pr paration EM, la lamina lucida semble tre un artefact de fixation ; l' tat vivant, la lame basale est compos e d'une seule couche de la lame densale. Si l' chantillon de tissu pour EM est fix l'aide de m thodes de cong lation basse temp rature et haute pression (HPF) (sans fixateurs chimiques), il retient beaucoup plus de tissu que les chantillons fix s r guli rement avec du glutarald hyde. L'examen EM de ces sp cimens r v le que la lame basale n'est compos e que de la lamina densa. Aucune lamina lucida n'est d tect e. La lamina lucida peut donc tre un artefact de fixation chimique qui appara t lorsque les cellules pith liales se r tr cissent partir d'une forte concentration de macromol cules d pos es c t du domaine basal des cellules pith liales. Elle r sulte probablement de la d shydratation rapide qui se produit lors du traitement des tissus pour la microscopie lectronique. D'autres structures visibles avec la microscopie lectronique traditionnelle ne sont pas non plus visibles lorsque les tissus sont pr par s par la m thode HPF (Fig. 5.29). FIGURE 5.26 Photomicrographies montrant des coupes en s rie de glandes intestinales du c lon. Les glandes de ce sp cimen ont t coup es en croix et apparaissent sous forme de profils ronds. un. Cet chantillon a t color avec H&E. Notez que ni la membrane basale ni la mucine situ e dans les cellules caliciformes ne sont color es. 550. b. Cette section a t color e par la m thode PAS. Il r v le la membrane basale sous la forme d'une fine couche magenta (fl ches) entre la base des cellules pith liales des glandes et le tissu conjonctif adjacent. La mucine l'int rieur des cellules caliciformes est galement positive pour le PAS. 550. FIGURE 5.27 Muscle lisse limbe externe. Cette photomicrographie est c |
Histologie de Ross | olor e par la m thode PAS et contre-color e l'h matoxyline (noyaux p les). Les cellules musculaires ont t coup es en coupe transversale et apparaissent sous forme de profils polygonaux en raison de la pr sence d'un mat riau de membrane basale positif au PAS autour de chaque cellule. Le cytoplasme n'est pas color . Lorsque le plan de section passe travers chaque cellule musculaire lisse, il peut ou non passer travers la partie de la cellule qui comprend le noyau. Par cons quent, dans certains des profils polygonaux, des noyaux peuvent tre vus ; Dans d'autres profils, aucun noyau n'est visible. 850. La lame basale dans les cellules non pith liales est appel e lame externe. Les cellules musculaires, les adipocytes et les cellules de soutien des nerfs p riph riques pr sentent un mat riau extracellulaire dense en lectrons qui ressemble la lame basale de l' pith lium. Ce mat riau correspond galement une r action de coloration PAS-positive, comme d crit pr c demment (voir Fig. 5.27). Bien que le terme membrane basale ne soit pas g n ralement appliqu au mat riau colorable extracellulaire de ces cellules non pith liales en microscopie optique, les termes lame basale ou lame externe sont g n ralement utilis s au niveau EM. La lame basale contient des mol cules qui s'assemblent pour former une structure en forme de feuille. Des analyses de lames basales d riv es d' pith liums de nombreux endroits (glom rules du rein, poumon, corn e, cristallin de l' il) indiquent qu'elles sont constitu es d'environ 50 prot ines qui peuvent tre class es en quatre groupes : collag nes, laminines, glycoprot ines et prot oglycanes. Ces prot ines sont synth tis es et s cr t es par les cellules pith liales et d'autres types de cellules qui poss dent une lame externe. Collag nes. Au moins trois types d'esp ces de collag ne sont pr sents dans la lame basale ; Ils repr sentent une fraction des quelque 28 types de collag ne pr sents dans le corps. Le composant principal, comprenant 50 % de tous les composants basaux, est utilis de mani re incoh rente dans la litt rature. Certains auteurs utilisent la membrane basale lorsqu'ils se r f rent la fois des images de microscopie optique et lectronique. D'autres se passent compl tement du terme membrane basale et utilisent le lam-ina basal en microscopie optique et lectronique. Parce que le terme membrane basale provient de la microscopie optique, il n'est utilis dans ce livre que dans le contexte des descriptions microscopiques optiques et uniquement en relation avec les pith liums. contenu tural d signe la couche pr sente l'interface du tissu conjonctif avec les cellules pith liales. Dans ce contexte, le terme de microscopie optique membrane basale d crit en fait la lame basale et la lame r ticulaire sous-jacente combin es. Le terme lame externe est utilis pour identifier la lame basale lorsqu'elle forme un investissement cellulaire p riph rique, comme dans les cellules musculaires et les cellules de soutien des nerfs p riph riques. DOSSIER 5.4 Consid rations fonctionnelles : Terminologie de la membrane basale et de la lame basale Les termes membrane basale et lame basale sont Le terme EM lame basale est r serv l'ultra-structurel. FIGURE 5.28 Micrographie lectronique de deux cellules pith liales adjacentes avec leur lame basale. La micrographie ne montre que les parties basales des deux cellules et des parties de leurs noyaux (N). L'espace intercellulaire est partiellement masqu par des interdigitations lat rales entre les deux cellules (fl ches). La lame basale (BL) se pr sente sous la forme d'une fine couche qui suit les contours du domaine basal de la cellule sus-jacente. Sous la lame basale se trouvent de nombreuses fibrilles de collag ne (r ticulaires) de section transversale. 30,000. lamina, est le collag ne de type IV. Les caract ristiques mol culaires et la fonction du collag ne de type IV dans la formation d'un chafaudage de la lame basale sont d crites dans la section suivante. La pr sence de diff rentes isoformes de collag ne de type IV conf re une sp cificit la lame basale associ e diff rents tissus. Deux types de collag ne non fibrillaires, le collag ne de type XV et le collag ne de type XVIII, se trouvent galement dans la lame basale. Le collag ne de type XV joue un r le important dans la stabilisation de la structure de la lame externe dans les cellules musculaires squelettiques et cardiaques, tandis que le collag ne de type XVIII est principalement pr sent dans les lames basales vasculaires et pith liales et on pense qu'il fonctionne dans l'angiogen se. De plus, le collag ne de type VII forme des fibrilles d'ancrage qui relient la lame basale la lame r ticulaire sous-jacente (d crite ci-dessous). Laminines. Ces mol cules de glycoprot ines en forme de croix (140 400 kilodaltons) sont compos es de trois cha nes polypeptidiques. Ils sont essentiels pour initier l'assemblage de la lame basale. Les laminines poss dent des sit |
Histologie de Ross | es de liaison pour diff rents r cepteurs d'int grines dans le domaine basal des cellules pith liales sus-jacentes. Ils sont impliqu s dans de nombreuses interactions entre cellules et matrices extracellulaires. Ils jouent galement un r le dans le d veloppement, la diff renciation et le remodelage de l' pith lium. Il existe environ 15 variations diff rentes de mol cules de laminine. Entactine/nidog ne. Cette petite glycoprot ine sulfat e en forme de b tonnet (150 kilodaltons) sert de lien entre la laminine et le r seau de collag ne de type IV dans presque toutes les lames basales. Chaque mol cule d'entactine est organis e en domaines distincts qui se lient au calcium, soutiennent l'adh sion cellulaire, favorisent la neu FIGURE 5.29 Micrographie lectronique de cellules pith liales pr serv es par cong lation basse temp rature et haute pression. Cette micrographie lectronique montre le domaine basal d'une cellule pith liale obtenue partir de peau humaine. L' chantillon a t pr par par cong lation basse temp rature et haute pression, qui retient plus de composants tissulaires que la fixation chimique. Notez qu'une lamina densa ou une lamina lucida distincte n'est pas observ e dans cette pr paration. La lamina lucida est tr s probablement un artefact qui appara t lorsque la cellule pith liale se r tr cit partir d'une forte concentration de macromol cules juste la base de la cellule pith liale. Cette r gion de macromol cules hautement concentr es pr cipite dans l'artefact connu sous le nom de lamina densa. BL, limbe basal ; HD, h midesmosome ; FK, fibrilles de collag ne. 55 000. (Avec l'aimable autorisation de Douglas R. Keene.) chimiotaxie et phagocytose du trophile, et interagissent avec la laminine, le perlecan, la fibronectine et le collag ne de type IV. Prot oglycanes. La majeure partie du volume de la lame basale est probablement attribuable son contenu en prot oglycanes. Les prot oglycanes sont constitu s d'un noyau prot ique auquel sont attach es le sulfate d'h parane (par exemple, perlecan, agrin), le sulfate de chondro tine (par exemple, bamacan) ou le sulfate de dermatan. En raison de leur caract re hautement anionique, ces mol cules sont largement hydrat es. Ils portent galement une charge n gative lev e ; Cette qualit sugg re que les prot oglycanes jouent un r le dans la r gulation du passage des ions travers la lame basale. Le prot oglycane sulfate d'h parane le plus commun dans toutes les lames basales est le grand prot oglycane perlecan multidomaine (400 kilodaltons). Il fournit des r ticulations suppl mentaires la lame basale en se liant la laminine, au collag ne de type IV et l'entactine/nidog ne. Agrin (500 kilodaltons) est une autre mol cule importante que l'on trouve presque exclusivement dans la membrane basale glom rulaire du rein. Il joue un r le majeur dans la filtration r nale ainsi que dans les interactions entre les cellules et la matrice extracellulaire. La structure mol culaire du collag ne de type IV d termine son r le dans la formation de la suprastructure du r seau de lames basales. La mol cule de collag ne de type IV est similaire aux autres collag nes en ce sens qu'elle contient trois cha nes polypeptidiques. Chaque cha ne a un domaine amino-terminal court (domaine 7S), un domaine h lico dal collag ne long et moyen (qui interagit avec les deux cha nes restantes dans la mol cule enti rement assembl e) et un domaine globulaire non collag nique carboxy-terminal (domaine NC1). Les six cha nes connues de mol cules de collag ne de type IV (1 6) forment trois ensembles de mol cules triple h lice appel es protom res de collag ne. Ils sont d sign s par les num ros [1(IV)]22(IV) ; 3(IV)4(IV)5(IV) et [5(IV)]26(IV) protom res (voir tableau 6.2). L'assemblage des protom res commence lorsque les trois domaines NC1 s'assemblent pour former un trim re NC1 (Fig. 5.30). L' tape suivante dans l'assemblage de la structure de la lame basale est la formation de mol cules dim res de collag ne de type IV. Ceci est r alis lorsque deux trim res NC1 interagissent pour former un hexam re NC1. Ensuite, quatre dim res se rejoignent dans la r gion du domaine 7S pour former un t tram re. Le domaine 7S du t tram re (appel bo te 7S) d termine la g om trie du t tram re. Enfin, l' chafaudage de collag ne de type IV se forme lorsque d'autres t tram res de collag ne interagissent bout bout les uns avec les autres. Cet chafaudage forme la suprastructure de la lame basale. L'assemblage de cette suprastructure est d termin g n tiquement. Ceux contenant des protom res [1(IV)]22(IV) se trouvent dans toutes les lames basales. Ceux contenant des protom res 3(IV)4 (IV)5(IV) se trouvent principalement dans les reins et les poumons, et ceux contenant des protom res [5(IV)]26(IV) sont limit s la peau, l' sophage et la capsule de Bowman dans le rein. L'auto-assemblage de la lame basale est initi par la polym risation des laminines sur le domaine cellulaire basal et l |
Histologie de Ross | 'interaction avec la suprastructure du collag ne de type IV. Les constituants de la lame basale s'assemblent dans un processus d'auto-assemblage pour former une structure en forme de feuille. Ce processus est initi la fois par le collag ne de type IV et les laminines. La s quence primaire de ces mol cules contient des informations pour leur auto-assemblage (les autres mol cules de la lame basale sont incapables de former des structures en forme de feuille par elles-m mes). Des tudes utilisant des lign es cellulaires ont montr que la premi re tape de l'auto-assemblage de la lame basale est la polym risation d pendante du calcium des mol cules de laminine sur le domaine de surface de la cellule basale (Fig. 5.31). Ce processus est facilit par les CAM (int grines). Dans le m me temps, la suprastructure du collag ne de type IV est associ e des polym res de laminine. Ces deux structures sont reli es principalement par des ponts entactine/nidogen et sont en outre s curis es par d'autres prot ines (perlecan, agrin, fibronectine, etc.). L' chafaudage de collag ne et de laminines de type IV fournit le site o d'autres mol cules de la lame basale interagissent et forment la lame basale enti rement fonctionnelle. FIGURE 5.30 Formation de la suprastructure du collag ne de type IV. Chaque mol cule de collag ne de type IV poss de trois domaines : un amino-terminal (domaine 7S), un domaine h lico dal collag ne moyen et un carboxy-terminal (domaine NC1). Le domaine NC1 initie l'assemblage du protom re de collag ne de type IV, qui se compose de trois mol cules. La formation du protom re se d roule comme une fermeture clair du domaine NC1 vers le domaine 7S, ce qui donne un protom re enti rement assembl . L' tape suivante de l'assemblage est la dim risation des protom res de collag ne de type IV. Deux protom res de collag ne de type IV sont connect s via leurs domaines NC1, et leurs deux trim res NC1 se rejoignent pour former un hexam re NC1. Ensuite, quatre dim res se rejoignent au niveau de leurs domaines 7S pour former des t tram res reli s par la bo te 7S. Ces t tram res interagissent pour former la suprastructure du collag ne de type IV via leurs interactions avec les domaines 7S d'autres t tram res et galement par des associations lat rales entre les protom res de collag ne de type IV. Une couche de fibres r ticulaires sous-tend la lame basale. Il n'y a toujours pas d'accord sur la mesure dans laquelle la lame basale observ e avec l'EM correspond la structure d crite comme la membrane basale au microscope optique. Certains chercheurs soutiennent que la membrane basale comprend non seulement la lame basale, mais galement une couche secondaire de fibrilles petites unit s de collag ne de type III (fbers r ticulaires) qui forme la lame r ticulaire. La lame r ticulaire, en tant que telle, appartient au tissu conjonctif et n'est pas un produit de l' pith lium. La lame r ticulaire tait autrefois consid r e comme le composant qui r agissait avec l'argent, tandis que les polysaccharides de la lame basale et la substance broy e associ e aux fibres r ticulaires taient consid r s comme les composants color s par la r action PAS. Cependant, des arguments convaincants peuvent tre avanc s pour que la lame basale r agisse la fois avec le PAS et l'argent plusieurs endroits. Dans les glom rules r naux normaux, par exemple, aucune fibre de collag ne (r ticulaire) n'est associ e la lame basale des cellules pith liales (Fig. 5.32), bien qu'une r action positive se produise la fois avec la coloration PAS et l'impr gnation l'argent. De plus, dans la rate, o la lame basale des sinus veineux forme un motif unique de bandes en forme d'anneau plut t qu'une fine couche semblable une gaine autour du vaisseau, des images exactement correspondantes sont observ es avec les techniques PAS et argent ainsi qu'avec l'EM (Fig. 5.33). Plusieurs structures sont responsables de la fixation de la lame basale au tissu conjonctif sous-jacent. Du c t oppos de la lame basale, du c t du tissu conjonctif, plusieurs m canismes assurent la fixation de la lame basale au tissu conjonctif sous-jacent : Les feuilles d'ancrage (collag ne de type VII) se trouvent g n ralement en association troite avec les h midesmosomes. Ils s' tendent de la lame basale soit aux structures appel es plaques d'ancrage dans la matrice du tissu conjonctif, soit en boucle jusqu' la lame basale (Fig. 5.34). Les fibrilles d'ancrage pi gent les fibres de collag ne de type III (r ticulaires) dans le tissu conjonctif sous-jacent, ce qui assure un bon ancrage pith lial. Les fibrilles d'ancrage sont essentielles au fonctionnement des jonctions d'ancrage ; les mutations du g ne du collag ne VII entra nent une pidermolyse bulleuse dystrophique, une maladie h r ditaire de la peau v siculeuse dans laquelle l' pith lium est d tach sous la membrane basale. Les microfibres de fibrilline ont un diam tre de 10 12 nm et fixent la lamina densa des fibres la |
Histologie de Ross | stiques. Les microfibrilles de fibrilline sont connues pour avoir des propri t s lastiques. Une mutation du g ne de la fibrilline (FBN1) provoque le syndrome de Marfan et d'autres troubles du tissu conjonctif connexes. Des projections discr tes de la lamina densa sur son c t du tissu conjonctif interagissent directement avec la lame r ticulaire pour former un site de liaison suppl mentaire avec le collag ne de type III. Un r seau entrelac de prot ines fournit les bases d'une vari t de fonctions de la lame basale. Ces derni res ann es, la lame basale a t reconnue comme un r gulateur important du comportement cellulaire plut t que comme une simple caract ristique structurelle du tissu pith lial. Des mol cules sp cifiques un organe ont t identifi es dans la lame basale. Bien que morphologiquement unique mol cule des r cepteurs de l'int grine de la laminine FIGURE 5.31 Composants mol culaires de la lame basale. Pour produire une lame basale, chaque cellule pith liale doit d'abord synth tiser et s cr ter ses composants mol culaires. L'assemblage de la lame basale se produit l'ext rieur de la cellule dans son domaine basal. La polym risation d pendante du calcium des mol cules de laminine qui se produit la surface de la cellule basale initie la formation de la lame basale. Les polym res de laminine sont ensuite ancr s la surface de la cellule par des r cepteurs d'int grine. Dans le m me temps, la suprastructure du collag ne de type IV est assembl e (voir Fig. 5.30) proximit des polym res de laminine. Ces deux structures sont reli es par des ponts d'entactine ou de nidogen et sont en outre s curis es par d'autres prot ines (c'est- -dire le perl can). L' chafaudage primaire du collag ne de type IV connect aux polym res de laminine fournit le site o d'autres mol cules de la lame basale interagissent et forment la lame basale enti rement fonctionnelle. LEnPEnBLPPNLL En P En BL P P N L FIGURE 5.32 Limbe basal du glom rule r nal. Micrographie lectronique d'un capillaire glom rulaire r nal montrant la lame basale (BL) interpos e entre la cellule endoth liale capillaire (En) et les processus cytoplasmiques (P ; podocytes) des cellules pith liales. La cellule pith liale est situ e sur la surface externe (abluminale) de la cellule endoth liale. 12 000. Encadr . Relation un grossissement plus lev . Notez que les cellules endoth liales et les cellules pith liales sont s par es par la lame basale partag e et qu'aucune fibrille de collag ne n'est pr sente. N, noyau de la cellule pith liale ; L, lumi re du capillaire. 40,000. FIGURE 5.33 D monstration du mat riau de la membrane basale dans les vaisseaux spl niques. un. Photomicrographie d'une pr paration base d'argent r v lant deux sinus veineux sectionn s longitudinalement dans la rate. Ces vaisseaux sanguins sont entour s d'une membrane basale modifi e, qui prend la forme d'une structure en forme d'anneau, un peu comme les cerceaux d'un tonneau, plut t que d'une couche ou d'une lame continue. Les anneaux sont noircis par l'argent et apparaissent comme des bandes o les parois du r cipient ont t sectionn es tangentiellement (fl ches). droite, la coupure a p n tr plus profond ment dans le vaisseau et montre la lumi re (L). Ici, les bords coup s des anneaux sont visibles des deux c t s du r cipient. Dans le r cipient inf rieur, les anneaux coup s ont t sectionn s dans un plan pratiquement perpendiculaire, et les anneaux apparaissent comme une s rie de points. 400. b. Micrographie lectronique de la paroi d'un sinus veineux, montrant une cellule endoth liale (EnC) sectionn e longitudinalement. Le noyau (N) de la cellule fait saillie dans la lumi re (L). Le mat riau de la lame basale (ast risques) a le m me aspect homog ne que celui observ par la microscopie lectronique dans d'autres sites, sauf qu'il est agr g en structures en forme d'anneau plut t qu'en une couche plate ou une lame. De plus, son emplacement et son plan de section correspondent au mat riau r actif l'argent, semblable un point, dans le panneau ci-dessus. 25,000. Toutes les lames basales semblent similaires, leur composition mol culaire incluant tous ses tissus sp cialis s, tels que l'os et la voiture, et les fonctions sont uniques chaque tissu. Les l ments suivants sont tilage ( l'exception du tissu adipeux, en ce que ses cellules diverses fonctions maintenant attribu es la lame basale poss dent une lame externe) - peut tre consid r comme un seul attachement structurel. Comme indiqu , la lame basale sert de compartiment continu. En revanche, les pith liums, les muscles et les nerfs sont s par s du tissu conjonctif adjacent en tant que structure interm diaire dans la fixation des cellules par des lames basales ou externes interm diaires. Pour toute substance, le tissu conjonctif adjacent. Les cellules pith liales sont ancr es pour se d placer d'un tissu un autre (par exemple, d'une com- la lame basale par jonction de matrice cellulaire extr |
Histologie de Ross | acellulaire un autre), elles doivent traverser une telle lame. La lame basale est attach e au tissu connectif sous-jacent par des fibrilles d'ancrage et des microfibrilles de fibrilline. Filtration. Le mouvement des substances destination et en provenance de la compartimentation. Structurellement, le tissu conjonctif basal et externe est r gul en partie par la lame basale, en grande partie par les charges ioniques et les espaces int graux. Les lames de filtration s parent ou isolent le tissu conjonctif des pis bien caract ris s dans le rein, dans lequel le plasma ith lie, les tissus nerveux et musculaires. Tissu conjonctif projections de la lamina densa FIGURE 5.34 Sch ma de principe et micrographie lectronique de la partie basale d'une cellule pith liale. un. Ce sch ma montre les composants cellulaires et extracellulaires qui assurent l'attachement entre les cellules pith liales et le tissu conjonctif sous-jacent. Du c t du tissu conjonctif de la lame basale, les fibrilles d'ancrage s' tendent de la lame basale aux fibrilles de collag ne (r ticulaires) du tissu conjonctif, assurant une fixation structurelle cet endroit. Du c t pith lial, la laminine (verte), le collag ne XVII (rouge) et les int grines (jaune) sont pr sents dans la lamina lucida et la lamina densa et assurent l'adh sion entre la lame basale et les plaques d'attache intracellulaires des h midesmosomes. b. Cette micrographie lectronique fort grossissement de la peau humaine montre la partie basale des cellules pith liales humaines avec une lame basale sous-jacente. L'espace de clart des lectrons, la lamina lucida situ e juste en dessous de la membrane cellulaire basale, est occup par des filaments d'ancrage form s par les mol cules de laminine-5 et de collag ne de type XVII. Les filaments d'ancrage sont responsables de la fixation de la membrane basocellulaire la lame basale. Les fibres en forme de boucle provenant de la lame basale repr sentent des fibrilles d'ancrage du collag ne de type VII qui relient la lame basale aux fibres r ticulaires (collag ne de type III) et aux plaques d'ancrage situ es dans la matrice extracellulaire. 200 000. (Avec l'aimable autorisation de Douglas R. Keene.) Le filtrat doit traverser les lames basales compos es des processus capillaires d'une cellule utiliser la lame basale qui reste apr s les cellules et les cellules pith liales adjacentes pour atteindre la perte d'espace urinaire, aidant ainsi maintenir l'architecture tissulaire d'origine dans un corpuscule r nal. ture. Par exemple, lorsque les nerfs sont endommag s, un nouvel chafaudage tissulaire neurologique. La lame basale sert de guide ou les jonctions musculaires d'un axone en croissance seront tablies chafaudage lors de la r g n ration. Cellules nouvellement form es ou en croissance seulement si la lame externe reste intacte apr s une blessure. Les lames basales permettent galement aux cellules de migrer sous l'effet physiologique Les adh rences focales cr ent un lien dynamique entre les conditions d'actine mais agissent comme des barri res contre l'invasion des cellules tumorales. R gulation et signalisation. De nombreuses mol cules qui r sident dans la lame basale interagissent avec les r cepteurs de surface cellulaire, influen ant le comportement des cellules pith liales au cours de la morphogen se, du d veloppement f tal et de la cicatrisation des plaies en r gulant la forme, la prolif ration, la diff renciation et la motilit des cellules, ainsi que l'expression des g nes et l'apoptose. Par exemple, on a r cemment d couvert que la lame basale des cellules endoth liales est impliqu e dans la r gulation de l'angiogen se tumorale. L'organisation des cellules dans l' pith lium d pend du support fourni par la matrice extracellulaire sur laquelle repose la surface basale de chaque cellule. Les jonctions d'ancrage maintiennent l'int grit morphologique de l'interface pith lium-tissu conjonctif. Les deux principales jonctions d'ancrage sont : les adh rences focales, qui ancrent les filaments d'actine du cytosquelette dans la membrane basale ; et les h midesmosomes, qui ancrent les filaments interm diaires du cytosquelette dans la membrane basale. De plus, les prot ines transmembranaires situ es dans le domaine basal (principalement li es la famille des int grines des mol cules d'adh sion) interagissent avec la lame basale. cytosquelette et prot ines de la matrice extracellulaire. Les adh rences focales forment un lien structurel entre le cytosquelette d'actine et les prot ines de la matrice extracellulaire. Ils sont responsables de la fixation de longs faisceaux de filaments d'actine (fibres de stress) dans la lame basale (Fig. 5.35a). Les adh rences focales jouent un r le important lors des changements dynamiques qui se produisent dans les cellules pith liales (par exemple, la migration des cellules pith liales dans la r paration des plaies). Le remodelage coordonn du cytosquelette d'actine et la formation |
Histologie de Ross | et le d mant lement contr l s des adh rences focales fournissent les bases mol culaires de la migration cellulaire. Des adh rences focales sont galement trouv es dans d'autres cellules non pith liales telles que les fibroblastes et les cellules musculaires lisses. En g n ral, les adh rences focales se composent d'une face cytoplasmique laquelle les flaments d'actine sont li s, d'une r gion de connexion transmembranaire et d'une face extracellulaire qui se lie aux prot ines de la matrice extracellulaire. La principale famille de prot ines transmembranaires impliqu es dans les adh sions focales sont les int grines, qui sont concentr es en grappes dans les zones o les jonctions peuvent tre d tect es. Sur la face cytoplasmique, les int grines interagissent avec les prot ines de liaison l'actine (-actinine, vinculine, taline, paxilline) ainsi qu'avec de nombreuses prot ines r gulatrices telles que la kinase d'adh sion focale ou la tyrosine kinase (Fig. 5.35b). Du c t extracellulaire, les int grines se lient aux glycoprot ines de la matrice extracellulaire, g n ralement la laminine et la fibronectine. FIGURE 5.35 Structure mol culaire des adh rences focales. un. Sch ma montrant l'organisation mol culaire des adh rences focales. Du c t cytoplasmique, notez l'arrangement des diff rentes prot ines de liaison l'actine. Ces prot ines interagissent avec les int grines, les prot ines transmembranaires, dont les domaines extracellulaires se lient aux prot ines de la matrice extracellulaire (par exemple, la fibronectine). b. Cette image a t obtenue partir du microscope fluorescence et montre des cellules cultiv es sur la surface recouverte de fibronectine color es avec de la phallo dine marqu e la fluoresc ine pour visualiser les filaments d'actine (fibres de stress) en vert. Ensuite, l'aide de techniques d'immunofluorescence indirecte, les adh rences focales ont t marqu es avec des anticorps monoclonaux primaires contre les phosphotyrosines et visualis es avec des anticorps secondaires marqu s la rhodamine (rouge). La phosphotyrosine est un produit de la r action tyrosine kinase dans laquelle les mol cules de tyrosine des prot ines associ es sont phosphoryl es par cette enzyme. La tyrosine kinase est troitement associ e aux mol cules d'adh sion focale, de sorte que la zone o se forment les adh rences focales est marqu e en rouge. Notez la relation entre les adh rences focales et les filaments d'actine la p riph rie de la cellule. 3 000. (Avec l'aimable autorisation du Dr Keith Burridge.) Les adh rences focales jouent un r le important dans la d tection et la transmission des signaux de l'environnement extracellulaire vers l'int rieur de la cellule. Les adh rences focales sont galement des sites importants de d tection et de transduction du signal. Ils sont capables de d tecter les forces contractiles ou les changements m caniques dans la matrice extracellulaire et de les convertir en signaux biochimiques. Ce ph nom ne, connu sous le nom de m canosensibilit , permet aux cellules de modifier leurs fonctions m di es par l'adh sion en r ponse des stimuli m caniques externes. Les int grines transmettent ces signaux l'int rieur de la cellule, o elles affectent la migration, la diff renciation et la croissance cellulaires. Des tudes r centes indiquent que les prot ines d'adh sion focale servent galement de point d'entr e commun pour les signaux r sultant de la stimulation de diverses classes de r cepteurs de facteurs de croissance. Les h midesmosomes apparaissent dans les pith liums qui n cessitent une adh rence forte et stable au tissu conjonctif. Une variante de la jonction d'ancrage, similaire au desmosome, se retrouve dans certains pith liums soumis des forces d'abrasion et de cisaillement m canique qui auraient tendance s parer l' pith lium du tissu conjonctif sous-jacent. En r gle g n rale, il se produit dans la corn e, la peau et la muqueuse de la cavit buccale, de l' sophage et du vagin. ces endroits, il semble que la moiti du desmosome soit pr sente, d'o le nom d'h midesmosome. Les h midesmosomes se trouvent la surface des cellules basales, o ils assurent une adh rence accrue la lame basale (Fig. 5.36a). Lorsqu'il est observ avec l'EM, l'h midesmosome pr sente une plaque d'attachement intracellulaire sur le c t cytoplasmique de la membrane plasmique basale. La composition prot ique de cette structure est similaire celle de la plaque desmosomale, car elle contient une famille de prot ines de type desmoplakine capables d'ancrer les filaments interm diaires du cytosquelette. Trois prot ines principales ont t identifi es dans la plaque : la plectine (450 kilodaltons) fonctionne comme un r ticulant des filaments interm diaires qui les lient la plaque d'attache h midesmosomale. Des tudes r centes indiquent que la plectine interagit galement avec les microtubules, les filaments d'actine et la myosine II. Ainsi, la plectine r ticule-t-elle et int gre tou |
Histologie de Ross | s les l ments du cytosquelette. BP 230 (230 kilodaltons) attache les filaments interm diaires la plaque d'attache intercellulaire. L'absence de BP 230 fonctionnel provoque la pemphigo de bulleuse, une maladie caract ris e cliniquement par la formation de cloques. Des niveaux lev s d'anticorps dirig s contre les composants de l'h midesmosome, y compris des anticorps contre le BP 230 et le collag ne de type XVII, sont d tect s chez les personnes atteintes de cette maladie. Pour cette raison, le BP 230 est appel antig ne pemphigo de bulleux 1 (BPAG1), et la mol cule de collag ne XVII est appel e antig ne pemphigo de bulleux 2 (BPAG2) ou BP 180. Erbin (180 kilodaltons) m die l'association de BP 230 avec les int grines. FIGURE 5.36 Structure mol culaire de l'h midesmosome. un. Micrographie lectronique de la face basale d'une cellule pith liale gingivale. Sous le noyau (N), des filaments interm diaires convergent vers les plaques de fixation intracellulaires (fl ches) de l'h midesmosome. Sous la membrane plasmique se trouvent la lame basale (BL) et les fibrilles de collag ne (r ticulaires) (dont la plupart sont coup es en coupe transversale) du tissu conjonctif. 40 000. b. Sch ma montrant l'organisation mol culaire d'un h midesmosome. La plaque d'attachement intracellulaire est associ e des mol cules d'adh sion transmembranaire, telles que la famille des int grines et le collag ne transmembranaire de type XVII, et contient de la plectine, du BP 230 et de l'erbine. Notez que les filaments interm diaires semblent prendre naissance ou se terminer dans la plaque d'attache intracellulaire. Les parties extracellulaires des int grines se lient la laminine-5 et au collag ne de type IV. l'aide de fibrilles d'ancrage (collag ne de type VII), de laminine et d'int grine, la plaque d'attache est fix e aux fibres r ticulaires (collag ne de type III) de la matrice extracellulaire. Contrairement au desmosome, dont les prot ines transmembranaires appartiennent la famille des cadh rines de mol cules d pendantes du calcium, la majorit des prot ines transmembranaires pr sentes dans l'h midesmosome appartiennent la classe des int grines des r cepteurs de la matrice cellulaire. Il s'agit notamment de l'int grine 46, une mol cule h t rodim re contenant deux cha nes polypeptidiques. Son domaine extracellulaire p n tre dans la lame basale et interagit avec la suprastructure de collag ne de type IV contenant des laminines (laminine-5), de l'entactine/nidogen ou le perlecan. Sur la surface extracellulaire de l'h midesmosome, les mol cules de laminine-5 forment des flaments d'ancrage filiformes qui s' tendent des mol cules d'int grine la structure de la membrane basale (Fig. 5.36b). L'interaction entre la laminine-5 et l'int grine 64 est essentielle la formation des h midesmosomes et au maintien de l'adh sion pith liale. La mutation des g nes codant pour les cha nes de laminine-5 entra ne l' pidermolyse bulleuse jonctionnelle, une autre maladie h r ditaire de la peau v siculeuse. Le collag ne de type XVII (BPAG2, BP 180), une mol cule transmembranaire (180 kilodaltons), qui r gule l'expression et la fonction de la laminine-5. Dans des mod les exp rimentaux, le collag ne de type XVII inhibe la migration des cellules endoth liales pendant l'angiogen se et r gule la migration des k ratinocytes dans la peau (voir Fig. 5.36b). CD151 (32 kilodaltons), une glycoprot ine qui participe au regroupement des r cepteurs de l'int grine pour faciliter les interactions entre la matrice cellule-extracellulaire. Malgr la similitude de leurs noms, les termes filaments d'ancrage et fibrilles d'ancrage ne d crivent pas la m me structure. Les flaments d'ancrage sont form s principalement par la laminine-5 et les mol cules de collag ne de type XVII. Ils fixent la membrane basocellulaire des cellules pith liales dans la lame basale sous-jacente. Les feuilles d'ancrage sont form es par le collag ne de type VII et attachent la lame basale aux fibres r ticulaires sous-jacentes (voir page 140). Modifications morphologiques de la surface basocellulaire De nombreuses cellules qui transportent le liquide ont des repliements la surface basale des cellules. Ils augmentent consid rablement la surface du domaine cellulaire basal, ce qui permet davantage de prot ines et de canaux de transport d' tre pr sents. Ces modifications de la surface basale sont pro minentes dans les cellules qui participent au transport actif des mol cules (par exemple, dans les tubules proximaux et distaux du rein ; Fig. 5.37) et dans certains canaux des glandes salivaires. Les mitochondries sont g n ralement concentr es ce site basal pour fournir les besoins nerg tiques n cessaires au transport actif. Les mitochondries sont g n ralement orient es verticalement l'int rieur des plis. L'orientation des mitochondries, combin e aux repliements de la membrane basale, donne un aspect stri le long de la face basale de la cellule lorsqu'elle est observ e au micro |
Histologie de Ross | scope optique. En raison de ce ph nom ne, les canaux des glandes salivaires qui poss dent ces cellules sont appel s canaux stri s. FIGURE 5.37 Repliements basaux. Micrographie lectronique de la partie basale d'une cellule de tubule r nal montrant le repliement de la membrane plasmique. Notez les mitochondries align es. Les repliements des cellules adjacentes entra nent les interdigitations du cytoplasme entre les deux cellules. 25,000. En r gle g n rale, les glandes sont class es en deux grands groupes selon la fa on dont leurs produits sont lib r s (tableau 5.5) : Les glandes exocrines s cr tent leurs produits sur une surface directement ou par l'interm diaire de canaux pith liaux ou de tubes reli s une surface. Les conduits peuvent transporter la mati re s cr t e sous une forme inchang e ou modifier la s cr tion en la concentrant ou en ajoutant ou en r absorbant des substances constitutives. Les glandes endocrines n'ont pas de syst me de conduits. Ils s cr tent leurs produits dans le tissu conjonctif, partir duquel ils p n trent dans la circulation sanguine pour atteindre leurs cellules cibles. Les produits des glandes endocrines sont appel s hormones. Dans certains pith liums, des cellules individuelles s cr tent une substance qui n'atteint pas la circulation sanguine, mais affecte plut t d'autres cellules du m me pith lium. Une telle activit s cr toire est appel e paracrine. Le mat riel s cr toire atteint les cellules cibles par diffusion travers l'espace extracellulaire ou le tissu conjonctif imm diatement sous-jacent. TABLEAU Types de glandes 5.5 Glandes exocrines Endocrine Paracrine M rocine Apocrine Glandes holocrines Glandes Les cellules des glandes exocrines pr sentent diff rents m canismes de s cr tion. Les cellules des glandes exocrines ont trois m canismes de lib ration de base pour les produits s cr toires (voir tableau 5.5) : S cr tion de m rocrine. Ce produit s cr toire est d livr dans des v sicules d limit es par une membrane jusqu' la surface apicale de la cellule. Ici, les v sicules fusionnent avec la membrane plasmique et extrudent leur contenu par exocytose. Il s'agit du m canisme de s cr tion le plus courant et on le trouve, par exemple, dans les cellules acineuses pancr atiques. S cr tion apocrine. Le produit s cr toire est lib r dans la partie apicale de la cellule, entour e d'une fine couche de cytoplasme l'int rieur d'une enveloppe de membrane plasmique. Ce m canisme de s cr tion se trouve dans la glande mammaire allaitante, o elle est responsable de la lib ration de grosses gouttelettes lipidiques dans le lait. Il se produit galement dans les glandes apocrines de la peau, les glandes ciliaires (de Moll) de la paupi re et les glandes c rumineuses du m at auditif externe. S cr tion holocrine. Le produit s cr toire s'accumule dans la cellule en maturation, qui subit simultan ment une mort cellulaire programm e. Les produits s cr toires et les d bris cellulaires sont d charg s dans la lumi re de la glande. Ce m canisme se retrouve dans les glandes s bac es de la peau et les glandes tarsiennes (Meibomius) de la paupi re. Les glandes exocrines sont class es comme unicellulaires ou multicellulaires. Les glandes unicellulaires sont les plus simples en structure. Dans les glandes exocrines unicellulaires, le composant s cr toire est constitu de cellules uniques r parties entre d'autres cellules non s cr toires. Un exemple typique est la cellule calicinaire, une cellule s cr trice de mucus positionn e parmi d'autres cellules cylindriques (Fig. 5.38). Les cellules caliciformes sont situ es dans la muqueuse superficielle et les glandes des intestins et dans certains passages des voies respiratoires. Les glandes multicellulaires sont compos es de plus d'une cellule. Ils pr sentent divers degr s de complexit . Leur organisation structurale permet une sous-classification en fonction de la disposition des cellules s cr toires (parenchyme) et de la pr sence ou non de ramification des l ments du canal. L'arrangement le plus simple d'une glande multicellulaire est une feuille cellulaire dans laquelle chaque cellule de surface est une cellule s cr toire. Par exemple, la muqueuse de l'estomac et de ses fosses gastriques est une feuille de cellules s cr tant du mucus (Fig. 5.39). FIGURE 5.38 Glandes unicellulaires. Photomicrographie de l' pith lium intestinal montrant des cellules caliciformes simples (fl ches) dispers es parmi les cellules absorbantes. Chaque cellule caliciforme peut tre consid r e comme une glande unicellulaire, la glande de type exocrine la plus simple. 350. FIGURE 5.39 Cellules superficielles de l'estomac s cr tant du mucus. Photomicrographie de la surface de l'estomac. Les cellules pith liales qui tapissent la surface sont toutes des cellules s cr tant du mucus, tout comme les cellules qui tapissent les fosses gastriques (P). Les cellules de la fosse gastrique forment de simples glandes tubulaires. 260. D'autres glandes multicellulaires |
Histologie de Ross | forment g n ralement des invaginations tubulaires partir de la surface. Les extr mit s de la glande contiennent les cellules s cr toires ; La partie de la glande reliant les cellules s cr toires la surface sert de canal. Si le conduit n'est pas ramifi , la glande est dite simple ; Si le conduit est ramifi , on l'appelle compos . Si la partie s cr toire a la forme d'un tube, la glande est tubulaire ; si elle a la forme d'un flacon, la glande est alv olaire ou acineuse ; Si le tube se termine par une dilatation semblable un sac, la glande est tubulo-alv olaire. Les parties s cr toires tubulaires peuvent tre droites, ramifi es ou enroul es ; Les parties alv olaires peuvent tre simples ou ramifi es. Diverses combinaisons de formes de canaux et de portions s cr toires se trouvent dans le corps. La classification et la description des glandes exocrines se trouvent dans le tableau 5.6. Le mucus et les glandes s reuses sont ainsi nomm s en raison du type de s cr tion produite. Les cellules s cr toires des glandes exocrines associ es aux diff rents tubes corporels (par exemple, le tube digestif, les voies respiratoires et le syst me urog nital) sont souvent d crites comme tant du mucus, du s rum ou les deux. Les s cr tions de mucus sont visqueuses et visqueuses, tandis que les s cr tions s reuses sont aqueuses. Les cellules caliciformes, les cellules s cr toires des glandes salivaires sublinguales et les cellules de surface de l'estomac sont des exemples de cellules s cr tant du mucus. La nature muqueuse de la s cr tion r sulte d'une glycosylation extensive des prot ines constitutives avec des oligosaccharides anioniques. Les granules mucinog nes, le produit s cr toire l'int rieur de la cellule, sont donc positifs pour le PAS (voir Fig. 5.26a). Cependant, ils sont solubles dans l'eau et perdus lors de la pr paration r guli re des tissus. Pour cette raison, le cytoplasme des cellules muqueuses semble tre vide dans les coupes de paraffine color es par H&E. Une autre caract ristique d'une cellule muqueuse est que son noyau est g n ralement aplati contre la base de la cellule par l'accumulation de produit s cr toire (Fig. 5.40). Contrairement aux cellules s cr tant du mucus, les cellules s reuses produisent des s cr tions prot iques peu glycosyl es ou non glycosyl es. Le noyau est g n ralement rond ou ovale (Fig. 5.41). Le cytoplasme apical est souvent intens ment color l' osine si ses granules s cr toires sont bien conserv s. Le cytoplasme p rinucl aire appara t souvent basophile en raison d'un r ticulum endoplasmique rugueux et tendu, une caract ristique des cellules synth tisant des prot ines. Des acini contenant des cellules s reuses (sing., acinus) se trouvent dans la glande parotide et le pancr as. Les acini de certaines glandes, comme la glande sous-mandibulaire, contiennent la fois du mucus et des cellules s reuses. Dans la pr paration tissulaire de routine, les cellules s reuses sont plus FIGURE 5.40 Glande compos e s cr tant du mucus. Photomicrographie montrant deux petits lobes d'une glande s cr trice de mucus associ e au larynx. Chacun d'eux pr sente le d but d'un canal (D) dans lequel la mucine est s cr t e (fl ches). Les cellules s cr toires individuelles qui forment l'acinus (A) sont difficiles d finir. Leurs noyaux (pointes de fl ches) sont aplatis et situ s dans la partie tr s basale de la cellule, une caract ristique typique des glandes s cr tant du mucus. Le cytoplasme est rempli de mucine qui a t retenue lors de la pr paration du tissu et semble color . 350. chapitre 5 Tissu pith lial G LAN D S TABLE Classification des glandes multicellulaires5.6 Classification Localisation typique Caract ristiques Tubulaire simple Gros intestin : intestinal La partie s cr toire des glandes glandulaires du c lon est un tube droit form par les cellules s cr toires (cellules caliciformes) Peau enroul e simple : glande sudoripare eccrine La structure tubulaire enroul e est tubulaire compos e de la partie s cr toire situ e profond ment dans le derme Estomac ramifi simple : Glandes tubulaires ramifi es avec des glandes tubulaires du pylore Une large partie s cr toire est form e par les cellules s cr toires et produit une s cr tion muqueuse visqueuse Ur tre acineux : para-ur tral Les glandes acineuses simples se d veloppent et les glandes p riur trales comme une poche de l' pith lium transitionnel et sont form es par une seule couche de cellules s cr toires Acineux ramifi Estomac : Glandes acineuses ramifi es avec des glandes de cardia Les parties s cr toires sont form es de cellules s cr tant du mucus ; la partie courte et monocanalaire s'ouvre directement dans la lumi re Compos Duod num : sous-muqueuse Glandes tubulaires compos es avec glandes tubulaires de Brunner Les parties s cr toires enroul es sont situ es profond ment dans la sous-muqueuse du duod num Compos Pancr as : partie excr trice Glandes acineuses compos es avec des unit s s cr toires acineuses en forme d'alv ole sont |
Histologie de Ross | form es par des cellules s cr trices s reuses en forme de pyramide Compos salivaire Compos Glandes tubulo-acineuses compos es Glande tubulo-acineuse, glande mammaire, peut avoir la fois des unit s de s cr tion de glande lacrymale ramifi e muqueuse tubulaire et d'unit s s cr toires acineuses ramifi es s reuses ; ils ont des embouts s reux (demi-lunes) Glandes simplesGlandes compos es hh FIGURE 5.41 Glande compos e s cr trice s reuse. Photomicrographie de l'acinus pancr atique (A ; d limit par la ligne pointill e) avec son canal (D). Les petits objets ronds l'int rieur des cellules acineuses repr sentent les granules de zymog nes, le mat riel pr curseur s cr toire stock . 320. retir s de la lumi re de l'acinus et ont la forme de croissants ou de demi-lunes (demi-lunes) la p riph rie du mucus acinus. La plupart des cellules pith liales ont une dur e de vie finie inf rieure celle de l'organisme entier. Les pith liums de surface et les pith liums de nombreuses glandes simples appartiennent la cat gorie des populations cellulaires renouvellement continu. Le taux de renouvellement cellulaire (c'est- -dire le taux de remplacement) est caract ristique d'un pith lium sp cifique. Par exemple, les cellules qui tapissent l'intestin gr le se renouvellent tous les 4 6 jours chez l'homme. Les cellules de remplacement sont produites par l'activit mitotique de cellules souches adultes auto-entretenues. Ils sont situ s dans des sites appel s niches. Dans l'intestin gr le, des niches de cellules souches adultes sont situ es dans la partie inf rieure des glandes intestinales (cryptes ; Fig. 5.42). Elles migrent ensuite et se diff rencient en quatre types de cellules principales. Les ent rocytes (cellules absorbantes cylindraires), les cellules caliciformes (s cr tion de mucus) et les cellules ent roendocrines (r gulatrices et s cr tions d'hormones) continuent de se diff rencier et de m rir tout en migrant le long des villosit s jusqu' la surface de la lumi re intestinale. La migration de ces nouvelles cellules se poursuit jusqu' ce qu'elles atteignent l'extr mit des villosit s, o elles subissent l'apoptose et se d tachent dans la lumi re. Le quatri me type de cellules, les cellules de Paneth, migre vers le bas et r side au fond de la crypte. Le facteur de transcription Math1 exprim dans l' pith lium intestinal d termine le destin de la cellule. Les cellules engag es dans la lign e s cr toire (c'est- -dire qu'elles se diff rencient en cellules caliciformes, ent roendocrines et Paneth) ont une expression accrue de Math1. L'inhibition de l'expression de Math1 caract rise la voie de d veloppement par d faut dans les cellules intestinales absorbantes (ent rocytes). De m me, l' pith lium squameux stratifi de la peau est remplac dans la plupart des sites pendant une p riode d'environ 28 jours. Les cellules de la couche basale de l' piderme, appel e juste titre stratum basale (germinativum), subissent une mitose pour assurer le renouvellement cellulaire. Au fur et mesure que ces cellules se diff rencient, elles sont pouss es vers la surface par de nouvelles cellules dans la couche basale. En fin de compte, les cellules se k ratinisent et se d tachent. Dans les deux exemples ci-dessus, un tat stationnaire est maintenu dans l' pith lium, de nouvelles cellules rempla ant normalement les cellules exfoli es au m me rythme. Dans d'autres pith liums, en particulier dans les glandes plus complexes, les cellules individuelles peuvent vivre longtemps et la division cellulaire est rare apr s avoir atteint l' tat mature. Ces cellules pith liales sont caract ristiques de populations cellulaires stables dans lesquelles une activit mitotique relativement faible se produit, comme dans le foie. Cependant, la perte de quantit s importantes de tissu h patique par des Dans deux localisations g n rales, l' pith lium de surface et son tissu conjonctif sous-jacent sont consid r s comme une unit fonctionnelle appel e membrane. Les deux types de membrane sont la membrane muqueuse et la membrane s reuse. Le terme membrane tel qu'il est utilis ici ne doit pas tre confondu avec les membranes biologiques des cellules, ni les d signations mucus et s reuse ne doivent tre confondues avec la nature de la s cr tion glandulaire comme discut ci-dessus. La membrane muqueuse, galement appel e muqueuse, tapisse les cavit s qui se connectent l'ext rieur du corps, savoir le tube digestif, les voies respiratoires et le tractus g nito-urinaire. Il se compose d'un pith lium de surface (avec ou sans glandes), d'un tissu conjonctif de soutien appel lamina propria, d'une membrane basale s parant l' pith lium de la lamina propria, et parfois d'une couche de muscle lisse appel e muqueuse musculaire comme couche la plus profonde. La membrane s reuse, galement appel e s reuse, tapisse les cavit s p riton ale, p ricardiale et pleurale. Ces cavit s sont g n ralement d crites comme des cavit s ferm es du corps, bien que chez la f |
Histologie de Ross | emelle, la cavit p riton ale communique avec l'ext rieur via le tractus g nital. Structurellement, la s reuse se compose d'un pith lium de muqueuse, du m soth lium, d'un tissu conjonctif de soutien et d'une membrane basale entre les deux. Les membranes s reuses ne contiennent pas de glandes, mais le liquide leur surface est aqueux. DOSSIER 5.5 Consid rations fonctionnelles : mucus et membranes s reuses FIGURE 5.42 Autoradiographie de la glande intestinale (crypte). Autoradiographie des cryptes du j junum d'un lapin qui on avait inject de la thymidine triti e 8 heures avant la mort et la fixation. Presque toutes les cellules pith liales de cette zone r plicative de la muqueuse intestinale sont marqu es, ce qui indique qu'elles synth tisaient de l'ADN au moment de l'injection de l'animal. 600. (R imprim avec la permission de Parker FG, Barnes EN, Kaye GI. La gaine du fibroblaste p ricryptal. IV. R plication, migration et diff renciation des fibroblastes sous- pith liaux de la crypte et des villosit s du j junum de lapin. Gastro-ent rologie 1974 ; 67: 607 621.) Le traumatisme ou la destruction toxique aigu est accommod par la prolif ration active de cellules h patiques non endommag es. Le tissu h patique est essentiellement restaur par l'activit mitotique stimul e du tissu h patique sain. L' pith lium se compose d'un groupe diversifi de types de cellules, chacun poss dant des caract ristiques fonctionnelles sp cifiques. Les cellules qui composent un pith lium donn sont dispos es en apposition troite les unes avec les autres et sont g n ralement situ es ce que l'on peut d crire comme les surfaces libres du corps. Ces surfaces libres comprennent l'ext rieur du corps, la surface externe de nombreux organes internes et la doublure des cavit s, des tubes et des conduits du corps. L' pith lium est class en fonction de la disposition des cellules qu'il contient et de leur forme. Si les cellules sont pr sentes dans une seule couche, elles constituent un pith lium simple. S'ils sont pr sents en plusieurs couches, ils constituent un pith lium stratifi . La forme des cellules est g n ralement d crite comme squameuse, si la cellule est plus large que haute ; cubo de, si sa hauteur et sa largeur sont peu pr s les m mes ; ou colonnaire, o la cellule est plus haute que large. pith lium squameux simple, m sovarium, humain, corps. Les cellules m soth liales (MC) sont reconnues par leurs noyaux cette H&E, poste 350 ; Encart x875. grossissement. Sous les cellules m soth liales se trouve une fine couche de tissu conjonctif (TDM) et de cellules adipeuses (A). L'encart r v le un grossissement plus lev la Cette micrographie montre l' pith lium de surface des m sovarnucleus (N) des cellules m soth liales. ium recouvert de m soth lium, un nom donn l' pith lium squameux simple qui tapisse les cavit s internes de la pith lium squameux simple, m sent re, rat, impr gnation d'argent, x350 ; Encart X700. Il s'agit d'un grossissement interm diaire d'une monture enti re d'un morceau de m sent re. Le m sent re a t plac sur la lame et pr par pour l'examen microscopique. Le microscope tait focalis la surface du m sent re. Par cette m thode, les limites des cellules m soth liales de surface sont d limit es par des lignes noires par l'argent pr cipit . Notez que les cellules sont en apposition troite les unes par rapport aux autres et qu'elles ont une forme polygonale. L'encart r v le plusieurs cellules m soth liales, chacune d'entre elles pr sentant un noyau (N) qui a un profil rond ou ovale. En raison de la forme squameuse des cellules m soth liales, les noyaux ne sont pas sph riques, mais plut t en forme de disque. pith lium squameux simple, rein, humain, H&E, x350. Cette micrographie montre un corpuscule r nal r nal. La paroi du corpuscule r nal, connue sous le nom de couche pari tale de la capsule de Bowman, est une structure sph rique constitu e d'un pith lium squeux simple (ESS). L'int rieur du corpuscule pith lium cubo dal simple, pancr as, humain, H&E, x700. Cette photomicrographie montre deux canaux pancr atiques (DP) qui sont tapiss s d'un pith lium cubo de simple. Les noyaux des cellules canalaires (N) ont tendance tre sph riques, une caract ristique coh rente avec la pith lium cubo dal simple, poumon, humain, H&E, x175 ; encart x525. Cette photomicrographie montre l' pith lium des plus petites bronchioles conductrices du poumon. L' pith lium cubo dal simple est constitu de cellules cubo des (CC). L'encart montre un r seau capillaire sup rieur partir duquel le liquide est filtr pour entrer dans l'espace urinaire (US) puis dans le tubule contourn proximal (PCT). Les noyaux (N) des cellules squameuses de la couche pari tale de la capsule de Bowman sont ovo des et semblent faire l g rement saillie dans l'espace urinaire. La surface libre de cet pith lium squameux simple fait face l'espace urinaire, tandis que la surface basale des cellules pith liales repose s |
Histologie de Ross | ur une couche de tissu conjonctif (CT). forme cubo de de la cellule. La surface libre des cellules pith liales fait face la lumi re du canal et la surface basale repose sur le tissu conjonctif (TDM). Un examen minutieux de la surface libre des cellules pith liales r v le certaines des barres terminales (TB) entre les cellules adjacentes. grossissement des cellules cubo des (CC). Notez les noyaux sph riques. Ce sont de petites cellules avec relativement peu de cytoplasme, de sorte que les noyaux apparaissent proches les uns des autres. La surface libre des cellules pith liales fait face aux voies respiratoires (AW), tandis que la surface basale de ces cellules repose sur sa membrane basale et le tissu conjonctif dense (CT) sous-jacent. pith lium cubo de simple, foie, humain, H&E, x450 ; encart x950. Cette micrographie r v le des cordons d'h patocytes (H), des cellules cubo des simples qui composent le parenchyme h patique. Les cordons cellulaires pith liales h patiques sont principalement s par s les uns des autres par des sinuso des sanguines (S). L'encart montre un grossissement plus lev d'une cellule h patique et r v le une caract ristique inhabituelle en ce que plusieurs surfaces de ces cellules poss dent un sillon repr sentant la surface libre de la cellule. L o le sillon d'une cellule fait face un sillon de la cellule adjacente, une petite structure en forme de canal, le canalicule (C), se forme. La bile est s cr t e par la cellule dans le canalicule. PLANCHE 1 CL A, tissu adipeux AW, voies respiratoires C, canalicule CC, cellules cubo des CT, tissu conjonctif H, h patocytes MC, cellules m soth liales N, noyau PCT, tubule contourn proximal, canal pancr atique S, SSE sinuso de, pith lium squameux simple TB, barre terminale US, espace urinaire Les pith liums simples n'ont qu'une seule couche cellulaire d' paisseur. Ils sont caract ristiques des syst mes organiques principalement concern s par le transport, l'absorption et la s cr tion, tels que l'intestin, le syst me vasculaire, les glandes digestives et d'autres glandes exocrines, ainsi que le rein. Les pith liums stratifi s ont plus d'une couche et sont typiques des surfaces soumises un stress de friction, telles que la peau, la muqueuse buccale et l' sophage, et le vagin. pith lium simple, pancr as exocrine, singe, H&E 450. Celle-ci montre trois formes pith liales. Dans le cercle se trouve un acinus bien orient , un groupe fonctionnel de cellules s cr toires, dont chacune est de forme pyramidale. Les cellules s cr toires forment une structure sph rique ou tubulaire. La surface libre des cellules et la lumi re sont situ es au centre du cercle. La lumi re n'est pas vidente ici, mais elle est vidente dans une disposition similaire des cellules dans l'image du milieu droite ci-dessous (voir cercle). Parce que la hauteur des cellules (la distance entre le bord du cercle et la lumi re) est sup rieure la largeur, l' pith lium est simple en colonne. Le deuxi me type pith lial est repr sent par un petit canal de section longitudinale (fl ches) s' tendant travers le champ. Il est compos de cellules aplaties (notez la forme nucl aire), et sur cette base, l' pith lium est simplement squameux. Enfin, il y a un conduit de section transversale plus grand (ast risque) dans lequel le plus petit conduit entre. Les noyaux de ce canal plus grand ont tendance tre ronds et les cellules ont tendance tre carr es. Ainsi, ces cellules canalaires sont un pith lium cubo dal simple. pith lium cubo dal simple, rein, humain, d'un pith lium cubo de simple. Les fl ches pointent vers la cellule lat rale H&E 450. Limites; Notez que la largeur de la cellule correspond la hauteur approximative de la cellule. Les structures de section transversale marqu es d'un ast risque sont un autre type de tubule ; Ils sont Cette section montre des tubules de section transversale de plusieurs types. de plus petit diam tre mais sont galement compos s d'un pith lium cubo dal simple. Ceux qui sont tiquet s avec les fl ches fournissent un autre exemple pith lium cylindrique simple, c lon, humain, H&E 350. L' pith lium cylindrique simple du c lon illustr ici se compose d'une seule couche de cellules absorbantes et de cellules s cr tant du mucus (cellules caliciformes). Ce dernier est reconnaissable la lumi re pith lium pseudostratifi , trach e, singe, H&E 450. En plus des cellules cylindriques hautes (CC) dans cet pith lium cylindrique, il existe une couche d finie de cellules basales (BC). Les cellules cylindriques, qui contiennent des noyaux allong s et poss dent des cils (C), s' tendent de la surface la membrane basale (clairement visible dans la trach e sous la forme d'une r gion paisse, acellulaire et homog ne qui fait partie du tissu conjonctif (CT)). Les cellules basales sont intercal es pith lium pseudostratifi , pididyme, humain, H&E 450. Il s'agit d'un autre exemple d' pith lium cylindrique pseudostratifi . L encore |
Histologie de Ross | , deux couches de noyaux sont videntes, celles des cellules basales (BC) et celles des cellules cylindriques (CC). Comme dans l'exemple pr c dent, cependant, bien que non vident, les cellules cylindriques colorant le gobelet (fl ches) qui contient le produit s cr toire de la cellule. L' pith lium tapisse la lumi re du c lon et s' tend vers le bas dans le tissu conjonctif pour former les glandes intestinales (GL). Les deux types de cellules sont grands avec leurs noyaux situ s la base de la cellule. Le tissu conjonctif (TDM) contient de nombreuses cellules, dont beaucoup sont des lymphocytes et des plasmocytes. entre les cellules cylindriques. Parce que toutes les cellules reposent sur la membrane basale, elles sont consid r es comme une seule couche, par opposition deux couches discr tes, l'une sur l'autre. Parce que l' pith lium semble tre stratifi mais ne l'est pas, on l'appelle pith lium cylindrique pseudostratifi . Le cercle de la micrographie d limite une glande trach ale similaire l'acinus du pancr as exocrine (cercle). Notez que la lumi re de la glande est clairement visible et que les limites cellulaires sont galement videntes. L' pith lium de la glande est simple et cylindrique. reposer sur la membrane basale ; Ainsi, l' pith lium est pseudostratifi . Notez que l o l' pith lium est orient verticalement, droite de la micrographie, il semble y avoir plus de noyaux et l' pith lium est plus pais. C'est le r sultat d'un plan de section tangentiel. En r gle g n rale, examinez toujours la zone la plus fine d'un pith lium pour visualiser sa v ritable organisation. pith lium pith lium pidermo de stratifi , vaginal, humain, petit, avec peu de cytoplasme, et donc les noyaux semblent troitement serr s. Comme H&E 225. Les cellules deviennent plus grandes, elles ont tendance s'aplatir, formant des squames en forme de disque. Parce que les cellules de surface conservent cette forme, l' pith lium est Il s'agit de l' pith lium squameux stratifi du vagin appel squameux stratifi . mur. Les cellules plus profondes, en particulier celles de la couche basale, sont KEY BC, cellule basale C, cils CC, CT cellules cylindraires, tissu conjonctif GL, fl ches de la glande intestinale : en haut gauche, canal compos d' pith lium squameux simple ; en haut droite, limites lat rales des cellules cubo des des tubules ; au milieu gauche, coupes de mucus des cellules caliciformes ast risque, canal ou tubule de l' pith lium cubo de simple Les tissus qui ressemblent des pith liums mais qui n'ont pas la surface libre caract ristique sont appel s tissus pith lio des. Il s'agit de la structure caract ristique des organes endocriniens, qui se d veloppent partir d' pith liums typiques mais perdent leur connexion une surface au cours du d veloppement. pith lium stratifi , sophage, singe, H&E 250. Cette partie de la paroi de l' sophage r v le deux pith liums diff rents. gauche se trouve le rev tement pith lium de l' sophage. Il est multicouche avec des cellules de surface squameuses ; il s'agit donc d'un pith lium pidermo de stratifi (SS). droite se trouve le canal d'une glande sophagienne coup e en plusieurs plans. En examinant une r gion o le plan de section est perpendiculaire la surface, le v ritable caract re de l' pith lium devient apparent. Dans ce cas, l' pith lium est constitu de deux couches cellulaires avec des cellules de surface cubo des ; il s'agit donc d'un pith lium cubo de stratifi (StCu). pith liums stratifi s, peau, humain, H&E 450. (StCu) en deux couches ; Les cellules de la couche interne (les cellules de surface) apparaissent plus ou moins carr es. Parce que les cellules de surface de l' piderme ne sont pas incluses dans Cela montre une partie du canal d'une glande sudoripare, juste avant le champ, la d signation pavimenteuse stratifi e ne peut pas tre d riv e de l'in- le canal entre dans l' pith lium squameux stratifi (SS) de formation offert par la micrographie. la peau. La ligne pointill e trace le canal l'int rieur de l' piderme. Ce canal est galement constitu d'un pith lium cubo de stratifi PLANCHE 3 STRATI FI E D E PITH E LIA AN D E PITH E LIOI D TI SS U E S CL C, TOMODENSITOM TRIE CAPILLAIRE, TISSU CONJONCTIF En, cellules endocrines Ex, cellules exocrines IC, cellules interstitielles (Leydig) SCol, pith lium cylindrique simple SS, pith lium squameux stratifi StCu, pith lium cubo de stratifi pointe de fl che, site de transition de l' pith lium stratifi stratifi aux fl ches cubo des stratifi es, cellules cubo des de surface, ast risques, cellules en forme de d me Transition pith liale, jonction anorectale, humaine, H&E 300. La zone montr e ici est la partie terminale du gros intestin. L' pith lium luminal de gauche est un pith lium cylindrique simple (SCol) typique du c lon. Cet pith lium subit une transition abrupte (pointe de fl che) vers un pith lium cubo de stratifi (StCu) au niveau du canal anal. Notez l |
Histologie de Ross | e cubo de g n ral pith lium transitionnel (uroth lium), vessie, singe, H&E 400. L' pith lium de la vessie est appel pith lium transitionnel, un pith lium stratifi qui change d'aspect en fonction du degr de distension de la vessie. l' tat non distendu, comme ici, il a environ quatre ou cinq cellules de profondeur. Les cellules de surface sont grandes et en forme de d me (ast risques). Les cellules Tissus pith lio des, testicules, singe, H&E 350. Cela montre les cellules intestinales (Leydig) du testicule (IC). Ces cellules poss dent certaines caract ristiques pith liales. Cependant, ils ne poss dent pas de surface libre et ne se d veloppent pas partir d'une surface ; la forme de la plupart des cellules de surface (fl ches) et des couches sous-jacentes des cellules. L' pith lium cylindrique simple gauche fait partie d'une glande intestinale qui est continue avec l' pith lium cylindrique simple la surface luminale intestinale. Le tissu conjonctif (TDM) cet endroit est fortement infiltr de lymphocytes, ce qui lui donne une apparence diff rente du tissu conjonctif d'autres sp cimens sur cette page. Imm diatement sous la surface, les cellules sont en forme de poire et l g rement plus petites. Les cellules les plus profondes sont les plus petites et leurs noyaux semblent plus encombr s. Lorsque la vessie est distendue, les cellules superficielles sont tir es en cellules squameuses et l' pith lium est r duit en paisseur environ trois cellules de profondeur. La paroi de la vessie se contracte g n ralement lorsqu'elle est retir e, moins que des mesures sp ciales ne soient prises pour la pr server dans un tat distendu. Ainsi, son apparence est g n ralement similaire celle de la figure 4. Au lieu de cela, ils se d veloppent partir de cellules m senchymateuses. Elles sont appel es cellules pith lio des parce qu'elles entrent en contact avec des cellules voisines similaires, de la m me mani re que les cellules pith liales se contactent. Les cellules de Leydig sont de nature endocrinienne. Tissus pith lio des, pancr as endocrinien, humain, H&E 450. Les cellules de l' lot endocrinien (de Langerhans) (En) du pancr as ont galement une disposition pith lio de. Les cellules sont en contact mais n'ont pas de surface libre, bien qu'elles se soient d velopp es partir d'une surface pith liale par invagination. En revanche, les alv oles environnantes du pancr as exocrine (Ex), qui se sont d velopp es partir de la m me surface pith liale, sont constitu es de cellules surface libre sur lesquelles le produit s cr toire est d charg . Les capillaires (C) sont pro minents dans les tissus endocriniens. Des exemples similaires de tissu pith lio de sont observ s dans les glandes surr nales et les glandes parathyro des et pituitaires, qui sont toutes des glandes endocrines. STRUCTURE G N RALE ET FONCTION DU TISSU CONJONCTIF / 158 TISSU CONJONCTIF EMBRYONNAIRE / 159 TISSU CONJONCTIF PROPREMENT DIT / 160 FIBRES DU TISSU CONJONCTIF / 161 Fibres et fibrilles de collag ne / 161 Biosynth se et d gradation des fibres de collag ne / 164 Fibres r ticulaires / 171 Fibres lastiques / 171 MATRICE EXTRACELLULAIRE / 173 CELLULES DU TISSU CONJONCTIF / 178 Fibroblastes et myofibroblastes / 178 Macrophages / 181 Mastocytes / 182 Basophiles / 187 Adipocytes / 187 Cellules souches et p ricytes adultes / 187 Lymphocytes, Plasmocytes et autres cellules du syst me immunitaire / 189 Dossier 6.1 Corr lation clinique : collag nopathies / 170 Dossier 6.2 Corr lation clinique : exposition au soleil et changements mol culaires dans la peau photovieillie / 173 Dossier 6.3 Corr lation clinique : r le des myofibroblastes dans la r paration des plaies / 183 Dossier 6.4 Consid rations fonctionnelles : le syst me phagocytotique mononucl aire / 185 Dossier 6.5 Corr lation clinique : le r le des mastocytes et des basophiles dans les r actions allergiques / 188 Le tissu conjonctif comprend un groupe diversifi de cellules au sein d'une matrice extracellulaire sp cifique au tissu. En g n ral, le tissu conjonctif est constitu de cellules et d'une matrice extracellulaire (MEC). L'ECM comprend des prot ines structurelles (fibres) et sp cialis es qui constituent la substance fondamentale. Le tissu conjonctif forme un compartiment vaste et continu dans tout le corps, d limit par les lames basales des diff rents pith liums et par les lames basales ou externes des cellules musculaires et des cellules de soutien nerveux. Diff rents types de tissu conjonctif sont responsables d'une vari t de fonctions. Les fonctions des diff rents tissus conjonctifs se refl tent dans les types de cellules et de fibres pr sentes dans le tissu et la composition de la substance fondamentale dans l'ECM. Par exemple, dans le tissu conjonctif l che, de nombreux types de cellules sont pr sents (Fig. 6.1). L'un d'eux, le fibroblaste, produit les fibres extracellulaires qui jouent un r le structurel dans le tissu. Les fibroblastes produisent et mai |
Histologie de Ross | ntiennent galement la substance broy e. D'autres types de cellules, tels que les lymphocytes, les plasmocytes, les macrophages et les osinophiles, sont associ s au syst me de d fense de l'organisme ; ils fonctionnent dans l'ECM du tissu. En revanche, le tissu osseux, une autre forme de tissu conjonctif, ne contient qu'un seul type de cellule, l'ost ocyte. Cette cellule produit les fibres qui constituent la majeure partie du tissu osseux. Une caract ristique unique de l'os est que ses fibres sont organis es selon un motif sp cifique et se calcifient pour cr er la duret associ e ce tissu. De m me, dans les tendons et les ligaments, les fibres sont la caract ristique dominante du tissu. Ces fibres sont dispos es en r seau parall le et sont dens ment emball es pour conf rer une r sistance maximale. La classification du tissu conjonctif est bas e sur la composition et l'organisation de ses composants cellulaires et extracellulaires et sur ses fonctions. Le tissu conjonctif englobe une vari t de tissus ayant des propri t s fonctionnelles diff rentes, mais avec certaines caract ristiques communes qui permettent de les regrouper. Pour FIGURE 6.1 Tissu conjonctif l che. un. Photomicrographie d'un m sent re tal color l'h matoxyline de Verhoeff pour montrer des noyaux et des fibres lastiques ; il a t contre-color la safranine pour l'identification des granules de mastocytes et l'orange G pour l'identification d'autres prot ines (principalement des fibres de collag ne). Les fibres lastiques apparaissent comme des fils bleu-noir, minces, longs et ramifi s sans d but ni fin discernables. Les fibres de collag ne se pr sentent sous la forme de profils longs et droits tach s d'orange, et sont consid rablement plus paisses que les fibres lastiques. La plupart des noyaux visibles sont pr sum s tre ceux des fibroblastes. Des noyaux d'autres types de cellules (p. ex. lymphocytes, plasmocytes et macrophages) sont galement pr sents, mais ne sont pas identifiables. Les mastocytes sont identifi s par les granules rouge tres vifs dans leur cytoplasme. Notez la pr sence du petit vaisseau sanguin rempli de globules rouges. 150. b. Sch ma de principe illustrant les composants du tissu conjonctif l che. Notez l'association de diff rents types de cellules avec la matrice extracellulaire environnante, qui contient des vaisseaux sanguins et diff rents types de fibres. TABLEAU Classification du tissu conjonctif6.1 Tissu conjonctif embryonnaire M senchyme Tissu conjonctif muqueux Tissu conjonctif proprement dit Tissu conjonctif l che Tissu conjonctif dense R gulier Irr gulier Tissu conjonctif sp cialis aCartilage (Chapitre 7) Sang (Chapitre 10) Os (Chapitre 8) Tissu h mopo tique (Chapitre 10) Tissu adipeux (Chapitre 9) Tissu lymphatique (Chapitre 14) aDans le pass , les d signations tissu lastique et tissu r ticulaire ont t r pertori es comme des cat gories distinctes de tissus sp cialis s tissu conjonctif. Les tissus g n ralement cit s comme exemples de tissu lastique sont certains ligaments associ s la colonne vert brale et la tunique moyenne des art res lastiques. La caract ristique d'identification du tissu r ticulaire est la pr sence de fibres r ticulaires et de cellules r ticulaires formant ensemble un stroma tridimensionnel. Le tissu r ticulaire sert de stroma pour le tissu h mopo tique (en particulier la moelle osseuse rouge) et les organes du tissu lymphatique (ganglions lymphatiques et rate, mais pas le thymus). tissus, y compris les sous-types. , la couche germinale embryonnaire moyenne, donne naissance tous les tissus conjonctifs du corps. Une exception est la r gion de la t te, o des cellules prog nitrices sp cifiques sont d riv es, un tissu conjonctif primitif appel mes (dans la r gion de la t te, on l'appelle parfois ectomes) est tabli dans l'embryon pr coce. La maturation et les tissus sont class s en deux sous-types : le m senchyme se trouve principalement dans l'embryon. Il contient de petites cellules fusiformes d'aspect relativement uniforme (Fig. 6.2a). Les processus s' tendent partir de ces cellules et entrent en contact avec des processus similaires des cellules voisines, formant un r seau cellulaire tridimensionnel. Des jonctions d'espace sont pr sentes l o les processus entrent en contact. L'espace extracellulaire est occup par une substance de base visqueuse. Des fibres de collag ne (r ticulaires) sont pr sentes ; Ils sont tr s fins et relativement clairsem s. La raret des fibres de collag ne est coh rente avec le stress physique limit sur le f tus en croissance. FIGURE 6.2 Tissu conjonctif embryonnaire. un. Photomicrographie du tissu m senchymateux d'un f tus en d veloppement color l'H&E. Bien que morphologiquement les cellules m senchymateuses apparaissent comme une population homog ne, elles donnent naissance des cellules qui vont se diff rencier en diff rents types de cellules. Leurs processus cytoplasmiques donnent souvent la cellule un aspect effil |
Histologie de Ross | ou fusiforme. Le composant extracellulaire du tissu contient un arrangement clairsem de fibres r ticulaires et une substance fondamentale abondante. 480. b. Photomicrographie de la gel e de Wharton partir du cordon ombilical color avec H&E. La gel e de Wharton se compose d'une substance broy e sp cialis e, presque semblable de la g latine, qui occupe de grands espaces intercellulaires situ s entre les cellules m senchymateuses en forme de fuseau. 480. Le tissu conjonctif muqueux est pr sent dans le cordon ombilical. Il s'agit d'un ECM sp cialis , presque semblable de la g latine ; sa substance broy e est souvent appel e gel e de Wharton. Les cellules fusiformes sont largement s par es et ressemblent beaucoup aux fibroblastes dans le cordon ombilical court terme (par exemple, les processus cytoplasmiques sont minces et difficiles visualiser dans la pr paration r guli re d'h matoxyline et d' osine [H&E]). La gel e de Wharton occupe de grands espaces intercellulaires situ s entre des fibres de collag ne fines et vaporeuses (Fig. 6.2b). Les tissus conjonctifs qui appartiennent cette cat gorie sont divis s en deux sous-types g n raux : le tissu conjonctif l che, parfois appel tissu ar olaire, et le tissu conjonctif dense, qui peut tre sous-cat goris en deux types de base en fonction de l'organisation de ses fibres de collag ne : le tissu conjonctif dense irr gulier et le tissu conjonctif r gulier dense. Le tissu conjonctif l che se caract rise par des fibres dispos es de mani re l che et des cellules abondantes de diff rents types. Le tissu conjonctif l che est un tissu conjonctif cellulaire avec des fibres de collag ne fines et relativement clairsem es (Fig. 6.3). Le FIGURE 6.3 Tissu conjonctif irr gulier l che et dense. Photomicrographie comparant le tissu conjonctif irr gulier l che et dense de la glande mammaire color au trichrome de Masson. Au centre, un tissu conjonctif l che entoure l' pith lium glandulaire. Le tissu conjonctif l che est compos d'un arrangement vaporeux de fibres de collag ne avec de nombreuses cellules. Notez le grand nombre de noyaux visibles ce faible grossissement. En haut gauche et en bas droite de la figure se trouve un tissu conjonctif dense et irr gulier. En revanche, peu de noyaux sont r v l s dans le tissu conjonctif dense. Cependant, le collag ne est consid rablement plus abondant et est compos de fibres tr s paisses. 100. la substance fondamentale, cependant, est abondante ; En fait, il occupe plus de volume que les fibres. Il a une consistance visqueuse g latineuse et joue un r le important dans la diffusion de l'oxyg ne et des nutriments partir des petits vaisseaux qui traversent ce tissu conjonctif, ainsi que dans la diffusion du dioxyde de carbone et des d chets m taboliques vers les vaisseaux. Le tissu conjonctif l che est principalement situ sous les pith liums qui recouvrent les surfaces du corps et tapissent les surfaces internes du corps. Il est galement associ l' pith lium des glandes et entoure les plus petits vaisseaux sanguins (planche 4, page 192). Ce tissu est donc le site initial o les agents pathog nes tels que les bact ries qui ont perc une surface pith liale sont contest s et d truits par les cellules du syst me immunitaire. La plupart des types de cellules du tissu conjonctif l che sont des cellules errantes transitoires qui migrent des vaisseaux sanguins locaux en r ponse des stimuli sp cifiques. Le tissu conjonctif l che est donc le site de r actions inflammatoires et immunitaires. Au cours de ces r actions, le tissu conjonctif l che peut gonfler consid rablement. Dans les zones du corps o des substances trang res sont continuellement pr sentes, de grandes populations de cellules immunitaires sont maintenues. Par exemple, la lamina propria, le tissu conjonctif l che des muqueuses, telles que celles des syst mes respiratoire et alimentaire, contient un grand nombre de ces cellules. Le tissu conjonctif dense et irr gulier se caract rise par des fibres abondantes et peu de cellules. Le tissu conjonctif dense et irr gulier contient principalement des fibres de collag ne. Les cellules sont clairsem es et sont g n ralement d'un seul type, le fibroblaste. Ce tissu contient galement relativement peu de substance broy e (planche 4, page 192). En raison de sa forte proportion de fibres de collag ne, le tissu conjonctif dense et irr gulier fournit une force significative. En r gle g n rale, les fibres sont dispos es en faisceaux orient s dans diff rentes directions (d'o le terme irr gulier) qui peuvent r sister des contraintes sur les organes ou les structures. Les organes creux (par exemple, le tractus intestinal) poss dent une couche distincte de tissu conjonctif dense et irr gulier appel e sous-muqueuse dans laquelle les faisceaux de fibres se d placent dans diff rents plans. Cette disposition permet l'organe de r sister un tirement et une distension excessifs. De m me, la peau contient une cou |
Histologie de Ross | che relativement paisse de tissu conjonctif dense et irr gulier appel e couche r ticulaire (ou couche profonde) du derme. La couche r ticulaire offre une r sistance la d chirure la suite de forces d' tirement provenant de diff rentes directions. Le tissu conjonctif dense et r gulier se caract rise par des r seaux ordonn s et dens ment emball s de fibres et de cellules. Le tissu conjonctif dense et r gulier est le principal composant fonctionnel des tendons, des ligaments et des apon vroses. Comme dans le tissu conjonctif dense et irr gulier, les fibres du tissu conjonctif dense r gulier sont la caract ristique dominante et il y a peu d'ECM. Cependant, dans le tissu conjonctif r gulier dense, les fibres sont dispos es en r seau parall le et sont dens ment emball es pour fournir une r sistance maximale. Les cellules qui produisent et entretiennent les fibres sont emball es et align es entre les faisceaux de fibres. Les tendons sont des structures en forme de cordon qui attachent le muscle l'os. Ils sont constitu s de faisceaux parall les de fibres de collag ne. Entre ces faisceaux se trouvent des rang es de fibroblastes appel s tendinocytes (Fig. 6.4 et planche 5, page 194). Les tendinocytes sont entour s d'une MEC sp cialis e qui les s pare des fibrilles de collag ne porteuses. Dans les coupes transversales du tendon color es par H&E, les tendinocytes apparaissent toil s. Dans les sections de micrographie lectronique transmission (MET) parall les l'axe long des tendons, les projections cytoplasmiques de la cellule se trouvent entre les fibres et apparaissent sous forme de fines feuilles cytoplasmiques. Dans la plupart des coupes longitudinales color es H&E, cependant, les tendinocytes n'apparaissent que sous forme de rang es de noyaux basophiles g n ralement aplatis. Les feuillets cytoplasmiques qui s' tendent partir du corps des tendinocytes ne sont g n ralement pas vidents dans les coupes longitudinales color es H&E, car ils se fondent dans les fibres de collag ne. La substance du tendon est entour e d'une fine capsule de tissu conjonctif, l' pitendin e, dans laquelle les fibres de collag ne ne sont pas aussi ordonn es (planche 5, page 194). En r gle g n rale, le tendon est subdivis en faisceaux par l'endotendin e, une extension du tissu conjonctif de l' pitendin e. Il contient les petits vaisseaux sanguins et les nerfs du tendon. Les ligaments, comme les tendons, sont constitu s de fibres et de fibroblastes dispos s en parall le. Les fibres des ligaments sont cependant moins r guli rement dispos es que celles des tendons. Les ligaments relient les os les uns aux autres, ce qui, certains endroits, comme dans la colonne vert brale, n cessite une certaine lasticit . Bien que le collag ne soit la principale fibre extracellulaire de la plupart des ligaments, certains des ligaments associ s la colonne vert brale (par exemple, les ligaments flavaires) contiennent beaucoup plus de fibres lastiques et moins de fibres de collag ne. Ces ligaments sont appel s ligaments lastiques. Les apon vroses ressemblent des tendons larges et aplatis. Au lieu de fibres dispos es en r seaux parall les, les fibres des apon vroses sont dispos es en plusieurs couches. Les faisceaux de fibres de collag ne d'une couche ont tendance tre dispos s un angle de 90 par rapport ceux des couches voisines. Les fibres l'int rieur de chacune des couches sont dispos es en rang es r guli res ; Ainsi, l'apon vrose est un tissu conjonctif dense et r gulier. Ce r seau orthogonal se trouve galement dans la corn e de l' il et est responsable de sa transparence. Les fibres du tissu conjonctif sont de trois types principaux. Les fibres du tissu conjonctif sont pr sentes en quantit s variables, en fonction des besoins structurels ou de la fonction du tissu conjonctif. Chaque type de fibre est produit par des fibroblastes et est compos de prot ines constitu es de longues cha nes peptidiques. Les types de fibres du tissu conjonctif sont Les fibres de collag ne sont le type le plus abondant de fibres de tissu conjonctif. Les fibres de collag ne sont les composants structurels les plus abondants du tissu conjonctif. Ils sont flexibles et disposent d'un FIGURE 6.4 Tissu conjonctif dense et r gulier tendon. un. Micrographie lectronique d'un tendon faible grossissement, montrant les tendinocytes (fibroblastes) et leurs minces processus (fl ches) situ s entre les faisceaux de collag ne. 1 600. b. Un tendinocyte avec des profils pro minents de r ticulum endoplasmique rugueux (rER) est montr un grossissement plus lev . Les fibres de collag ne (C) peuvent tre r solues comme tant constitu es de fibrilles de collag ne tr s serr es. Les fl ches indiquent les processus des tendinocytes. 9 500. Encadr . Photomicrographie d'un tendon. Notez l'alignement ordonn et r gulier des faisceaux de fibres de collag ne. Les tendinocytes sont align s en rang es entre les fibres de collag ne. 200. (Micrographies lectroniq |
Histologie de Ross | ues modifi es d'apr s Rhodin J. Histology. New York : Oxford University Press, 1974.) R sistance la traction remarquablement lev e. Au microscope optique, les fibres de collag ne apparaissent g n ralement comme des structures ondul es de largeur variable et de longueur ind termin e. Ils se tachent facilement avec de l' osine et d'autres colorants acides. Ils peuvent galement tre color s avec le colorant bleu aniline utilis dans la coloration du tissu conjonctif de Mallory ou avec le colorant vert clair utilis dans la coloration de Masson. Lorsqu'elles sont examin es avec le TEM, les fibres de collag ne apparaissent comme des faisceaux de sous-unit s fines et filiformes. Ces sous-unit s sont des feuilles de collag ne (Fig. 6.5). Au sein d'une fibre individuelle, les fibrilles de collag ne ont un diam tre relativement uniforme. diff rents endroits et diff rents stades de d veloppement, cependant, les fibrilles diff rent en taille. Dans les tissus en d veloppement ou immatures, les fibrilles peuvent tre aussi petites que 15 ou 20 nm de diam tre. Dans le tissu conjonctif dense et r gulier des tendons ou d'autres tissus soumis des contraintes consid rables, ils peuvent mesurer jusqu' 300 nm de diam tre. Les fibrilles de collag ne ont un motif de bande de 68 nm. Lorsque des fibrilles de collag ne color es l'osmium ou d'autres m taux lourds sont examin es avec le TEM, elles pr sentent une s quence de bandes transversales rapproch es qui se r p tent tous les 68 nm sur toute la longueur de la fibrille (Fig. 6.5, encadr ). Ce motif de bandes r guli res peut galement tre observ la surface des fibrilles de collag ne lorsqu'elles sont examin es au microscope force atomique (AFM ; Fig. 6.6). Ce motif de bandes refl te la structure des sous-unit s de la fibrille, en particulier la taille et la forme de la mol cule de collag ne et la disposition des mol cules qui forment la fibrille (Fig. 6.7). La mol cule de collag ne (anciennement appel e tropocollag ne) mesure environ 300 nm de long sur 1,5 nm d' paisseur et a une t te et une queue. l'int rieur de chaque fibrille, les mol cules de collag ne s'alignent de la t te la queue en rang es qui se chevauchent avec un espace entre les mol cules de chaque rang e et un d calage d'un quart de mol cule entre les rang es adjacentes. Ces lacunes sont clairement visibles avec l'AFM (voir Fig. 6.6). La force de la fibrille est cr e par les liaisons covalentes entre les mol cules de collag ne des rang es adjacentes, et non par l'attachement t te queue des mol cules dans une rang e. Le motif de bandes observ avec le MET (voir Fig. 6.5, encadr ) est caus en grande partie par le d p t d'osmium dans l'espace entre les t tes et les queues des mol cules de chaque rang e. FIGURE 6.5 Le collag ne brille dans le tissu conjonctif dense et irr gulier. Micrographie lectronique du tissu conjonctif dense et irr gulier de la capsule du testicule d'un jeune m le. Les fibrilles de collag ne filiformes sont agr g es dans certaines zones (X) pour former des faisceaux relativement pais ; Dans d'autres zones, les fibrilles sont plus dispers es. 9 500. Encadr . Un r seau longitudinal de fibrilles de collag ne du m me sp cimen observ un grossissement plus lev . Notez le motif de bandes. L'espacement des fl ches indique le motif de r p tition de 68 nm. 75,000. Chaque mol cule de collag ne est une triple h lice compos e de trois cha nes polypeptidiques entrelac es. Une seule mol cule de collag ne se compose de trois polypeptides appel s cha nes. Les cha nes s'entrelacent, formant une triple h lice droiti re (voir Fig. 6.7d). Un acide amin sur trois dans la cha ne est une mol cule de glycine, sauf aux extr mit s des cha nes. Une hydroxyproline ou une hydroxylysine pr c de fr quemment chaque glycine de la cha ne, et une proline fr quemment FIGURE 6.6 Le collag ne brille dans le tissu conjonctif dense et irr gulier. Cette image microscopique force atomique des fibrilles de collag ne de type I dans le tissu conjonctif montre le motif de bandes la surface des fibrilles de collag ne. Notez l'orientation al atoire des fibrilles de collag ne qui se superposent et s'entrecroisent dans la matrice du tissu conjonctif. 65 000. (Avec l'aimable autorisation du Dr Gabriela Bagordo, JPK Instruments AG, Berlin, Allemagne.) suit chaque glycine de la cha ne. Avec la proline et l'hydroxyproline, la glycine est essentielle la conformation en triple h lice (voir Fig. 6.7e). Associ s l'h lice sont des groupes sucres qui sont li s des r sidus hydroxylysyliques. En raison de ces groupes de sucres, le collag ne est correctement d crit comme une glycoprot ine. Les cha nes qui constituent l'h lice ne sont pas toutes identiques. Leur taille varie de 600 3 000 acides amin s. ce jour, a. Fibrille D 68 b. Emballage de (0,6 D) 0,4 D c. Mol cule de collag ne 300 nm (4,4 D) 1,5 nm de diam tre d. Triple h lice 10,4 nm (0,15 D) e. S quence typique 1 de 1 et 2 1,74 nm .87 nm FIGURE 6 |
Histologie de Ross | .7 Sch ma montrant les caract ristiques mol culaires d'un fbril de collag ne de type 1 par ordre croissant de structure. un. Une fibrille de collag ne pr sente une bande p riodique avec une distance (D) de 68 nm entre les bandes r p titives. b. Chaque fibrille est compos e de mol cules de collag ne d cal es. c. Chaque mol cule mesure environ 300 nm de long et 1,5 nm de diam tre. d. La mol cule de collag ne est une triple h lice. e. La triple h lice se compose de trois cha nes. Un acide amin sur trois de la cha ne est une glycine. La position X qui suit la glycine est souvent une proline, et la position Y qui pr c de la glycine est souvent une hydroxyproline. Au moins 42 types de cha nes cod es par diff rents g nes ont t identifi s et cartographi s des loci sur plusieurs chromosomes diff rents. Pas moins de 28 types diff rents de collag nes ont t class s sur la base des combinaisons de cha nes qu'ils contiennent. Ces diff rents collag nes sont class s par chiffres romains de I XXVIII selon la chronologie de leur d couverte. Une mol cule de collag ne peut tre homotrim rique (compos e de trois cha nes identiques) ou h t rotrim rique (compos e de deux, voire de trois cha nes g n tiquement distinctes). Par exemple, le collag ne de type I pr sent dans le tissu conjonctif l che et dense est h t rotrim rique. Deux des cha nes, identifi es par 1, sont identiques, et l'une, identifi e par 2, est diff rente. Ainsi, dans la nomenclature du collag ne, il est d sign [ 1(I)]2 2(I) (Tableau 6.2). Le collag ne de type II est homotrim rique et pr sent dans le cartilage hyalin et lastique, o il se pr sente sous forme de fibrilles tr s fines. Les mol cules de collag ne du collag ne de type II sont compos es de trois cha nes identiques. Parce que ces cha nes diff rent de celles des autres collag nes, le collag ne de type II est d sign [ 1(II)]3. Plusieurs classes de collag nes sont identifi es sur la base de leur mod le de polym risation. La plupart des mol cules de collag ne polym risent en agr gats supramol culaires tels que des fibrilles ou des r seaux, et elles sont divis es en plusieurs sous-groupes sur la base de leurs similitudes structurelles ou de leurs s quences d'acides amin s. Les collag nes fibrillaires comprennent les mol cules de collag ne de types I, II, III, V et XI. Ces types sont caract ris s par des r p titions ininterrompues de glycine-proline-hydroxyproline et s'agr gent pour former des fibrilles bandes de 68 nm (comme le montre la figure 6.7a). Les collag nes associ s aux fibrilles avec des triples h lices interrompues (FACIT) ont des interruptions dans leurs triples h lices qui offrent de la flexibilit la mol cule. Ils sont situ s la surface de diff rentes fibrilles et sont repr sent s par des collag nes de types IX, XII, XIV, XVI, XIX, XX, XXI et XXII. Par exemple, la mol cule de collag ne de type IX se lie et interagit avec le collag ne de type II dans le cartilage aux intersections des fibrilles. Il sert stabiliser ce tissu en liant les fibrilles de collag ne de type II avec les prot oglycanes de l'ECM. Les collag nes formant un r seau hexagonal sont repr sent s par les types de collag ne VIII et X. Les collag nes transmembranaires sont repr sent s par des types : XIII (trouv dans les adh rences focales), XVII (trouv dans les h midesmosomes), XXIII (trouv dans les cellules canc reuses m tastatiques) et XXV (un collag ne sp cifique au cerveau). Les multiplexines (collag nes avec plusieurs domaines et interruptions en triple h lice) comprennent les types de collag ne XV et XVIII, qui r sident dans les zones de la membrane basale. Les collag nes formant la membrane basale comprennent le collag ne de type IV, qui est responsable de la suprastructure du collag ne dans la membrane basale des cellules pith liales (page 139), le collag ne de type VI, qui forme des filaments perl s, et le collag ne de type VII, qui forme des fibrilles d'ancrage qui fixent la membrane basale l'ECM. Le tableau 6.2 num re les collag nes qui ont t caract ris s ce jour (I XXV), y compris leurs variations structurelles et certains des r les qui leur sont actuellement attribu s. Les types de collag ne r cemment identifi s (XXVI XXVIII) n'ont pas t enti rement caract ris s et ne sont pas inclus dans le tableau. Biosynth se et d gradation des fibres de collag ne La formation de fibres de collag ne implique des v nements qui se produisent la fois l'int rieur et l'ext rieur du fibroblaste. La production de collag ne fbrillaire (I, II, III, V et XI) implique une s rie d' v nements au sein du fibroblaste qui conduisent la production de procollag ne, le pr curseur de la mol cule de collag ne. Ces v nements se produisent dans les organites d limit s par une membrane l'int rieur de la cellule. La production de la fibrille proprement dite se produit l'ext rieur de la cellule et implique une activit enzymatique au niveau de la membrane plasmique pour produire la mol cule de |
Histologie de Ross | collag ne, suivie de l'assemblage des mol cules en fibrilles dans l'ECM sous la direction de la cellule (Fig. 6.8). TABLEAU Types de collag ne, composition, emplacement et fonction 6.2 Type de compositiona Fonctions de localisation I [ 1(I)]2 2(I) Tissu conjonctif de la peau, de l'os, du tendon, Fournit une r sistance la force, aux ligaments, la dentine, la scl rotique, au fascia et la tension, et tire les capsules des organes (repr sente 90 % du collag ne corporel) II [ 1(II)]3 Cartilage (hyalin et lastique), Fournit une r sistance la notochorde, et la pression intermittente du disque intervert bral III [ 1(III)]3 Pro minente dans les conjonctifs l ches Forme les fibres r ticulaires, les tissus arrang s et les organes (ut rus, foie, rate, comme un r seau l che de rein mince, de poumon, etc.) ; muscle lisse ; fibres, fournit un endoneurium de soutien ; vaisseaux sanguins ; et un chafaudage pour les cellules cutan es f tales sp cialis es de divers organes et vaisseaux sanguins. IV [ 1(IV)]2 2(IV) ou lames basales des pith liums, rein Fournit un soutien et une filtration 3(IV) 4(IV) 5(IV) ou glom rules, et barri re de la capsule du cristallin [ 5(IV)]2 6(IV) V [ 1(V)]2 2(V) ou Distribu uniform ment dans tout le Localis la surface du stroma du tissu conjonctif de type I 1(V) 2(V) 3(V) ; peut tre des fibrilles de collag ne avec le type XII li au r seau r ticulaire et le collag ne XIV pour moduler les propri t s biom caniques de la fibrille VI [ 1(VI)]2, 2(VI) ou Forme une partie de la matrice cartilagineuse Attache le chondrocyte au 1(VI), 2(VI), 3(VI) entourant imm diatement la matrice ; li de mani re covalente aux fibrilles de collag ne des chondrocytes de type I VII [ 1(VII)]3 Pr sent dans les fibrilles d'ancrage de la peau, S curise la lame basale aux fibres tissulaires de l' il conjonctif, de l'ut rus et de l' sophage VIII [ 1(VIII)]2 2(VIII) Produit des cellules endoth liales Facilite le mouvement des cellules endoth liales pendant l'angiogen se IX 1(IX) 2(IX) 3(IX) Pr sent dans le cartilage associ Stabilise le r seau de fibrilles de collag ne de type II du cartilage Fibres de collag ne de type II par interaction avec les mol cules de prot oglycane leurs intersections X [ 1(X)]3 Produit par les chondrocytes dans le Contribue la zone min rale osseuse de l'hypertrophie du processus de normalisation en formant des r seaux hexagonaux de plaque de croissance n cessaires pour organiser les types II, IX et XI du collag ne dans le cartilage XI [ 1(XI)]2 2(XI) ou Produit par les chondrocytes ; R gule la taille du collag ne de type II 1(XI) 2(XI) 3(XI) associ aux fibrilles de collag ne de type II, fibrilles ; il est essentiel pour les formes coh sives noyau des fibrilles de collag ne de type I propri t s de la matrice cartilagineuse XII [ 1(XII)]3 Isol de la peau et du placenta ; Localis la surface du type I abondant dans les tissus dans lesquels les fibrilles de collag ne avec la contrainte m canique de type V sont lev es et le collag ne XIV pour moduler les propri t s biom caniques de la fibrille XIII [ 1(XIII)]3 Un collag ne transmembranaire inhabituel associ la lame basale d tect e dans l'os, le cartilage, l'intestin, ainsi que la peau de collag ne de type VII, placenta et les muscles stri s suite page suivante TABLEAU Types de collag ne, composition, emplacement et fonction (suite)6.2 XIV [ 1(XIV)]3 Isol du placenta ; galement localis la surface du type I d tect dans les fibrilles de collag ne de la moelle osseuse avec le collag ne de type V et XII pour moduler les propri t s biom caniques de la fibrille ; a une forte propri t de liaison cellule-cellule XV [ 1(XV)]3 Pr sent dans les tissus d riv s de Impliqu dans l'adh sion du m senchyme de la lame basale ; exprim dans le c ur au tissu conjonctif sous-jacent et aux muscles squelettiques XVI [ 1(XVI)]3 Large distribution tissulaire ; associ Contribue l'int grit structurelle avec les fibroblastes et le lisse art riel des cellules musculaires du tissu conjonctif, mais non associ aux fibrilles de collag ne de type I XVII [ 1(XVII)]3 Un autre collag ne transmembranaire inhabituel Interagit avec les int grines pour stabiliser trouv dans les membranes cellulaires pith liales structure de l'h midesmosome XVIII [ 1(XVIII)]3 Trouv dans l' pith lial et le vasculaire Repr sente une membrane basale membrane basale h parane sulfate prot oglycane cens inhiber la prolif ration des cellules endoth liales et angiogen se XIX [ 1(XIX)]3 D couvert partir de la s quence de l'ADNc du rhabdomyosarcome humain vasculaire et stromal prononc ; l'interaction sugg re une implication dans le pr sent dans les fibroblastes et l'angiogen se h patique XX [ 1(XX)]3 D couvert partir d'embryons de poussin Se lie la surface d'autres tissus ; galement dans l' pith lium corn en, les fibrilles de collag ne, le cartilage sternal et les tendons XXI [ 1(XXI)]3 Pr sent dans la gencive humaine, le c ur et Joue un r le dans le maintien du m |
Histologie de Ross | uscle tri-squelettique et d'autres tissus Architecture dimensionnelle de dense contenant des fibrilles de collag ne de type I Tissus conjonctifs XXII [ 1(XXII)]3 Trouv dans la jonction myotendineuse, Appartient la famille FACIT muscle squelettique et cardiaque, articulaire Exprim aux jonctions tissulaires jonction cartilage-liquide synovial, Dans la peau, influence pith liale-la fronti re entre le follicule pileux interactions m senchymateuses pendant la morphogen se et le cycle des follicules du cheveu et du derme XXIII [ 3(XXIII)]3 D couvert dans les cellules tumorales m tastatiques Collag ne transmembranaire galement exprim dans le c ur, la r tine, Interagit avec les prot ines ECM (collag ne et cellules canc reuses de la prostate m tastatiques XIII et XXV, fibronectine, h parine) Expression accrue chez un patient atteint d'un cancer de la prostate m tastatique XXIV [ 1(XXIV)]3 Trouv co-exprim avec le collag ne fibrillaire de type I dans l'os en d veloppement Consid r comme une mol cule ancienne qui r gule la fibrillogen se du collag ne de type I dans l'os et l' il pendant le d veloppement f tal XXV [ 1(XXV)]3 Un collag ne transmembranaire sp cifique au cerveau Se lie au peptide -amylo de fibrill D couvert dans l'amylo de des plaques amylo des dans les plaques d'Alzheimer dans le cerveau des patients maladie d'Alzheimer Surexprim e dans les neurones aChaque mol cule de collag ne est compos e de trois cha nes polypeptidiques entrelac es dans une configuration h lico dale. Les chiffres romains entre parenth ses dans la colonne Composition indiquent que les cha nes ont une structure distincte qui diff re des cha nes avec des chiffres diff rents. Ainsi, le collag ne de type I a deux cha nes 1 identiques et une cha ne 2 ; le collag ne de type II a trois cha nes 1 identiques. collag ne fibrillaire ; les FACIT ; collag ne formant une membrane basale ; collag ne formant un r seau hexagonal ; collag nes transmembranaires ; multiplexins Type Compositiona Emplacement Fonctions Formation de l'ARNm dans le noyau Initiation de la synth se des cha nes pro- avec des s quences de signal par les ribosomes Synth se des cha nes pro- sur le rER Hydroxylation des r sidus de proline et de lysine (vitamine C requise) et clivage de la s quence signal de la cha ne pro- Glycosylation de r sidus hydroxylysyles sp cifiques dans le rER Formation de mol cules de triple h lice de procollag ne d'une extr mit C vers l'extr mit N de mani re en forme de fermeture clair 1. 2. 3. 4. 5. 6. Stabilisation de la triple h lice par formation de liaisons d'hydrog ne et de disulfure intra-cha nes et intercha nes et de prot ines chaparone (par exemple, hsp-47) Transport de mol cules de procollagan vers l'appareil de Golgi Emballage de mol cules de procollag ne par Golgi dans des v sicules s cr toires Mouvement des v sicules vers la membrane plasmique, assist par des prot ines motrices mol culaires associ es aux microtubules 7. 8. 9. 10. 11. Exocytose des mol cules de procollag ne 12. Clivage des domaines N-procollag ne h lico dales Cand globulaires trim riques par les N-prot inases Nand prot inases 13. Polym risation (auto-assemblage) des mol cules de collag ne en fibrilles de collag ne (dans l'anse du fibroblaste) avec d veloppement de la r ticulation covalente 14. Incorporation d'autres collag nes (par exemple, type V, FACIT, etc.) dans les fibrilles de collag ne FIGURE 6.8 Biosynth se du collag ne. Repr sentation sch matique des v nements de biosynth se et des organites participant la synth se du collag ne. Les chiffres en gras correspondent aux v nements num rot s dans la biosynth se du collag ne num r s en bas. La biosynth se des mol cules de collag ne implique un certain nombre d' v nements intracellulaires. Les tapes de la biosynth se de presque tous les collag nes fibrillaires sont similaires, mais le collag ne de type I a t tudi en d tail. En g n ral, la voie de synth se des mol cules de collag ne est similaire aux autres voies de s cr tion constitutives utilis es par la cellule. Les caract ristiques uniques de la biosynth se du collag ne sont exprim es dans de multiples tapes de traitement post-traductionnel qui sont n cessaires pour pr parer la mol cule au processus d'assemblage extracellulaire. Ainsi, nous voyons ce qui suit : Les cha nes de collag ne sont synth tis es dans le rER sous forme de longs pr curseurs contenant de grands propeptides globulaires aminoet et carboxyterminus appel s pro-cha nes (mol cules de pr procollag ne). Les polypeptides nouvellement synth tis s sont simultan ment d charg s dans les citernes de la rER, o le traitement intracellulaire commence. Dans les citernes du rER, un certain nombre de modifications post-traductionnelles des mol cules de pr procollag ne se produisent, notamment les suivantes : 1. La s quence du signal amino-terminal est cliv e. 2. Les r sidus de proline et de lysine sont hydroxyl s tandis que les polypeptides sont encore dans la conformation non h |
Histologie de Ross | lico dale. L'acide ascorbique (vitamine C) est un cofacteur n cessaire pour l'ajout de groupes hydroxyles aux r sidus de proline et de lysine dans les cha nes pro-, par les enzymes prolylhydroxylase et lysylhydroxylase ; Sans hydroxylation des r sidus de proline et de lysine, les liaisons hydrog ne essentielles la structure finale de la mol cule de collag ne ne peuvent pas se former. Cela explique pourquoi les plaies ne cicatrisent pas et que la formation osseuse est alt r e par le scorbut (carence en vitamine C). 3. Des groupes de sucres li s O sont ajout s certains r sidus d'hydroxy-lysine (glycosylation) et des sucres li s l'N sont ajout s aux deux positions terminales. 4. La structure globulaire se forme au niveau du carboxyterminus, qui est stabilis par des liaisons disulfure. La formation de cette structure assure l'alignement correct des trois cha nes lors de la formation de la triple h lice. 5. Une triple h lice (partant de l'extr mit carboxy-terminale) est form e de trois cha nes, sauf aux extr mit s o les cha nes polypeptidiques restent d roul es. 6. Des liaisons hydrog ne et disulfure intracha ne et intercha ne se forment qui influencent la forme de la mol cule. 7. La mol cule triple h lice est stabilis e par la liaison de la prot ine chaperon hsp47, ce qui emp che galement l'agr gation pr matur e des trim res au sein de la cellule. La mol cule r sultante est le procollag ne. Les mol cules de procollag ne repli es passent l'appareil de Golgi et commencent s'associer en petits faisceaux. Ce regroupement est r alis par les associations lat rales entre les terminaisons d roul es des mol cules de procollag ne. Des agr gats libres et petits de mol cules de procollag ne sont emball s dans des v sicules s cr toires et transport s la surface de la cellule. La formation des fibrilles de collag ne (fibrillogen se) implique des v nements extracellulaires. Lorsque le procollag ne est s cr t par la cellule, il est converti en une mol cule de collag ne mature par la procollag ne peptidase associ e la membrane cellulaire, qui clive les extr mit s d roul es du procollag ne (Fig. 6.9). Les mol cules de collag ne agr g es s'alignent ensuite pour former les derni res gouttes de collag ne dans un processus connu sous le nom de fbrillogen se. La cellule contr le l'ensemble ordonn des fibrilles nouvellement form es en dirigeant les v sicules s cr toires vers un site de surface localis pour la d charge. La cellule cr e simultan ment des sites d'assemblage de collag ne sp cialis s appel s anses. Ces invaginations de la surface cellulaire permettent aux mol cules de se concentrer l o l'assemblage va SS FIGURE 6.9 Clivage de la mol cule de pro-collag ne. Illustration montrant la mol cule de procollag ne avec des terminaisons Nand C. De petites fl ches incurv es dans la partie sup rieure de l'illustration montrent C-terminale o les bornes sont s par es de la mol cule de procollag ne propeptide pour former la mol cule de collag ne (tropocollag ne). l'extr mit C de la mol cule, la sous-unit du sucre est la GlcNac (N ac tylglucosamine) attach e au mannose (Mann). (Adapt avec la permission de Prockop DJ, Kivirikko KI, Tuderman L, Guzman NA. La biosynth se (1,5 nm) du collag ne et ses troubles (premi re de deux parties). N Engl J M d., 1979 ; 301:13 23. Droits d'auteur 1979. Soci t m dicale du Massachusetts. Tous droits r serv s.) FIGURE 6.10 Fibre de collag ne de type I. La fibrille de collag ne de type I contient de petites quantit s d'autres types de collag ne tels que les types II, III, V et XI. Notez que le noyau de la fibrille contient du collag ne de types V et XI, qui aide initier l'assemblage de la fibrille de type I. se produisent (voir Fig. 6.8). l'int rieur de la crique, les mol cules de collag ne s'alignent en rang es et s'auto-assemblent longitudinalement de la t te la queue. Ils s'agr gent galement lat ralement selon un sch ma chelonn d'un quart (voir Fig. 6.7). Les mol cules de collag ne sont ensuite r ticul es par des liaisons covalentes qui se forment entre les groupes ald hyde lysine et hydroxylysine. La biogen se du collag ne entra ne la formation de polym res hautement organis s appel s ficelles. Les fibrilles de collag ne sont souvent constitu es de plus d'un type de collag ne. Habituellement, diff rents types de collag nes fibrillaires s'assemblent en fibrilles compos es de plus d'un type de mol cule de collag ne. Par exemple, les fbrillles de collag ne de type I contiennent souvent de petites quantit s de types II, III, V et XI. Les tudes actuelles indiquent que l'assemblage des fibrilles de collag ne de type I se fait par la formation d'un noyau fibrillaire contenant des mol cules de type V et de type XI. Par la suite, des mol cules de collag ne de type I sont d pos es et polym ris es la surface du noyau fibrillaire (Fig. 6.10). De plus, de petites quantit s de mol cules de collag ne de type II et III sont incorpor es dans les |
Histologie de Ross | fibrilles de collag ne de type I. Les collag nes de types V et XI sont d'importants r gulateurs de la fibrillogen se. Ils contr lent l' paisseur des fibrilles de type I en limitant le d p t de mol cules de collag ne une fois que la fibrille a atteint le diam tre souhait . Les fibres de collag ne pleine maturit sont g n ralement associ es la famille FACIT de mol cules de collag ne qui r sident leur surface. Par exemple, les fibrilles de type I sont associ es aux collag nes de type XII et de type XIV. Ces collag nes contribuent l'organisation tridimensionnelle des fibres au sein de l'ECM. Les fibrilles de collag ne de type II, qui sont abondantes dans le cartilage, ont g n ralement un diam tre plus petit que les fibrilles de type I. Cependant, ces fibrilles sont galement associ es au collag ne de type IX (un autre membre du sous-groupe FACIT). Le collag ne de type IX r side la surface de la fibrille de type II et l'ancre aux prot oglycanes et d'autres composants de la MEC cartilagineuse (Fig. 6.11). Les mol cules de collag ne sont synth tis es par divers types de tissu conjonctif et de cellules pith liales. Les mol cules de collag ne sont en grande partie synth tis es par les cellules du tissu conjonctif. Ces cellules comprennent des fibroblastes dans une vari t de tissus (par exemple, les chondrocytes dans le cartilage, les ost oblastes dans les os et les p ricytes dans les vaisseaux sanguins). De plus, les mol cules de collag ne de la membrane basale (voir page 139) sont produites par les cellules pith liales. La synth se du collag ne est r gul e par des interactions complexes entre les facteurs de croissance, les hormones et les cytokines. Par exemple, le facteur de croissance transformant (TGF-) et le facteur de croissance d riv des plaquettes (PDGF) stimulent la synth se du collag ne par les fibroblastes, tandis que les hormones st ro des (glucocortico des) inhibent sa synth se. FIGURE 6.11 Fibre de collag ne de type II. Ce sch ma illustre l'interaction entre les fibrilles de collag ne de type II et les mol cules de collag ne de type IX dans la matrice cartilagineuse. Le collag ne de type IX assure le lien entre les fibrilles de collag ne et les mol cules GAG, ce qui stabilise le r seau de fibres cartilagineuses. Les fibres de collag ne sont d grad es soit par des voies prot olytiques, soit par des voies phagocytaires. Toutes les prot ines du corps sont continuellement d grad es et resynth tis es. Ces processus permettent aux tissus de se d velopper et de subir un remodelage. La fragmentation initiale des mol cules de collag ne insolubles se produit par l'usure m canique, l'action des radicaux libres ou le clivage des prot inases. La d gradation ult rieure est poursuivie par des enzymes sp cifiques appel es prot inases. Les fragments de colla gen qui en r sultent sont ensuite phagocyt s par les cellules et d grad s par leurs enzymes lysosomales. Une d gradation excessive du collag ne est observ e dans plusieurs maladies (par exemple, la d gradation du collag ne cartilagineux dans la polyarthrite rhumato de ou du collag ne osseux dans l'ost oporose). Les mol cules de collag ne s cr t es sont d grad es principalement par deux voies diff rentes : la d gradation prot olytique se produit l'ext rieur des cellules par l'activit d'enzymes appel es m talloprot inases matricielles (MMP). Ces enzymes sont synth tis es et s cr t es dans la MEC par diverses cellules du tissu conjonctif (fibroblastes, chondrocytes, monocytes, neutrophiles et macrophages), certaines cellules pith liales (k ratinocytes de l' piderme) et des cellules canc reuses. Les MMP comprennent les collag nases (qui d gradent les collag nes de type I, II, III et X) ; g latinases (qui d gradent la plupart des types de collag nes d natur s, la laminine, la fibronectine et l' lastine) ; les strom lysines (qui d gradent les prot oglycanes, la fibronectine et les collag nes d natur s) ; les matrilysines (qui d gradent le collag ne de type IV et les prot oglycanes) ; MMP de type membranaire (qui sont produits par les cellules canc reuses et ont une puissante activit fibrinolytique p ricellulaire) ; et les m tallo lastases des macrophages (qui d gradent l' lastine, le collag ne de type IV et la laminine). En g n ral, les formes non d natur es triple h lice des mol cules de collag ne r sistent la d gradation par les MMP. En revanche, le collag ne endommag ou d natur (g latine) est d grad par de nombreux MMP, les g latinases jouant le r le principal. L'activit de la MMP peut tre sp cifiquement inhib e par les inhibiteurs tissulaires des m talloprot inases (TIMP). Parce que Les chercheurs tudient des agents th rapeutiques synth tiques qui inhibent l'activit des MMP pour contr ler la propagation des cellules canc reuses. La d gradation phagocytotique se produit intracellulaire et implique les macrophages pour liminer les composants de l'ECM. Les fibroblastes sont galement capables de phagocyter et de d grader les |
Histologie de Ross | fibrilles de collag ne dans les lysosomes de la cellule. DOSSIER 6.1 Corr lation clinique : collag nopathies Le r le important des collag nes dans l'organisme peut tre illustr par les collag nopathies (maladies du collag ne), qui sont caus es par un d ficit ou une anomalie dans la production de collag nes. l'avenir, la th rapie g nique pourrait potentiellement tre utilis e soit pour contr ler le d p t de collag ne d fectueux, soit pour inverser le processus pathologique caus par les g nes mut s. collag nes sp cifiques. La plupart des collag nopathies sont attribu es La table suivante num re les plus courantes les collag nopathies : mutations dans les g nes codant pour les cha nes dans les diff rents qui se produisent chez l'homme. Les collag nopathies les plus courantes chez l'homme Type de maladie du collag ne Sympt mes I Ost ogen se imparfaite Fractures r p t es apr s un traumatisme mineur, os fragiles, dents anormales, peau mince, tendons faibles, scl rotiques bleues, perte auditive progressive II Dysplasie de Kniest ; Petite taille, mobilit articulaire restreinte, modifications oculaires Achondrogen se, de type 2 entra nant la c cit , m taphyses larges et anomalie articulaire observ es sur les radiographies III Ehlers-Danlos de type IV Hypermobilit des articulations des doigts, peau p le et mince, contusion s v re, morbidit et mortalit pr coces, r sultant d'une rupture des vaisseaux et des organes internes IV Syndrome d'Alport H maturie r sultant de modifications structurelles de la membrane basale glom rulaire du rein, Perte auditive progressive et l sions oculaires VII Syndrome de Kindler Cloques et cicatrices s v res de la peau apr s un traumatisme mineur, r sultant de l'absence de fibrilles d'ancrage IX Dysplasie phiphysaire multiple D formations squelettiques r sultant d'une ostsification et d'une dysplasie endochondrales alt r es (MED), d'une maladie articulaire d g n rative pr matur e X M taphysique de Schmid D formations squelettiques caract ris es par des modifications chondrodysplasie des corps vert braux et chondrodysplasie m taphysaire de la os long XI Weissenbacher-Zweym ller Caract ristiques cliniques similaires au syndrome de collag nopathies de type II Syndrome de Stickler en plus des d formations craniofaciales et squelettiques, (comprend galement des mutations suppl mentaires myopie s v re, d collement de la r tine et progressif du g ne du collag ne de type II) perte auditive XVII Maladie cutan e b nigne g n ralis e avec pidermolyse bulleuse induite m caniquement (GABEB) s paration dermo- pidermique, pidermolyse bulleuse r sultant d'une h midesmosomes, atrophie cutan e, dystrophie des ongles et alop cie Les fibres r ticulaires fournissent un cadre de soutien pour les constituants cellulaires de divers tissus et organes. Les fibres r ticulaires et les fibres de collag ne de type I partagent une caract ristique importante. Ils sont tous deux constitu s de fibrilles de collag ne. Contrairement aux fibres de collag ne, cependant, les fibres r ticulaires sont compos es de collag ne de type III. Les fibrilles individuelles qui constituent une fibre r ticulaire pr sentent un motif de bandes de 68 nm (le m me que les fibrilles du collag ne de type I). Les fibrilles ont un diam tre troit (environ 20 nm), pr sentent un motif de ramification et ne se regroupent g n ralement pas pour former des fibres paisses. Dans les pr parations H&E r guli rement color es, les fibres r ticulaires ne peuvent pas tre identifi es positivement. Lorsqu'elles sont visualis es au microscope optique avec des techniques sp ciales, les fibres r ticulaires ont un aspect filiforme. Parce qu'elles contiennent un plus grand nombre relatif de groupes sucres que les fibres de collag ne, les fibres r ticulaires sont facilement affich es au moyen de la r action p riodique acide-Schiff (PAS). Ils sont galement r v l s par des proc d s sp ciaux de coloration l'argent tels que les m thodes Gomori et Wilder. Apr s le traitement l'argent, les fibres apparaissent noires ; c'est pourquoi on dit qu'ils sont argyrophiles (Fig. 6.12). Les fibres de collag ne plus paisses de ces pr parations sont de couleur brune. FIGURE 6.12 Poumons r ticulaires dans le ganglion lymphatique. Photo-micrographie d'une pr paration argentique d'un ganglion lymphatique montrant la capsule de tissu conjonctif en haut et une trab cule s' tendant partir de celle-ci gauche. Les fibres r ticulaires (fl ches) forment un r seau d'anastomosation irr gulier. 650. Les fibres r ticulaires sont nomm es d'apr s leur disposition dans un motif ou un r seau semblable un maillage. Dans le tissu conjonctif l che, des r seaux de fbers r ticulaires se trouvent la limite du tissu conjonctif et de l' pith lium, ainsi que des adipocytes environnants, des petits vaisseaux sanguins, des nerfs et des cellules musculaires. On les trouve galement dans les tissus embryonnaires. La pr valence des fibres r ticulaires est un indicateur de la ma |
Histologie de Ross | turit tissulaire. Ils sont pro minents dans les premiers stades de la cicatrisation des plaies et de la formation du tissu cicatriciel, o ils fournissent une r sistance m canique pr coce l'ECM nouvellement synth tis e. Au fur et mesure que le d veloppement embryonnaire ou la cicatrisation des plaies progresse, les fibres r ticulaires sont progressivement remplac es par des fibres de collag ne de type I plus fortes. Les fibres r ticulaires fonctionnent galement comme un stroma de soutien dans les tissus h mopo tiques et lymphatiques (mais pas dans le thymus). Dans ces tissus, un type de cellule sp cial, la cellule r ticulaire, produit le collag ne de la fibre r ticulaire. Cette cellule entretient une relation unique avec la fibre. Il entoure la fibre de son cytoplasme, isolant ainsi la fibre des autres composants tissulaires. Dans la plupart des autres endroits, les fibres r ticulaires sont produites par les fibroblastes. Les exceptions importantes cette r gle g n rale comprennent l'endoneurium des nerfs p riph riques, o les cellules de Schwann s cr tent des fibres r ticulaires, la tunique moyenne des vaisseaux sanguins et la musculeuse du tube digestif, o les cellules musculaires lisses s cr tent des fibres r ticulaires et d'autres fibres de collag ne. Les fibres lastiques permettent aux tissus de r pondre l' tirement et la distension. Les fibres lastiques sont g n ralement plus minces que les fibres de collag ne et sont dispos es selon un motif ramifi pour former un r seau tridimensionnel. Les fibres sont entrelac es avec des fibres de collag ne pour limiter la distensibilit du tissu et viter les d chirures dues un tirement excessif (planche 6, page 196). Les fibres lastiques se colorent l' osine mais pas bien, de sorte qu'elles ne peuvent pas toujours tre distingu es des fibres de collag ne dans les pr parations de routine H&E. Parce que les fibres lastiques deviennent quelque peu r fractaires avec certains fixateurs, elles peuvent tre distingu es des fibres de collag ne chez les chantillons color s avec H&E lorsqu'elles pr sentent cette caract ristique. Les fibres lastiques peuvent galement tre color es de mani re s lective avec des colorants sp ciaux tels que l'orc ine ou la r sorcine-fuchsine, comme le montre la figure 6.13. La propri t lastique de la mol cule d' lastine est li e son squelette polypeptidique inhabituel, qui provoque un enroulement al atoire. Les fibres lastiques sont produites par bon nombre des m mes cellules qui produisent le collag ne et les fibres r ticulaires, en particulier les fibroblastes et les cellules musculaires lisses. Contrairement aux fibres de collag ne, cependant, les fibres lastiques sont compos es de deux composants structurels : un noyau central d' lastine et un r seau environnant de microfibres de fbrilline. L' lastine (72 kilodaltons) est une prot ine qui, comme le collag ne, est riche en proline et en glycine. Contrairement au collag ne, il est pauvre en hydroxyproline et manque compl tement d'hydroxylysine. La distribution al atoire des glycines forme la mol cule d' lastine FIGURE 6.13 Collag ne et fibres lastiques. Photomicrographie d'un m sent re tal color la r sorcine-fuchsine. Le m sent re est tr s mince et le microscope peut tre focalis sur toute l' paisseur du tissu. Les d licats brins ramifi s filiformes sont les fibres lastiques (E). Les fibres de collag ne (C) sont galement videntes. Ils sont beaucoup plus pais ; Bien qu'ils se croisent, ils ne se ramifient pas. 200. hydrophobe et permet un enroulement al atoire de ses fibres. Cela permet aux fibres lastiques de glisser les unes sur les autres ou d' tre tir es puis de reculer jusqu' leur tat d'origine. L' lastine contient galement de la desmosine et de l'isodesmosine, deux grands acides amin s uniques l' lastine, qui sont responsables de la liaison covalente des mol cules d' lastine l'une l'autre. Ces liaisons covalentes lient quatre mol cules d' lastine en desmosine ou en isodesmosine (Fig. 6.14). L' lastine forme des fibres d' paisseurs variables, ou couches lamellaires (comme dans les art res lastiques). L' lastine est cod e par l'un des plus grands g nes du g nome humain. Le g ne de l' lastine est constitu de 28 kilobases, mais moins de 10 % des kilobases portent la s quence qui code pour l' lastine. La fibrilline-1 (350 kilodaltons) est une glycoprot ine qui forme de fines microfibrilles de 10 12 nm de diam tre. Au cours des premiers stades de l' lastogen se, les microfibrilles de fibrilline-1 sont utilis es comme substrats pour l'assemblage des fibres lastiques. Les microfibrilles se forment en premier ; La mati re lastine se d pose ensuite la surface des microfibrilles. Les micro- clats de fbrilline associ s l' lastine jouent un r le majeur dans l'organisation de l' lastine en fibres. L'absence de fibrilline FIGURE 6.14 Sch ma des mol cules d' lastine et de leur interaction. un. Les mol cules d' lastine sont r |
Histologie de Ross | eli es par une liaison covalente entre la desmosine et l'isodesmosine (violet) pour former un r seau r ticul . L'encart montre l' largissement de la mol cule d' lastine dans sa conformation individuelle et enroul e al atoirement avec la liaison covalente form e par la desmosine. b. L'effet de des tirements sont montr s. Lorsque la force est retir e, le r seau revient l' tat d tendu comme dans le panneau a. (Modifi avec la permission d'Alberts B, et al. Essential Cell Biology, p. 153. Droits d'auteur 1997. Routledge, Inc., qui fait partie du groupe Taylor & Francis.) Les microfibrilles au cours de l' lastogen se entra nent la formation de feuillets ou de lamelles d' lastine, comme on le trouve dans les vaisseaux sanguins. L'expression anormale du g ne fbrilline (FBN1) est li e au syndrome de Marfan, une maladie complexe du tissu conjonctif autosomique dominante. L'immunofluorescence d'un chantillon de biopsie cutan e d'une personne atteinte de ce syndrome montre une absence de microfibrilles associ es l' lastine. L'une des cons quences de la maladie est un tissu lastique anormal. Avec le TEM et le MEB, l' lastine appara t comme une structure amorphe de faible densit lectronique. En revanche, les microfibrilles de fibrilline sont denses en lectrons et sont facilement apparentes m me dans la matrice d' lastine (Fig. 6.15). Dans les fibres matures, les microfibrilles de fibrilline sont situ es l'int rieur de la fibre lastique et sa p riph rie. La pr sence de microfibrilles dans la fibre est associ e au processus de croissance ; Ainsi, au fur et mesure que la fibre se forme et s' paissit, les microfibrilles sont pi g es dans l' lastine nouvellement d pos e. DOSSIER 6.2 Corr lation clinique : exposition au soleil et changements mol culaires dans la peau photovieillie Le vieillissement chronologique de la peau est un processus complexe qui est associ des changements fonctionnels et structurels dans l' pith lium squameux stratifi ( piderme) ainsi que dans le tissu conjonctif sous-jacent du derme. Lorsque ces changements sont intensifi s par une exposition prolong e au rayonnement solaire ou ultraviolet (UV), le processus est appel photovieillissement. L'exposition chronique au soleil vieillit la peau un rythme acc l r , en particulier dans les zones expos es du corps telles que le visage, le cou, la surface dorsale des mains et les avant-bras. Les signes cliniques associ s au photovieillissement comprennent la dyspigmentation, les taches de rousseur, les rides profondes, une laxit accrue et un risque accru de cancers cutan s. Les modifications les plus importantes du derme de la peau pho-toag e sont associ es aux fibres du tissu conjonctif. Une diminution de la production de fibres de collag ne de type I et de type III est observ e dans les peaux normales ; Cependant, ces changements sont plus prononc s dans les r gions expos es au soleil. L'exposition au soleil affecte la biogen se du collag ne en modifiant la r ticulation qui se produit entre les mol cules de collag ne au cours de la fibrillogen se (page 168). Ces alt rations entra nent la formation de fibres de collag ne avec une stabilit anormale et une diminution de la r sistance la d gradation enzymatique. Le nombre total de fibres lastiques diminue galement avec l' ge ; Cependant, dans les peaux photovieillies, le nombre de fibres lastiques anormalement paisses et non fonctionnelles augmente. Des tudes r centes sur les microfibres de fbrilline de la peau photovieillie r v lent que le r seau microfibrillaire est affect par le rayonnement solaire. Une exposition excessive au soleil provoque des modifications importantes des microfibrilles de fibrilline. Ils sont devenus clairsem s et tronqu s, conduisant la formation de fibres lastiques aberrantes non fonctionnelles ECM qui finissent par d g n rer en masses homog nes et amorphes contenant de l' lastine. Le photovieillissement est galement caract ris par une d gradation anormale de la matrice du tissu conjonctif associ e l'accumulation de composants non fonctionnels de la matrice. Les fibroblastes et les neutrophiles r sidant dans les zones de la peau endommag es par les radiations s cr tent des m talloprot inases matricielles (MMP-1 et -9), des lastases et d'autres prot ases (cathepsine G). Ces enzymes sont modul es par des inhibiteurs tissulaires des m tallopro-t inases (TIMP) qui prot gent les prot ines extracellulaires de la d gradation endog ne. Dans les peaux photovieillies, les niveaux de TIMP sont consid rablement r duits, ce qui contribue davantage aux photodommages de la peau. La meilleure strat gie pour pr venir les photodommages caus s par le rayonnement solaire et UV est l'utilisation d' crans solaires physiques et chimiques pour emp cher la p n tration des UV dans la peau. D'autres m thodes sont galement utilis es pour traiter la peau endommag e. Il s'agit notamment de r duire les r actions inflammatoires cutan es avec des m dicaments anti-inflammato |
Histologie de Ross | ires, d'inhiber les activit s de l' lastase et d'autres MMP pour pr venir la d gradation de la MEC, et de stimuler les activit s naturelles ou synth tiques des inhibiteurs des MMP pour contr ler la destruction de la MEC du tissu conjonctif. Le mat riau lastique est une substance extracellulaire majeure dans les ligaments vert braux, le larynx et les art res lastiques. Dans les ligaments lastiques, le mat riau lastique est constitu de fibres paisses entrecoup es de fibres de collag ne. Des exemples de ce mat riau se trouvent dans le ligamenta flava de la colonne vert brale et le ligamentum nuchae du cou. Des fibres plus fines sont pr sentes dans les ligaments lastiques des cordes vocales du larynx. Dans les art res lastiques, le mat riau lastique se pr sente sous la forme de lamelles fen tr es, de feuilles d' lastine avec des trous ou des ouvertures. Les lamelles sont dispos es en couches concentriques entre des couches de cellules musculaires lisses. Comme les fibres de collag ne dans la tunique moyenne des parois des vaisseaux sanguins, le mat riau lastique des art res est produit par les cellules musculaires lisses, et non par les fibroblastes. Contrairement aux fibres lastiques, les microfibrilles ne se trouvent pas dans les lamelles. Seul le composant amorphe de l' lastine est visible en micrographie lectronique. L' lastine est synth tis e par les fibroblastes et les cellules musculaires lisses vasculaires. Comme indiqu , les fibres lastiques sont produites par les fibroblastes ou les cellules musculaires lisses l'int rieur des parois des vaisseaux. La synth se de l' lastine est parall le la production de collag ne ; En fait, les deux processus peuvent se produire simultan ment dans une cellule. La modification et l'assemblage ordonn s du procollag ne et de la pro lastine, ainsi que la synth se d'autres composants du tissu conjonctif, sont contr l s par des s quences de signaux qui sont incorpor es au d but des cha nes polypeptidiques de chacune des mol cules. Les s quences de signaux peuvent tre compar es aux tiquettes des compagnies a riennes sur les bagages. Tout comme les tiquettes garantissent que les bagages se d placent correctement d'un avion un autre dans les a roports, les peptides de signal garantissent que les composants du procollag ne et de la pro lastine restent s par s et correctement identifi s lorsqu'ils traversent les organites de la cellule. Au cours de ce transit, une s rie d' v nements synth tiques et de modifications post-traductionnelles se produisent avant que les polypeptides n'arrivent finalement leur v ritable destination. La matrice extracellulaire (MEC) est un r seau structurel complexe et complexe qui entoure et soutient les cellules du tissu conjonctif. Comme mentionn pr c demment, il contient une vari t de fibres telles que le collag ne et les fibres lastiques qui sont form es partir de diff rents types de prot ines structurelles. De plus, l'ECM contient une vari t de prot oglycanes (par exemple, aggr cane, synd cane) ; glycoprot ines multiadh sives (telles que la fibronectine et la laminine) ; et les glycosaminoglycanes (par exemple, le sulfate de dermatane, le sulfate de k ratane, l'hyaluronane). Les trois derniers groupes de mol cules constituent la substance fondamentale. FIGURE 6.15 a. Micrographie lectronique d'un fber lastique. L' lastine (E) de la fibre a un aspect relativement amorphe. Les microfibrilles de fibrilline (fl ches) sont pr sentes la p riph rie et dans la substance de la fibre. Un certain nombre de fibrilles de collag ne (C) sont galement pr sentes dans cette micrographie lectronique. 40 000. b. Micrographie lectronique balayage d'un fber lastique. Cette micrographie lectronique balayage du tissu conjonctif irr gulier des tani res humaines du derme montre la structure de la fibre lastique (E) et illustre sa taille relative par rapport aux fibrilles de collag ne environnantes (C). Notons la pr sence de petites microfibrilles de fibrilline (fl ches) la surface de la fibre lastique 40 000. (Avec l'aimable autorisation de Douglas R. Keene) Toutes les mol cules pr sentes dans l'ECM partagent des domaines communs, et la fonction de l'ECM repose en grande partie sur les interactions entre ces mol cules. Chaque cellule du tissu conjonctif s cr te un rapport diff rent de mol cules ECM qui contribuent la formation de nombreux arrangements architecturaux diff rents ; par cons quent, l'ECM poss de des propri t s m caniques et biochimiques sp cifiques caract ristiques du tissu dans lequel elle est pr sente. Par exemple, les propri t s de l'ECM dans le tissu conjonctif l che sont diff rentes de celles de l'ECM dans le cartilage ou l'os. La matrice extracellulaire fournit non seulement un soutien m canique et structurel aux tissus, mais influence galement la communication extracellulaire. L'ECM fournit un soutien m canique et structurel ainsi qu'une r sistance la traction pour le tissu. Il fonctionne |
Histologie de Ross | galement comme une barri re biochimique et joue un r le dans la r gulation des fonctions m taboliques des cellules entour es par la matrice. L'ECM ancre les cellules dans les tissus par le biais de mol cules d'adh sion de cellule ECM et fournit des voies de migration cellulaire (par exemple, lors de la r paration des plaies). Des tudes r centes indiquent que l'ECM exerce un effet r gulateur sur le d veloppement embryonnaire et la diff renciation cellulaire. La matrice est capable de lier et de retenir les facteurs de croissance, qui leur tour modulent la croissance cellulaire. l'aide de mol cules d'adh sion cellulaire, l'ECM influence galement la transmission de l'information travers la membrane plasmique des cellules du tissu conjonctif. Ainsi, la vision actuelle des composants ECM (fibres et mol cules de substance broy e) est qu'ils forment un syst me dynamique et interactif qui informe les cellules des changements biochimiques et m caniques dans leur environnement extracellulaire. La substance fondamentale est la partie de la matrice extracellulaire qui occupe les espaces entre les cellules et les fibres ; il se compose de glycosaminoglycanes (GAG), de prot oglycanes et de glycoprot ines multiadh sives. La substance broy e est une substance visqueuse et claire avec un toucher glissant et une teneur lev e en eau. Au microscope optique, la substance broy e appara t amorphe dans des sections de tissus pr serv es par lyophilisation ou dans des coupes congel es color es avec des colorants basiques ou par la m thode PAS. Dans les pr parations H&E de routine, la substance broy e est toujours perdue en raison de son extraction lors de la fixation et de la d shydratation du tissu. Le r sultat est un arri re-plan vide ; Seules les cellules et les fibres sont videntes. Ainsi, dans la plupart des pr parations histologiques, l'apparence de la substance broy e ou son absence d'apparence d ment son importance fonctionnelle. La substance fondamentale se compose principalement de trois groupes de mol cules : les prot oglycanes, de tr s grandes macromol cules compos es d'une prot ine centrale ; les mol cules de glycosaminoglycanes (GAG), qui sont li es de mani re covalente aux prot oglycanes ; et des glycoprot ines multiadh sives. La taille et la structure des trois groupes de mol cules varient norm ment. Les GAG sont responsables des propri t s physiques de la substance broy e. Les GAG sont les composants h t ropolysaccharidiques les plus abondants de la substance fondamentale. Ces mol cules repr sentent des polysaccharides non ramifi s longue cha ne compos s d'unit s disaccharides r p titives. Les unit s disaccharides contiennent l'un ou l'autre des deux sucres modifi s la N-ac tylgalactosamine (GalNAc) ou la N-ac tylglucosamine (GlcNAc) et un acide uronique tel que le glucuronate ou l'iduronate. Les GAG ( l'exception de l'hyaluronane) sont synth tis s par les cellules du tissu conjonctif sous la forme d'une modification post-traductionnelle covalente de prot ines appel es prot oglycanes. Par exemple, l'h parine est form e par le clivage enzymatique du sulfate d'h parane ; Le sulfate de dermatane est modifi de la m me mani re que le sulfate de chondro tine. Les GAG sont tr s charg s n gativement en raison des groupes sulfate et carboxyle situ s sur de nombreux sucres, d'o leur propension se colorer avec des colorants basiques. La haute densit de la charge n gative (polyanions) attire galement l'eau, formant un gel hydrat . La composition g latineuse de la substance broy e permet une diffusion rapide des mol cules solubles dans l'eau. Dans le m me temps, la rigidit des GAG fournit un cadre structurel aux cellules. Les GAG sont situ s principalement dans la substance broy e ainsi qu' la surface des cellules de l'ECM. Sur la base des diff rences entre certains r sidus de sucre, de la nature de leurs liaisons et du degr de leur sulfatation, on reconna t l'existence d'une famille de sept GAG distincts. Ils sont num r s et partiellement caract ris s dans le tableau 6.3. L'hyaluronane est toujours pr sent dans la matrice extracellulaire sous la forme d'une cha ne glucidique libre. Le GAG hyaluronane (acide hyaluronique) m rite une mention sp ciale car il diff re des autres GAG plusieurs gards. Il s'agit d'une mol cule extr mement longue et rigide compos e d'une cha ne glucidique de milliers de sucres plut t que des centaines de sucres ou moins que l'on trouve dans d'autres GAG. Les polym res d'acide hyaluronique sont tr s gros (100 10 000 kilodaltons) et peuvent d placer un grand volume d'eau. Ils sont synth tis s par des enzymes la surface des cellules ; par cons quent, ils ne sont pas modifi s post-traductionnellement comme tous les autres GAG. L'hyaluronane est galement unique parmi les GAG en ce sens qu'il ne contient pas de sulfate. Chaque mol cule d'hyaluronane est toujours pr sente sous la forme d'une cha ne glucidique libre ; En d'autres termes, il n'est pas li de ma |
Histologie de Ross | ni re covalente aux prot ines, il ne forme donc pas de prot oglycanes. Cependant, au moyen de prot ines de liaison sp ciales, les prot oglycanes se lient indirectement l'hyaluronane, formant des macromol cules g antes appel es agr gats de prot oglycanes (Fig. 6.16). Ces mol cules sont abondantes dans la substance fondamentale du cartilage. La pression, ou turgescence, qui se produit dans ces agr gats prot oglycanes hydrophiles g ants explique la capacit du cartilage r sister la compression sans inhiber la flexibilit , ce qui en fait d'excellents amortisseurs. Une autre fonction importante de l'hyaluronane est d'immobiliser certaines mol cules l'endroit souhait de la MEC. Par exemple, l'ECM contient des sites de liaison pour plusieurs facteurs de croissance, tels que le TGF-. La liaison des facteurs de croissance aux prot oglycanes peut provoquer leur agr gation locale ou leur dispersion, ce qui inhibe ou am liore le mouvement des macromol cules, des micro-organismes ou des cellules canc reuses m tastatiques en migration dans l'environnement extracellulaire. De plus, les mol cules d'acide hyaluronique agissent comme des isolants efficaces, TABLEAU Glycosaminoglycanes6.3 Disaccharide mol culaire Nom Poids (kDa) Composition Fonction de localisation Hyaluronane 100 10 000 D-Acide glucuronique Liquide synovial, vitr Les grands polym res de l'humeur N-ac tylglucosamine, ECM de l'hyaluronane conjonctif peuvent d placer les tissus d'un grand volume d'eau. Ainsi, ce polym re est un excellent lubrifiant et amortisseur : la chondro tine 25, l'acide D-glucuronique, le 4-sulfate, la N-ac tylgalactosamine, les sulfates de chondro tine et le 4-sulfate d'hyaluronane sont des composants fondamentaux de l'agr gat pr sent dans le cartilage articulaire. L'agr gat conf re au cartilage articulaire des propri t s d'absorption de l'acide Chondro tine 25 D-Glucuronique 6-sulfate N-ac tylgalactosamine 6-sulfate Dermatan 35 Acide L-Iduronique Peau, vaisseaux sanguins, Dermatan sulfate prot oglyc mie N-ac tylgalactosamine les valves cardiaques peuvent ont t impliqu s 4-sulfate dans les maladies cardiovasculaires, la tumorigen se, l'infection, la r paration des plaies, la fibrose, et en tant que modulateur dans le comportement cellulaire K ratan 10 Galactose ou galactose Os, cartilage, corn e Sulfate de k ratan Sulfate de prot oglycanes 6-sulfate N-ac tylgluco-fonction dans la reconnaissance cellulaire samine 6-sulfate de ligands prot iques, guidage axonal, motilit cellulaire, transparence corn enne et implantation embryonnaire H parane 15 Acide glucuronique Lame basale, normale Facilite les interactions avec le sulfate ou l'acide L-iduronique composant du facteur de croissance fibroblastique cellulaire 2-sulfate N-sulfamyl-surface (FGF) et son r cepteur glucosamine ou N-ac tyl-glucosamine H parine 40 Acide glucuronique Limit aux granules de Fonctionne comme un anticoagulant, ou les mastocytes de l'acide L-iduronique et facilite les interactions avec le 2-sulfate N-sulfamyl-basophiles FGF et son r cepteur glucosamine ou N-ac tylglucosamine 6-sulfate Cartilage, os, valves cardiaques kDa, kilodaltons. Parce que d'autres macromol cules ont du mal se diffuser travers le r seau dense d'hyaluronanes. Gr ce cette propri t , l'hyaluronane (et d'autres polysaccharides) r gule la distribution et le transport des prot ines plasmatiques dans le tissu conjonctif. Les prot oglycanes sont compos s de GAG attach s de mani re covalente aux prot ines centrales. La majorit des GAG dans le tissu conjonctif sont li s aux prot ines centrales, formant des prot oglycanes. Les GAG s' tendent perpendiculairement au noyau dans une structure en forme de brosse. La liaison des GAG au noyau prot ique implique un trisaccharide sp cifique compos de deux r sidus de galactose et d'un r sidu xylulose. Le liant trisaccharidique est coupl par une liaison O-glycosidique au noyau prot ique riche en r sidus de s rine et de thr onine, permettant de multiples attaches GAG. Les prot oglycanes sont remarquables par leur diversit (Fig. 6.17). Le nombre de GAG attach s au noyau prot ique varie de 1 (c'est- -dire la d corine) plus de 200 (c'est- -dire l'aggr cane). Une prot ine de base peut avoir des GAG identiques (comme dans le FIGURE 6.16 Structure du prot oglycane. Ce sch ma montre, droite, un monom re prot oglycane et sa relation avec la mol cule d'hyaluronane telle qu'elle est repr sent e dans la substance fondamentale du cartilage. Le monom re prot oglycane est compos d'une prot ine centrale laquelle les GAG sont li s de mani re covalente. Le monom re prot oglycane est constitu de diff rents nombres de GAG li s la prot ine centrale. L'extr mit de la prot ine centrale du monom re du prot oglycane interagit avec une prot ine de liaison, qui attache le monom re l'acide hyaluronique en formant l'agr gat du prot oglycane. gauche, des mol cules d'hyaluronane formant des agr gats lin aires, chacune avec de nombreux monom res prot ogl |
Histologie de Ross | ycanes, sont entrelac es avec un r seau de fibrilles de collag ne. cas du fibroglycane ou du versican) ou diff rentes mol cules de GAG (comme dans le cas de l'aggrecan ou du syndecan). Les prot oglycanes se trouvent dans la substance fondamentale de tous les tissus conjonctifs et galement sous forme de mol cules li es la membrane la surface de nombreux types de cellules. Les prot oglycanes transmembranaires tels que le syndecan lient les cellules aux mol cules de MEC (Fig. 6.17). Par exemple, le synd can est exprim deux fois diff rentes la surface des lymphocytes B. Les mol cules synd canes sont d'abord exprim es au cours du d veloppement pr coce lorsque les lymphocytes sont attach s la prot ine matricielle de la moelle osseuse lors de leur diff renciation. La perte d'expression de ce prot oglycane co ncide avec la lib ration du lymphocyte B dans la circulation. La deuxi me fois que le lymphocyte B exprime le synd can, c'est lors de sa diff renciation en plasmocyte au sein du tissu conjonctif. Syndecan ancre la cellule plasmique aux prot ines ECM du tissu conjonctif. L'aggr can est un autre prot oglycane extracellulaire important. Ses mol cules sont li es de mani re non covalente la longue mol cule d'hyaluronane (comme des poils la colonne vert brale d'un goupillon) ; Cette liaison est facilit e par la liaison des prot ines. chaque prot ine de noyau d'agr gat, de multiples cha nes de sulfate de chondro tine et de sulfate de k ratan sont attach es de mani re covalente par l'interm diaire de l'agent de liaison trisaccharide. Les prot oglycanes les plus courants sont r sum s dans le tableau 6.4. Les glycoprot ines multiadh sives jouent un r le important dans la stabilisation de l'ECM et sa liaison la surface des cellules. Les glycoprot ines multiadh sives repr sentent un groupe petit mais important de prot ines r sidant dans l'ECM. Ce sont des mol cules multidomaines et multifonctionnelles qui jouent un r le important dans la stabilisation de l'ECM et sa liaison la surface cellulaire. Ils poss dent des sites de liaison pour une vari t de prot ines ECM telles que les collag nes, les prot oglycanes et les GAG ; ils interagissent galement avec les r cepteurs de surface cellulaire tels que les r cepteurs de l'int grine et de la laminine (Fig. 6.18). Les glycoprot ines multiadh sives r gulent et modulent les fonctions de l'ECM li es au mouvement cellulaire et la cellule migration ainsi que stimuler la prolif ration et la diff renciation cellulaires. Parmi les glycoprot ines multiadh sives les mieux caract ris es, on peut citer les suivantes : La fibronectine (250 280 kilodaltons) est la glycoprot ine la plus abondante dans le tissu conjonctif. Les fibronectines sont FIGURE 6.17 Monom res prot oglycanes communs de la matrice du tissu conjonctif. Notez la diversit des mol cules de prot oglycanes ; le nombre de GAG attach s au noyau de la prot ine varie de un chez la d corine plus de 200 chez l'aggrecan. Notez galement que versican a des mol cules GAG identiques (sulfate de chondro tine) attach es la mol cule centrale tandis qu'aggrecan a un m lange de sulfate de chondro tine et de sulfate de k ratan attach la prot ine centrale. Syndecan est un prot oglycane transmembranaire qui relie la membrane cellulaire la matrice extracellulaire. par des liaisons disulfure une extr mit carboxy pour former des bras de 50 NM de long (voir Fig. 6.18). Chaque mol cule contient plusieurs domaines de liaison qui interagissent avec diff rentes mol cules de MEC (par exemple, le sulfate d'h parane, le collag ne de types I, II et III, la fibrine, l'hyaluronane et la fibronectine) et l'int grine, un r cepteur de surface cellulaire. La liaison un r cepteur de surface cellulaire active la fibronectine, qui s'assemble ensuite en fibrilles. La fibronectine joue un r le important dans l'attachement des cellules l'ECM. Au moins 20 mol cules diff rentes de fibronectine ont t identifi es ce jour. La laminine (140 400 kilodaltons) est pr sente dans les lames basales et externes. Il poss de des sites de liaison pour les mol cules de collag ne de type IV, le sulfate d'h parane, l'h parine, l'entactine, la laminine et le r cepteur de la laminine la surface des cellules. Le processus d'assemblage de la lame basale et le r le de la laminine dans ce processus sont d crits au chapitre 5 (voir page 138). La t nascine (280 kilodaltons/monom re) appara t au cours de l'embryogen se, mais sa synth se est d sactiv e dans les tissus matures. Il r appara t lors de la cicatrisation des plaies et se trouve galement dans les jonctions musculo-tendineuses et les tumeurs malignes. La t nascine est une mol cule dim re li e au disulfure qui se compose de six cha nes jointes leur extr mit amino-terminale (voir Fig. 6.18). Il a des sites de liaison pour le fibrinog ne, l'h parine et les facteurs de croissance de type EGF ; ainsi, il participe l'attachement de la cellule l'ECM. L'ost opontine (44 kilod |
Histologie de Ross | altons) est pr sente dans l'ECM de l'os. Il se lie aux ost oclastes et les attache la surface osseuse sous-jacente. L'ost opontine joue un r le important dans la s questration du calcium et la promotion de la calcification de l'ECM. Les glycoprot ines multiadh sives importantes pr sentes dans la MEC du tissu conjonctif sont r sum es dans le tableau 6.5. Les cellules du tissu conjonctif peuvent tre r sidentes ou errantes. Les cellules qui composent la population cellulaire r sidente sont relativement stables ; Ils pr sentent g n ralement peu de mouvement et peuvent tre consid r s comme des r sidents permanents du tissu. Ces cellules r sidentes comprennent les fbroblastes et un type de cellule troitement apparent , le broblaste myof, les macrophages, les adipocytes, les mastocytes et les cellules souches adultes. La population cellulaire errante ou population cellulaire transitoire se compose principalement de cellules qui ont migr dans le tissu partir du sang en r ponse des stimuli sp cifiques. Il s'agit notamment des lymphocytes, des plasmocytes, des neutrophiles, des osinophiles, des basophiles et des monocytes. Le fibroblaste est la principale cellule du tissu conjonctif. Les fibroblastes sont responsables de la synth se du collag ne, des fibres lastiques et r ticulaires et des glucides complexes de la substance broy e. La recherche sugg re qu'une seule fibroblaste est capable de produire tous les composants de l'ECM. Les fibroblastes r sident proximit des fibres de collag ne. Cependant, dans les pr parations de routine pour l'H&E, seul le noyau est souvent visible. Il se pr sente sous la forme d'une structure allong e ou en forme de disque, parfois avec un nucl ole vident. Les processus minces, p les et aplatis qui forment la majeure partie du cytoplasme ne sont g n ralement pas visibles, en grande partie parce qu'ils se m langent avec les fibres de collag ne. Dans certains chantillons sp cialement pr par s, il est possible de distinguer le cytoplasme de la cellule des composants fibreux (Fig. 6.19a). Lorsque le mat riel ECM est produit pendant la croissance active ou lors de la r paration d'une plaie (dans les fbroblastes activ s), le cytoplasme du fibroblaste est plus tendu et peut pr senter une basophilie en raison d'une augmentation des quantit s de rER associ e la synth se des prot ines (Fig. 6.19b). Lorsqu'il est examin avec le TEM, le cytoplasme des fibroblastes pr sente des profils de rER et un appareil de Golgi pro minent (Fig. 6.20). TABLEAU Prot oglycanes 6,4 kDa, kilodaltons. Mol culaire Nom mol culaire Poids (kDa) Composition Fonction de localisation Aggrecan 250 Mol cule lin aire ; se lie via un cartilage, responsable de l'hydratation de la prot ine de liaison l'hyaluronane ; Chondrocytes matrice extracellulaire de contient 100 150 mol cules cartilage de sulfate de k ratan et cha nes de sulfate de chondro tine Decorine 38 Petite prot ine qui contient du tissu conjonctif, Fonctionne dans le collag ne un seul fibroblastes de sulfate de chondro tine, cartilage, fibrillogen se ; En attachant la cha ne de sulfate de dermatane et l'os aux mol cules de collag ne voisines, aide orienter les fibres. R gule l' paisseur de la fibrille et interagit avec le facteur de croissance transformant (TGF-) Versican 260 Associ une prot ine de lien ; Fibroblastes, peau, Poss de des domaines de type EGF contient le muscle principal et 12 15 muscles lisses, sur la prot ine de base ; cha nes de chondro tine sulfate cerveau et m sangial participe de cellule cellule et attach aux cellules prot iques centrales des interactions entre les cellules r nales et la matrice extracellulaire ; se lie la fibuline-1 Syndecan 33 Famille d'au moins quatre pith liums embryonnaires diff rents, Le domaine extracellulaire forme les cellules m senchymateuses transmembranaires, se lie aux collag nes, l'h parine, aux prot oglycanes, contenant la t nascine lymphatique en d veloppement et la fibronectine, des quantit s variables des deux cellules tissulaires, le domaine intracellulaire se lie au sulfate d'h parane et aux lymphocytes, et au cytosquelette via les mol cules de sulfate de chondro tine les cellules plasmatiques Le myofibroblaste pr sente les propri t s des fibrmyosinoblastes et des cellules musculaires lisses. Le myofbroblaste est une cellule de tissu conjonctif allong e et gr le qui n'est pas facilement identifiable dans les pr parations H&E de routine. Elle se caract rise par la pr sence de faisceaux de filaments d'actine avec des prot ines motrices d'actine associ es telles que la myosine non musculaire (page 61). L'expression de l'actine du muscle lisse (-SMA ; isoforme d'actine pr sente dans les muscles lisses vasculaires) dans les myofibroblastes est r gul e par le TGF-1. Les faisceaux d'actine traversent le cytoplasme cellulaire et se terminent aux sites oppos s de la membrane plasmique. Le site de fixation des fibres d'actine la membrane plasmique sert galement de j |
Histologie de Ross | onction d'ancrage entre la cellule et l'ECM et est appel fbronexus. Elle ressemble l'adh sion focale trouv e dans les cellules pith liales (page 144). Cet arrangement est la base d'un syst me de m canotransduction dans lequel la force g n r e par la contraction des faisceaux d'actine intracellulaires est transmise l'ECM. Avec le MET, le myofibroblaste pr sente les caract ristiques typiques du fibroblaste ainsi que les caract ristiques des cellules musculaires lisses. En plus des profils rER et Golgi, le myofibroblaste contient des faisceaux de filaments d'actine dispos s longitudinalement et des corps denses similaires ceux observ s dans les cellules musculaires lisses (Fig. 6.21). Comme dans la cellule musculaire lisse, le noyau pr sente souvent un profil de surface ondul , un ph nom ne associ la contraction cellulaire. Le myofibroblaste diff re de la cellule musculaire lisse en ce qu'il n'a pas de lame basale environnante (les cellules musculaires lisses sont entour es d'une lame basale ou externe). De plus, il existe g n ralement sous la forme d'une cellule isol e, bien que ses processus puissent entrer en contact avec les processus d'autres myofibroblastes. Ces points de contact pr sentent des jonctions lacunaires, indiquant une communication intercellulaire. FIGURE 6.18 Glycoprot ines multiadh sives courantes. Ces prot ines r sident dans la matrice extracellulaire et jouent un r le important dans la stabilisation de la matrice et sa liaison la surface cellulaire. Ce sont des mol cules multifonctionnelles de diff rentes formes et poss dent plusieurs sites de liaison pour une vari t de prot ines de la matrice extracellulaire telles que les collag nes, les prot oglycanes et les GAG. Notez que les prot ines multiadh sives interagissent avec les r cepteurs membranaires basaux tels que les r cepteurs de l'int grine et de la laminine. TABLEAU Glycoprot ines multiadh sives6.5 CAM, mol cule d'adh sion cellulaire ; ECM, matrice extracellulaire ; EGF, facteur de croissance pith liale ; kDa, kilodaltons. Nom mol culaire Poids (kDa) Composition mol culaire Fonction de localisation Fibronectine 250 280 Mol cule dim re form e Pr sente dans l'ECM de Responsable de l'adh sion cellulaire de deux peptides similaires de nombreux tissus et m die la migration ; poss de des sites de liaison li s par une liaison disulfure pour les int grines, le collag ne de type IV, l'h parine et la fibrine Laminine 140 400 Mol cule en forme de croix Pr sente dans les lames basales Ancre les surfaces cellulaires la basale form e de trois de toutes les cellules pith liales et de la lame. Il poss de des polypeptides de liaison (cha ne et lames externes des sites musculaires pour le collag ne de type IV, deux cha nes d'h parane), des adipocytes et des r cepteurs de sulfate, d'h parine, d'entactine, de laminine, de cellules de Schwann et d'int grine la surface cellulaire Tenascin 1 680 Prot ine g ante form e M senchyme embryonnaire, Module les attaches cellulaires partir de six cha nes connect es p richondre, p rio-ECM ; poss de des sites de liaison pour par des liaisons disulfures steum, musculotendi-fibronectine, h parine, jonctions no s de type EGF, plaies, facteurs de croissance, int grines et tumeurs CAMs Osteopontin 44 L'os glycosyl cha ne unique se lie aux ost oclastes ; poss de des sites de liaison polypeptidiques pour le calcium, l'hydroxyapatite et le r cepteur de l'int grine sur la membrane ost oclaste Entactine/ 150 Lame basale cha ne unique sp cifique de la laminine Links et du collag ne de type IV ; La prot ine glycoprot ique sulfat e de Nidogen a des sites de liaison pour le perlecan et la fibronectine FIGURE 6.19 Fibroblastes dans le tissu conjonctif. un. La photomicrographie d'un chantillon de tissu conjonctif dans une pr paration de routine color e H&E et contenue dans de la paraffine montre des noyaux de fibroblastes (F). 600. b. Au cours du processus de r paration d'une plaie, les fibroblastes activ s (F) pr sentent un cytoplasme plus basophile, ce qui est facilement observ au microscope optique. 500. Les macrophages sont des cellules phagocytotiques d riv es des monocytes. Les macrophages du tissu conjonctif, galement connus sous le nom d'histiocytes tissulaires, sont d riv s de cellules sanguines appel es monocytes. Les monocytes migrent de la circulation sanguine vers le tissu conjonctif, o ils se diff rencient en macrophages. Au microscope optique et avec des colorants conventionnels, les macrophages tissulaires sont difficiles identifier moins qu'ils ne pr sentent des signes vidents d'activit phagocytotique, par exemple, du mat riel ing r visible dans leur cytoplasme. Une autre caract ristique qui aide identifier les macrophages est un noyau chancr ou en forme de rein (Fig. 6.22a). Les lysosomes sont abondants dans le cytoplasme et peuvent tre r v l s par coloration de l'activit de la phosphatase acide ( la fois au microscope optique et avec le TEM) ; Une r actio |
Histologie de Ross | n positive est une aide suppl mentaire dans l'identification du macrophage. Avec le TEM, la surface du macrophage pr sente de nombreux plis et projections en forme de doigts (Fig. 6.22b). Les plis superficiels engloutissent les substances phagocyter. FIGURE 6.20 Micrographie lectronique de fbroblastes. Les processus de plusieurs fibroblastes sont repr sent s. Le noyau d'un fibroblaste se trouve dans le coin sup rieur droit de la micrographie. Le cytoplasme contient des profils vidents de rER. Les citernes du r ticulum sont distendues, indiquant une synth se active. Les membranes de l'appareil de Golgi (G) sont visibles proximit de la rER. Autour des cellules se trouvent des fibrilles de collag ne (CF), qui ont presque toutes t coup es en coupe transversale et apparaissent donc comme de petits points ce grossissement. 11,000. Le macrophage contient un grand appareil de Golgi, des mitochondries, des v sicules s cr toires et des lysosomes. Les lysosomes du macrophage, ainsi que les projections cytoplasmiques de surface, sont les structures les plus indicatives de la capacit phagocytotique sp cialis e de la cellule. Le FIGURE 6.21 Micrographie lectronique d'un myofbroblaste. La cellule pr sente certaines caract ristiques d'un fibroblaste, telles que des zones avec une quantit mod r e de rER. Comparer avec la Figure 6.20. D'autres zones, cependant, contiennent des agr gats de filaments minces et de densit s cytoplasmiques (fl ches), caract ristiques caract ristiques des cellules musculaires lisses. Les pointes de fl ches indiquent les profils longitudinaux des fibrilles de collag ne. 11,000. Les macrophages peuvent galement contenir des v sicules endocytotiques, des phagolysosomes et d'autres signes de phagocytose (c'est- -dire des corps r siduels). Les appareils rER, sER et Golgi soutiennent la synth se des prot ines impliqu es dans les fonctions phagocytotiques et digestives de la cellule, ainsi que dans ses fonctions s cr toires. Les produits s cr toires quittent la cellule par les voies exocytotiques constitutives et r gul es. La s cr tion r gul e peut tre activ e par la phagocytose, les complexes immuns, le compl ment et les signaux des lymphocytes (y compris la lib ration de lymphokines, des mol cules biologiquement actives qui influencent l'activit d'autres cellules). Les produits s cr toires lib r s par le macrophage comprennent une grande vari t de substances li es la r ponse immunitaire, l'anaphylaxie et l'inflammation. La lib ration de prot ases neutres et de GAGases (enzymes qui d composent les GAG) facilite la migration des macrophages travers le tissu conjonctif. Bien que la fonction principale du macrophage soit la phagocytose, soit en tant qu'activit de d fense (par exemple, la phagocytose des bact ries), soit en tant qu'op ration de nettoyage (par exemple, la phagocytose des d bris cellulaires), il joue galement un r le important dans les r actions de r ponse immunitaire. Les macrophages ont des prot ines sp cifiques leur surface, appel es mol cules du complexe majeur d'histocompatibilit II (MHC II), qui leur permettent d'interagir avec les lymphocytes T CD4 auxiliaires. Lorsque les macrophages engloutissent une cellule trang re, des antig nes (polypeptides courts, longs de 7 10 acides amin s, provenant de la cellule trang re) sont affich s la surface des mol cules du CMH II. Si un lymphocyte T CD4 reconna t l'antig ne affich , il s'active, d clenchant une r ponse immunitaire (voir Chapitre 14). Parce que les macrophages pr sentent l'antig ne aux lymphocytes T CD4 auxiliaires, ils sont appel s cellules pr sentatrices d'antig ne (APC). Lorsque les macrophages rencontrent de gros corps trangers, ils peuvent fusionner pour former une grande cellule avec jusqu' 100 noyaux qui engloutissent le corps tranger. Ces cellules multinucl es sont appel es cellules g antes corps tranger (cellules de Langhans). Les mastocytes se d veloppent dans la moelle osseuse et se diff rencient dans le tissu conjonctif. Les mastocytes sont de grandes cellules ovo des du tissu conjonctif (20 30 m de diam tre) avec un noyau sph rique et un cytoplasme rempli de gros granules intens ment basophiles. Ils ne sont pas facilement identifiables dans les coupes de tissus humains, moins que des fixateurs sp ciaux ne soient utilis s pour pr server les granules. Apr s la fixation du glutarald hyde, les granules de mastocytes peuvent tre affich s avec des colorants basiques tels que le bleu de toluidine. Il colore intens ment et m tachromatiquement les granules car ils contiennent de l'h parine, un prot oglycane hautement sulfat (Fig. 6.23a). Le cytoplasme pr sente de petites quantit s de rER, de mitochondries et d'un appareil de Golgi. La surface cellulaire contient de nombreuses microvillosit s et plis. Le mastocyte est apparent , mais non identique, au basophile, un globule blanc qui contient des granules similaires (tableau 6.6). Ils proviennent tous deux d'une cel |
Histologie de Ross | lule souche h mopo tique (CSH) pluripotentielle dans la moelle osseuse. Les mastocytes circulent initialement dans le sang p riph rique sous forme de cellules agranulaires d'aspect monocytaire. Apr s avoir migr dans le tissu conjonctif, les mastocytes immatures se diff rencient et produisent leurs granules caract ristiques (Fig. 6.23b). En revanche, les basophiles se diff rencient et restent dans le syst me circulatoire. La surface des mastocytes matures exprime un grand nombre de r cepteurs Fc de haute affinit (Fc RI) auxquels sont attach s des anticorps d'immunoglobuline E (IgE). La liaison d'un antig ne sp cifique des mol cules d'anticorps IgE expos es la surface des mastocytes conduit une agr gation des r cepteurs Fc. DOSSIER 6.3 Corr lations cliniques : r le des myofibroblastes dans la r paration des plaies et la cicatrisation des plaies. Une incision cutan e chirurgicale propre commence le processus de gu rison lorsqu'un caillot sanguin contenant de la fibrine et des cellules sanguines remplit l'espace troit entre les bords de l'incision. Le processus infamif, qui commence d s 24 heures apr s la blessure initiale, contient les dommages une petite zone, aide l' limination des tissus bless s et morts et initie le d p t de nouvelles prot ines ECM. Au cours des phases initiales de l'inflammation, les neutrophiles et les monocytes s'infiltrent dans la l sion (l'infiltration maximale par les neutrophiles se produit dans les 1 2 premiers jours apr s la blessure). Les monocytes se transforment en macrophages (ils remplacent g n ralement les neutrophiles au 3e jour apr s la blessure) (page 181). Dans le m me temps, en r ponse aux facteurs de croissance locaux, les fibroblastes et les cellules endoth liales vasculaires commencent prolif rer et migrer dans la d licate matrice de fibrine du caillot sanguin, formant le tissu de granulation, un type de tissu sp cialis caract ristique du processus de r paration. Habituellement, au 5e jour apr s la blessure, le tissu de granulation compl tement d velopp comble l'espace d'incision. Il est compos principalement d'un grand nombre de petits vaisseaux, de fibroblastes et de myofibroblastes, et d'un nombre variable d'autres cellules inflammatoires. Les fibroblastes migrateurs exercent des forces de traction sur la MEC, la r organisant selon des lignes de contrainte. Sous l'influence de facteurs de croissance tels que le TGF-1 et les forces m caniques, les fibroblastes subissent une diff renciation en myofbroblastes. Ce -SMA. Ce type d'actine n'est pas pr sent dans le cytoplasme des fibroblastes (Fig. 6.3.1). Les myofibroblastes g n rent et maintiennent une force contractile constante (similaire celle des cellules musculaires lisses) qui provoque le raccourcissement des fibres du tissu conjonctif et la fermeture de la plaie. Dans le m me temps, les myofibroblastes synth tisent et d posent des fibres de collag ne et d'autres composants ECM responsables du remodelage des tissus. Au cours de la deuxi me semaine de cicatrisation de la plaie, la quantit de cellules dans les tissus en cours de r paration diminue ; La plupart des myofibroblastes subissent une apoptose et disparaissent, ce qui entra ne une cicatrice conjonctive qui comporte tr s peu d' l ments cellulaires. Dans certaines conditions pathologiques, les myofibroblastes persistent et poursuivent le processus de remodelage. Ce remodelage continu provoque la formation de cicatrices hypertrophiques, entra nant une contracture excessive du tissu conjonctif. Un grand nombre de myofibroblastes se trouvent dans la plupart des maladies contractives du tissu conjonctif (fibromatoses). Par exemple, la fbromatose palmaire (maladie de Dupuytren) est caract ris e par l' paississement de l'apon vrose palmaire, ce qui entra ne une contracture progressive des quatri me et cinqui me doigts de la main (Fig. F 6.3.2) Si le tissu cicatriciel se d veloppe au-del des limites de la plaie d'origine et ne r gresse pas, on l'appelle ch lo de. Sa formation est plus fr quente chez les Afro-Am ricains que chez les autres groupes ethniques. FIGURE F6.3.1 Fibroblastes et myofbroblastes en culture. Cette image d'immunofluorescence montre des fibroblastes 3T3 de type sauvage cultiv s sur le r seau de collag ne. Sous l'effet de la stimulation de certains facteurs de croissance tels que le TGF-1, certains fibroblastes se diff rencient en myofibroblastes, exprimant -SMA, le marqueur de diff renciation des myofibroblastes. Les cellules ont t color es avec de la phallo dine marqu e la fluoresc ine pour visualiser les filaments d'actine F (vert), et la -SMA a t marqu e avec des anticorps primaires contre la -SMA et visualis e avec une anti-souris secondaire chez la ch vre anticorps conjugu s la FITC (rouge). La co-localisation de la -SMA avec l'actine F est indiqu e par une couleur jaune. Notez que certaines cellules ont termin leur diff renciation, et que d'autres en sont aux premiers stades. 1 000. (Avec l'aimable a |
Histologie de Ross | utorisation du Dr Boris Hinz.) FIGURE 6.22 Photomicrographie et micrographie lectronique d'un macrophage. un. Cette photomicrographie montre plusieurs macrophages (M) dans le tissu conjonctif de la zone de cicatrisation des plaies. Elles se distinguent des autres cellules par la pr sence d'un noyau chancr ou en forme de rein. Notez plusieurs neutrophiles matures (N) avec des noyaux segment s situ s dans le tissu conjonctif qui entourent les vaisseaux sanguins remplis de globules rouges et blancs au centre de l'image. 480. b. La caract ristique EM la plus distinctive du macrophage est sa population de v sicules endocytotiques, d'endosomes pr coces et tardifs, de lysosomes et de phagolysosomes. La surface de la cellule r v le un certain nombre de projections en forme de doigts, dont certaines peuvent tre des sections de plis de surface. 10,000. DOSSIER 6.4 Consid rations fonctionnelles : le syst me phagocytotique mononucl aire Les cellules incluses dans le syst me phagotique mononucl aire (MPS) sont d riv es des monocytes et d signent une population de cellules pr sentatrices d'antig nes impliqu es dans le traitement de substances trang res. Ces cellules sont capables de phagocyter avidement des colorants vitaux tels que le bleu trypan et l'encre de Chine, ce qui les rend visibles et faciles identifier au microscope optique. L'origine commune des cellules MPS partir de monocytes est la principale caract ristique distinctive du syst me tel qu'il est actuellement per u et constitue la base du nom du syst me. De plus, les cellules de la MPS pr sentent des r cepteurs pour les fragments du compl ment et Fc des im-munoglobulines. Les diff rentes cellules du MPS sont r pertori es dans le tableau suivant. La plupart des cellules du MPS se fixent dans des tissus sp cifiques et peuvent adopter une vari t d'apparences morphologiques au fur et mesure qu'elles se diff rencient. Les principales fonctions des cellules MPS sont la phagocytose, la s cr tion (lymphokines), le processus antig nique et la pr sentation de l'antig ne d'autres cellules du syst me immunitaire. Certaines cellules phagocytotiques fonctionnellement importantes ne sont pas d riv es des monocytes. Par exemple, les microglies sont de petites cellules toil es situ es principalement le long des capillaires du syst me nerveux central qui fonctionnent comme des cellules phagocytaires. On pense g n ralement qu'ils proviennent du m -sectoderme de la cr te neurale et non des monocytes ; n anmoins, ils sont inclus dans le MPS. De m me, il a t d montr que les fibroblastes de la gaine sous- pith liale de la lamina propria de l'intestin et de l'endom tre ut rin se diff rencient en cellules pr sentant des caract ristiques morphologiques, enzymatiques et fonctionnelles des macrophages du tissu conjonctif. Cellules du syst me phagocytotique mononucl aire Nom de la cellule Localisation de la cellule Macrophage (histiocyte) Tissu conjonctif Macrophage p risinuso dal (cellule de Kupffer) Foie Macrophage alv olaire Poumons Cellule pr sentatrice d'antig ne placentaire f tal (cellule de Hofbauer) Placenta Macrophage Rate, ganglions lymphatiques, moelle osseuse et thymus Macrophage pleural et p riton al Cavit s s reuses Ost oclaste Microglie osseuse Syst me nerveux central Cellule de Langerhans piderme Macrophage d riv des fibroblastes Lamina propria de l'intestin, endom tre de l'ut rus Cellules dendritiques Ganglions lymphatiques, rate Cela d clenche l'activation des mastocytes, ce qui entra ne une exocytose granulaire (d granulation) et la lib ration du contenu des granules dans l'ECM. Les mastocytes peuvent galement tre activ s par le m canisme IgEindependent lors de l'activation des prot ines du compl ment. Deux types de mastocytes humains ont t identifi s sur la base de leurs propri t s morphologiques et biochimiques. La plupart des mastocytes du tissu conjonctif de la peau et des sous-muqueuses intestinales et des ganglions lymphatiques mammaires et axillaires contiennent des granules cytoplasmiques avec une structure interne en forme de treillis. Ces cellules contiennent de la tryptase et de la chymase associ es aux granules et sont appel es mastocytes MCTC. En revanche, les mastocytes des poumons et de la muqueuse intestinale ont des granules avec une structure interne en forme de volute. Ces cellules ne produisent que de la tryptase et sont appel es mastocytes MCT. Des concentrations presque quivalentes de chaque type se trouvent dans la muqueuse nasale. Les mastocytes sont particuli rement nombreux dans les tissus conjonctifs de la peau et des muqueuses, mais ne sont pas pr sents dans le cerveau et la moelle pini re. Les mastocytes sont r partis principalement dans le tissu conjonctif de la peau (mastocytes MCTC) proximit des petits vaisseaux sanguins, des follicules pileux, des glandes s bac es et des glandes sudoripares. Les mastocytes sont galement pr sents dans les capsules des organes et le tissu conjonctif qui entoure le |
Histologie de Ross | s vaisseaux sanguins des organes internes. Une exception notable est le syst me nerveux central. Bien que les m ninges (feuillets de tissu conjonctif qui entourent le FIGURE 6.23 Le mastocyte. un. Photomicrographie d'un mastocyte color l'H&E. Les granules se tachent intens ment et, en raison de leur nombre, ont tendance appara tre comme une masse solide certains endroits. Le noyau de la cellule est repr sent par la zone de coloration p le. 1 250. b. Cette micrographie lectronique montre le cytoplasme d'un mastocyte qui est virtuellement rempli de granules. Notez un petit lymphocyte pr sent en haut gauche de la figure. 6,000. cerveau et moelle pini re) contiennent des mastocytes, le tissu conjonctif autour des petits vaisseaux sanguins du cerveau et de la moelle pini re est d pourvu de mastocytes. L'absence de mastocytes prot ge le cerveau et la moelle pini re des effets potentiellement perturbateurs de l' d me des r actions allergiques. Les mastocytes sont galement nombreux dans le thymus et, dans une moindre mesure, dans d'autres organes lymphatiques, mais ils ne sont pas pr sents dans la rate. La plupart des produits s cr toires des mastocytes (m diateurs de l'inflammation) sont stock s dans des granules et sont lib r s au moment de l'activation des mastocytes. substances chimiques connues sous le nom de m diateurs de l'infamissement. Les m diateurs produits par les mastocytes sont divis s en deux cat gories : les m diateurs pr form s qui sont stock s dans les m diateurs s cr toires (principalement des lipides et des cytokines) qui sont souvent absents des cellules au repos, bien qu'ils soient produits et s cr t s par les mastocytes activ s. Les m diateurs pr form s trouv s l'int rieur des granules de mastocytes sont les suivants : L'histamine est une amine biog ne qui augmente la perm abilit des petits vaisseaux sanguins, provoquant un d me dans les tissus environnants et une r action cutan e d montr e par une sensation de d mangeaison. De plus, il augmente la production de mucus dans l'arbre bronchique et provoque la contraction des muscles lisses dans les voies respiratoires pulmonaires. Les effets de l'histamine peuvent tre bloqu s par des agents antihistaminiques. Ces inhibiteurs comp titifs ont une structure chimique similaire et se lient aux r cepteurs de l'histamine sans d clencher les effets de l'histamine. L'h parine est un GAG sulfat qui est un anticoagulant. Son expression se limite essentiellement aux granules des mastocytes et des basophiles. Lorsque l'h parine s'unit l'antithrombine III et au facteur plaquettaire IV, elle peut bloquer de nombreux facteurs de coagulation. Sur la base de ses propri t s anticoagulantes, l'h parine est utile pour le traitement de la thrombose. Il interagit galement avec le FGF et son r cepteur pour induire la transduction du signal dans les cellules. Prot ases s rine (tryptase et chymase). La tryptase est concentr e de mani re s lective dans les granules s cr toires des mastocytes humains (mais pas des basophiles). Il est lib r par les mastocytes avec l'histamine et sert de marqueur de l'activation des mastocytes. La chymase joue un r le important dans la g n ration de l'angiotensine II en r ponse une l sion du tissu vasculaire. La chymase mastocytaire induit galement l'apoptose des cellules musculaires lisses vasculaires, en particulier dans la zone des l sions ath roscl rotiques. Le facteur chimiotactique osinophile (ECF) et le facteur chimiotactique neutrophile (NCF), qui attirent respectivement les osinophiles et les neutrophiles vers le site de l'inflammation. Les s cr tions d' osinophiles contrecarrent les effets de l'histamine et des leucotriens. Les m diateurs nouvellement synth tis s sont les suivants : Le leucotri ne C (LTC4) est lib r de la cellule mo t, puis cliv dans l'ECM, en donnant naissance deux leucotri nes actifs : D (LTD4) et E (LTE4). Ils repr sentent une famille de lipides modifi s conjugu s au glutathion (LTC4) ou la cyst ine (LTD4 et LTE4). Les leucotri nes sont lib r s par les mastocytes pendant l'anaphylaxie (voir le dossier 6.5 pour une description de l'anaphylaxie). Semblables l'histamine, les leucotri nes d clenchent une constriction prolong e des muscles lisses dans les voies respiratoires pulmonaires, provoquant un bronchospasme. Cette constriction, TABLEAU Comparaison des caract ristiques Caract ristiques des mastocytes et des basophiles 6.6 Caract ristiques Mastocytes Basophiles Origine Cellules souches h mopo tiques Cellules souches h mopo tiques Si ge de diff renciation Tissu conjonctif Moelle osseuse Divisions cellulaires Oui (occasionnellement) Non Cellules en circulation Non Oui Dur e de vie Semaines mois Jours Taille 20 30 m 7 10 m Forme du noyau Rond Segment (g n ralement bilobar) Granules Nombreux, grands, m tachromatiques Peu nombreux, petits, basophiles R cepteurs de surface de haute affinit Pr sents Pr sents pour les anticorps IgE (Fc RI) Marqueur de l'activit |
Histologie de Ross | cellulaire Tryptase Pas encore tabli cependant, ne peut pas tre invers par un traitement avec des agents antihistaminiques. Le facteur de n crose tumorale (TNF-) est une cytokine majeure produite par les mastocytes. Il augmente l'expression des mol cules d'adh sion dans les cellules endoth liales et a des effets antitumoraux. Plusieurs interleukines (IL-4, -3, -5, -6, -8 et -16), facteurs de croissance (GM-CSF) et prostaglandine D2 (PGD2) sont galement lib r s lors de l'activation des mastocytes. Ces m diateurs ne sont pas stock s dans des granules mais sont synth tis s par la cellule et lib r s imm diatement dans l'ECM. Les m diateurs lib r s lors de l'activation des mastocytes, la suite d'interactions avec des allerg nes, sont responsables d'une vari t de sympt mes et de signes caract ristiques des r actions allergiques. Les basophiles qui se d veloppent et se diff rencient dans la moelle osseuse partagent de nombreuses caract ristiques avec les mastocytes. Les basophiles sont des granulocytes qui circulent dans la circulation sanguine et repr sentent moins de 1 % des globules blancs p riph riques (leucocytes). Sur le plan du d veloppement, ils repr sentent une lign e distincte des mastocytes, bien qu'ils partagent une cellule pr curseur commune dans la moelle osseuse. Les basophiles se d veloppent et m rissent dans la moelle osseuse et sont lib r s dans la circulation sous forme de cellules matures. Ils ont galement de nombreuses autres caract ristiques communes avec les mastocytes, telles que des granules s cr toires basophiles, une capacit s cr ter des m diateurs similaires et une abondance de r cepteurs Fc de haute affinit pour les anticorps IgE sur leur membrane cellulaire. Ils participent aux r actions allergiques (voir dossier 6.5) et, avec les mastocytes, lib rent de l'histamine, de l'h parine, du sulfate d'h parane, de l'ECF, du NCF et d'autres m diateurs de l'inflammation. Contrairement aux mastocytes, les basophiles ne produisent pas de prostaglandine D2 (PGD2) et d'interleukine-5 (IL-5). Les basophiles et leurs caract ristiques sont discut s plus en d tail au chapitre 10. L'adipocyte est une cellule du tissu conjonctif sp cialis e dans le stockage des graisses neutres et la production d'une vari t d'hormones. Les adipocytes se diff rencient des cellules souches m senchymateuses et accumulent progressivement de la graisse dans leur cytoplasme. Ils sont situ s dans tout le tissu conjonctif l che sous forme de cellules individuelles et de groupes de cellules. Lorsqu'ils s'accumulent en grand nombre, on les appelle du tissu adipeux. Les adipocytes sont galement impliqu s dans la synth se d'une vari t d'hormones, de m diateurs inflammatoires et de facteurs de croissance. Ce tissu conjonctif sp cialis est abord au chapitre 9. Les niches de cellules souches adultes sont situ es dans divers tissus et organes. De nombreux tissus chez les individus matures contiennent des r servoirs de cellules de vapeur appel es cellules souches adultes. Par rapport aux cellules souches embryonnaires, les cellules souches adultes ne peuvent pas se diff rencier en plusieurs lign es. Ils ne sont g n ralement capables de se diff rencier qu'en cellules sp cifiques la lign e. Les cellules souches adultes se trouvent dans de nombreux tissus et organes, r sidant dans des sites sp cifiques appel s niches. Les niches de cellules souches r sidant dans les tissus et les organes ( l'exclusion de la moelle osseuse) sont appel es cellules souches tissulaires. Ils ont t identifi s dans le tractus gastro-intestinal, par exemple dans l'estomac (isthme de la glande gastrique), l'intestin gr le et le gros intestin (base de la glande intestinale) et de nombreuses autres zones. La moelle osseuse repr sente un r servoir unique de cellules souches. En plus de contenir des CSH (voir le chapitre 10), la moelle osseuse contient galement au moins deux autres populations de cellules souches : une population h t rog ne de cellules prog nitrices adultes multipotentes (MAPC) qui semblent avoir de vastes capacit s de d veloppement et DOSSIER 6.5 Corr lation clinique : le r le des mastocytes et des basophiles dans les r actions allergiques Lorsqu'un individu est expos un antig ne sp cifique (aller-gen) qui r agit avec des anticorps IgE li s la surface des mastocytes ou des basophiles via leurs r cepteurs haute affinit (Fc RI), il d clenche l'activation des mastocytes. Ce type d'activation d pendante des IgE d clenche une cascade d' v nements, entra nant des r actions allergiques. Ces r actions peuvent se manifester sous la forme d'hypersensibilit imm diate (g n ralement dans les secondes quelques minutes suivant l'exposition un all ne), de r actions de phase tardive ou d'inflammations allergiques chroniques. La r action d'hypersensibilit imm diate implique la lib ration d'histamine et d'autres m diateurs m di s par les IgE partir des mastocytes et des basophiles. Les sympt mes cliniques caus s par les |
Histologie de Ross | m diateurs ci-dessus varient en fonction du syst me organique touch . La lib ration de m diateurs dans les couches superficielles de la peau peut se manifester par un ryth me (rougeur), un gonflement et des d mangeaisons, ou des sensations de douleur. Les sympt mes du syst me respiratoire comprennent les ternuements, la rhinorrh e (nez qui coule), l'augmentation de la production de mucus, la toux, le bronchospasme (contraction des bronches) et l' d me pulmonaire. Les personnes pr sentant ces sympt mes se plaignent souvent d'une oppression thoracique, d'un essoufflement et d'une respiration sifflante. Le tractus gastro-intestinal peut galement tre affect par des sympt mes de naus es, de vomissements, de diarrh e et de crampes abdominales. Chez les individus tr s sensibles, l'antig ne inject par un insecte peut d clencher une d charge massive de mastocytes et de granules ba-sophiles qui affectent plus d'un syst me. Cette condition est connue sous le nom d'anaphylaxie. La dilatation et l'augmentation de la perm abilit des vaisseaux sanguins syst miques peuvent provoquer un choc anaphylactique. Cette r action souvent explosive et potentiellement mortelle se caract rise par une hypotension importante (diminution de la pression art rielle), une diminution du volume sanguin circulant (vaisseaux qui fuient) et une constriction des cellules musculaires lisses dans l'arbre bronchique. La personne a de la difficult respirer et peut pr senter une ruption cutan e, ainsi que des naus es et des vomissements. Les sympt mes du choc anaphylactique se d veloppent g n ralement en 1 3 minutes, et un traitement imm diat avec des vasoconstricateurs tels que l' pin phrine est n cessaire. L' valuation de l'activation des basophiles dans les r actions anaphylactiques syst miques est encore probl matique car un dosage d'un marqueur cellulaire sp cifique lib r par les basophiles (et non par d'autres cellules telles que les mastocytes) n'a pas encore t d velopp . Une fois que les signes ou sympt mes de la r action d'hypersensibilit imm diate ont t r solus, une personne affect e peut d velopper des r actions allergiques de phase tardive 6 24 heures plus tard. Les sympt mes de ces r actions peuvent inclure une rougeur, un gonflement persistant de la peau, une d charge nasale, des ternuements et de la toux, g n ralement accompagn s d'un nombre lev de globules blancs. Ces sympt mes durent g n ralement quelques heures puis disparaissent dans les 1 2 jours suivant l'exposition initiale l'allerg ne. Dans le syst me respiratoire, on pense que la r action de phase tardive est responsable du d veloppement de l'asthme persistant. Si l'exposition un allerg ne est persistante (par exemple par un patient propri taire d'un chien qui est allergique aux chiens), cela peut entra ner une infamie allergique chronique. Les tissus de ces individus accumulent une vari t de cellules immunitaires, telles que les osinophiles et les lymphocytes T qui causent plus de dommages aux tissus et prolongent l'inflammation. Cela peut entra ner des changements structurels et fonctionnels permanents dans les tissus affect s. cellules stromales de la moelle osseuse (BMSC) qui peuvent g n rer des chondrocytes, des ost oblastes, des adipocytes, des cellules musculaires et des cellules endoth liales. Les MAPCs sont des homologues adultes des cellules souches embryonnaires. Des niches de cellules souches adultes appel es cellules souches m senchymateuses se trouvent dans le tissu conjonctif l che de l'adulte. Ces cellules donnent naissance des cellules diff renci es qui fonctionnent dans la r paration et la formation de nouveaux tissus, comme dans la cicatrisation des plaies et dans le d veloppement de nouveaux vaisseaux sanguins (n ovascularisation). Les p ricytes vasculaires situ s autour des capillaires et des veinules sont des cellules souches m senchymateuses. Les p ricytes, galement appel s cellules adventices ou cellules p rivasculaires, se trouvent autour des capillaires et des veinules (Fig. 6.24). Plusieurs observations soutiennent l'interpr tation selon laquelle les p ricytes vasculaires sont en effet des cellules souches m senchymateuses. Des tudes exp rimentales montrent qu'en r ponse des stimuli externes, les p ricytes expriment une cohorte de prot ines similaires celles des cellules souches de la moelle osseuse. Les p ricytes sont entour s d'un mat riau de lame basale qui est continu avec la lame basale de l'endoth lium capillaire ; Ainsi, ils ne sont pas vraiment situ s dans le compartiment du tissu conjonctif. Le p ricyte est g n ralement enroul , au moins partiellement, autour du capillaire, et son noyau prend une forme similaire celle des cellules endoth liales (c'est- -dire aplati mais incurv pour s'adapter la forme tubulaire du vaisseau). Les tudes TEM d montrent que les p ricytes entourant les plus petites veinules ont des caract ristiques cytoplasmiques presque identiques celles des cellules endoth lial |
Histologie de Ross | es d'un m me vaisseau. Les p ricytes associ s des veinules plus grandes ont des caract ristiques de cellules musculaires lisses de la tunique m diane des petites veines. Dans les coupes fortuites coup es parall lement l'axe long des veinules, la partie distale et la partie proximale du m me p ricyte pr sentent respectivement des caract ristiques des cellules endoth liales et des cellules musculaires lisses. Ces tudes sugg rent que lors du d veloppement de nouveaux vaisseaux, les cellules pr sentant des caract ristiques de p ricytes peuvent se diff rencier en muscle lisse de la paroi vasculaire. Le r le des p ricytes en tant que cellules souches m senchymateuses a t confirm exp rimentalement dans des tudes dans lesquelles des p ricytes cultiv s partir de capillaires r tiniens ont pu se diff rencier en une vari t de cellules, y compris des ost oblastes, des adipocytes, des chondrocytes et des fibroblastes. FIGURE 6.24 Micrographie lectronique d'un petit vaisseau sanguin. Le noyau en haut gauche appartient la cellule endoth liale qui forme la paroi du vaisseau. droite se trouve une autre cellule, un p ricyte, qui est en relation intime avec l'endoth lium. Notez que la lame basale (BL) recouvrant la cellule endoth liale se divise (fl ches) pour entourer le p ricyte. 11,000. Les fibroblastes et les vaisseaux sanguins l'int rieur des plaies en cicatrisation se d veloppent partir de cellules souches m senchymateuses associ es l'adventice tunique des veinules. Des tudes autoradiographiques de la cicatrisation des plaies l'aide de paires d'animaux parabiotiques (circulation crois e) ont tabli que les cellules souches m senchymateuses situ es dans la tunique adventice des veinules et des petites veines sont la principale source de nouvelles cellules dans les plaies en cicatrisation. De plus, les fibroblastes, les p ricytes et les cellules endoth liales dans les parties du tissu conjonctif adjacentes la plaie se divisent et donnent naissance des cellules suppl mentaires qui forment de nouveaux tissus conjonctifs et vaisseaux sanguins. lymphocytes, plasmocytes et autres cellules du syst me immunitaire Les lymphocytes sont principalement impliqu s dans les r ponses immunitaires. Les lymphocytes du tissu conjonctif sont les plus petites cellules errantes du tissu conjonctif (voir Fig. 6.23b). Ils ont un mince bord de cytoplasme entourant un noyau h t rochromatique profond ment color . Souvent, le cytoplasme des lymphocytes du tissu conjonctif peut ne pas tre visible. Normalement, un petit nombre de lymphocytes se trouve dans le tissu conjonctif dans tout le corps. Cependant, leur nombre augmente consid rablement dans les sites d'infamissements tissulaires caus s par des agents pathog nes. Les lymphocytes sont plus nombreux dans la lamina propria des voies respiratoires et gastro-intestinales, o ils sont impliqu s dans l'immunosurveillance contre les agents pathog nes et les substances trang res qui p n trent dans le corps en traversant la muqueuse pith liale de ces syst mes. Les lymphocytes sont une population h t rog ne d'au moins trois grands types de cellules fonctionnelles : les lymphocytes T, les lymphocytes B et les cellules tueuses naturelles (NK). Au niveau mol culaire, les lymphocytes sont caract ris s par l'expression de mol cules sp cifiques sur la membrane plasmique appel es prot ines de groupe de diff renciation (CD). Les prot ines CD reconnaissent des ligands sp cifiques sur les cellules cibles. tant donn que certaines prot ines CD ne sont pr sentes que sur des types sp cifiques de lymphocytes, elles sont consid r es comme des prot ines marqueurs sp cifiques. Sur la base de ces marqueurs sp cifiques, les lymphocytes peuvent tre class s en trois types de cellules fonctionnelles. Les lymphocytes T sont caract ris s par la pr sence des prot ines marqueurs CD2, CD3, CD5 et CD7 et des r cepteurs des lymphocytes T (TCR). Ces cellules ont une longue dur e de vie et sont des effecteurs de l'immunit m diation cellulaire. Les lymphocytes B sont caract ris s par la pr sence de prot ines CD9, CD19 et CD20 et d'immunoglobulines IgM et IgD attach es. Ces cellules reconnaissent l'antig ne, ont une dur e de vie variable et sont des effecteurs de l'immunit (humorale) m di e par les anticorps. Les lymphocytes NK sont des lymphocytes non T et non B qui expriment les prot ines CD16, CD56 et CD94, que l'on ne trouve pas sur les autres lymphocytes. Ces cellules ne produisent pas d'immunoglobulines et n'expriment pas de TCR leur surface. Ainsi, les lymphocytes NK ne sont pas sp cifiques de l'antig ne. Cependant, d'action similaire celle des lymphocytes T, ils d truisent les cellules infect es par le virus et certaines cellules tumorales par un m canisme cytotoxique. En r ponse la pr sence d'antig nes, les lymphocytes s'activent et peuvent se diviser plusieurs fois, produisant des clones d'eux-m mes. De plus, les clones de lymphocytes B se transforment en plasmocytes |
Histologie de Ross | . Une description des lymphocytes B et T et de leurs fonctions au cours des r actions de r ponse immunitaire est pr sent e au chapitre 14. Les plasmocytes sont des cellules productrices d'anticorps d riv es des lymphocytes B. Les plasmocytes sont un constituant important du tissu conjonctif l che o les antig nes ont tendance p n trer dans le corps (par exemple, les voies gastro-intestinales et respiratoires). Ils sont galement un composant normal des glandes salivaires, des ganglions lymphatiques et du tissu h matopo tique. Une fois d riv de son pr curseur, le lymphocyte B, le plasmocyte n'a qu'une capacit migratoire limit e et une dur e de vie quelque peu courte de 10 30 jours. Le plasmocyte est une cellule ovo de relativement grande (20 m) avec une quantit consid rable de cytoplasme. Le cytoplasme pr sente une forte basophilie en raison d'un taux d'activit prolong (Fig. 6.25a). L'appareil de Golgi est g n ralement pro minent en raison de sa taille relativement grande et de l'absence de coloration. Il appara t dans les pr parations de microscope optique comme une zone claire contrairement au cytoplasme basophile. Le noyau est sph rique et g n ralement d cal ou positionn de mani re excentrique. Il est petit, pas beaucoup plus grand que le noyau du lymphocyte. Il pr sente de grands amas d'h t rochromatine p riph rique alternant avec des zones claires d'euchromatine. Cette disposition a traditionnellement t d crite comme ressemblant une roue de charrette ou un cadran d'horloge analogique, l'h t rochromatine ressemblant aux rayons de la roue ou aux chiffres d'une horloge (Fig. 6.25b). Le noyau h t rochromatique de la cellule plasmatique est quelque peu surprenant compte tenu de la fonction de la cellule dans la synth se de grandes quantit s de prot ines. Cependant, comme les cellules produisent de grandes quantit s d'un seul type de prot ine un anticorps sp cifique seul un petit segment du g nome est expos la transcription. Les osinophiles, les monocytes et les neutrophiles sont galement observ s dans le tissu conjonctif. la suite de r ponses immunitaires et de l sions tissulaires, certaines cellules migrent rapidement du sang pour p n trer dans le tissu conjonctif, en particulier les neutrophiles et les monocytes. Leur pr sence indique g n ralement une r action inflammatoire aigu . Dans ces r actions, les neutrophiles migrent dans le tissu conjonctif en nombre substantiel, suivis d'un grand nombre de monocytes. Comme indiqu , les monocytes se diff rencient ensuite en macrophages. Une description de ces cellules et de leurs r les se trouve au chapitre 10. L' osinophile, qui fonctionne dans les r actions allergiques et les infections parasitaires, est galement pr sent dans ce chapitre. Les osinophiles peuvent tre observ s dans le tissu conjonctif normal, en particulier la lamina propria de l'intestin, la suite de r ponses immunologiques chroniques qui se produisent dans ces tissus. FIGURE 6.25 La cellule plasmatique. un. Cette photomicrographie montre les caract ristiques typiques d'un plasmocyte telles qu'elles sont observ es lors d'une pr paration de routine pour l'H&E. Notez des amas d'h t rochromatine p riph rique alternant avec des zones claires d'euchromatine dans le noyau. Notez galement le cytoplasme de Golgi (fl ches) et basophile n gatif. 5 000. b. La micrographie lectronique montre qu'un rER tendu occupe la majeure partie du cytoplasme de la cellule plasmatique. L'appareil de Golgi (G) est galement relativement grand, ce qui refl te davantage l'activit s cr toire de la cellule. 15,000. Cette page a t laiss e vide intentionnellement. Le tissu conjonctif l che et dense repr sente l'un des nombreux types de tissu conjonctif. Les autres sont le cartilage, les os, le sang, le tissu adipeux et le tissu r ticulaire. Le tissu conjonctif l che est caract ris par une proportion relativement lev e de cellules au sein d'une matrice de fibres de collag ne minces et clairsem es. En revanche, le tissu conjonctif dense et irr gulier contient peu de cellules, dont la plupart sont des fibroblastes responsables de la formation et du maintien des fibres de collag ne abondantes qui forment la matrice de ce tissu. Les cellules qui sont g n ralement associ es au tissu conjonctif l che sont les fibroblastes, les cellules formant le collag ne, les cellules qui fonctionnent dans le syst me immunitaire et celles du syst me de d fense g n ral de l'organisme. Ainsi, dans le tissu conjonctif l che, il y a, des degr s divers, des lymphocytes, des macrophages, des osinophiles, des plasmocytes et des mastocytes. Tissu conjonctif irr gulier l che et dense, glande mammaire, humain, H&E, 175 ; inserts 350. Cette micrographie montre, faible grossissement, la fois un tissu conjonctif l che (LCT) et un tissu conjonctif dense et irr gulier (DICT) des fins de comparaison. Le tissu conjonctif l che entoure l' pith lium glandulaire (EG). Le tissu conjonctif dense ir192 r gul |
Histologie de Ross | ier se compose principalement d' pais faisceaux de fibres de collag ne avec peu de cellules pr sentes, tandis que le tissu conjonctif l che a une p nurie relative de fibres et un nombre consid rable de cellules. L'insert sup rieur est un grossissement plus lev du tissu conjonctif dense. Notez que seuls quelques noyaux cellulaires sont pr sents par rapport la plus grande tendue de fibres de collag ne. L'encart inf rieur, r v lant l' pith lium glandulaire et le tissu conjonctif l che environnant, montre tr s peu de fibres, mais un grand nombre de cellules. En r gle g n rale, le composant cellulaire du tissu conjonctif l che contient une proportion relativement faible de fibroblastes, mais un grand nombre de lymphocytes, de plasmocytes et d'autres types de cellules de tissu conjonctif. Tissu conjonctif l che, c lon, singe, Mallory, 250. Cette micrographie r v le un tissu conjonctif l che (LCT) extr mement cellulaire, galement appel lamina propria, qui est situ entre les glandes intestinales du c lon. Les cellules pith liales s cr tant du mucus cylindrique simple observ es ici repr sentent le tissu glandulaire. La coloration Mallory colore les noyaux cellulaires en rouge et le collag ne en bleu. Notez comment les cellules sont entour es d'un cadre de fibres de collag ne color es en bleu. Cette micrographie montre galement une bande de muscle lisse, la muqueuse musculaire (MM) du c lon et en dessous, visible en partie, se trouve un tissu conjonctif dense et irr gulier (DICT) qui forme la sous-muqueuse du c lon. En r gle g n rale, les fibres de collag ne (C) qui se trouvent juste en dessous des cellules pith liales (Ep) la surface luminale sont plus concentr es et apparaissent donc en bonne place dans la micrographie. Tissu conjonctif l che, c lon, singe, fils qui forment un stroma entourant les cellules. La majorit des cellules que Mallory, 700. sont pr sents ici se compose de lymphocytes et de plasmocytes (P). D'autres cellules pr sentes dans le cadre stromal sont constitu es de fibroblastes, la zone encadr e dans les cellules musculaires adjasmooth, les macrophages et les mastocytes occasionnels est montr e un grossissement plus lev . chiffre cent. La base des cellules pith liales est visible de chaque c t de la micrographie. Les fibres de collag ne (C) apparaissent comme fines CL CF, fibres de collag ne DICT, tissu conjonctif dense et irr gulier Ep, cellules pith liales GE, pith lium glandulaire LCT, tissu conjonctif l che MM, muqueuse musculaire P, plasmocytes PLANCHE 5 Tissu conjonctif r gulier dense, tendons et ligaments 194 Le tissu conjonctif r gulier dense se distingue par le fait que ses fibres sont tr s dens ment emball es et sont organis es en faisceau parall le en faisceaux. Les fibrilles de collag ne qui composent les fibres sont galement dispos es dans un r seau parall le ordonn . Les tendons, qui attachent le muscle l'os, et les ligaments, qui attachent l'os l'os, sont des exemples de ce type de tissu. Les ligaments sont similaires aux tendons bien des gards, mais leurs fibres et l'organisation des faisceaux ont tendance tre moins ordonn es. Dans les tendons comme dans les ligaments, les fascicules sont s par s les uns des autres par un tissu conjonctif dense et irr gulier, l'endotendin e, travers lequel voyagent les vaisseaux et les nerfs. De plus, un faisceau peut tre partiellement divis par des septa de tissu conjonctif qui s' tendent de l'endo-tendinon et contiennent les plus petits vaisseaux et nerfs. Certains des faisceaux peuvent tre regroup s en unit s fonctionnelles plus grandes par un tissu conjonctif plus pais et enveloppant, le p ritendin. Enfin, les faisceaux et les groupes de faisceaux sont entour s d'un tissu conjonctif dense et irr gulier, l' pitendin e. Les fibroblastes, galement appel s tendinocytes dans les tendons, sont des cellules allong es qui poss dent des processus cytoplasmiques extr mement minces, en forme de feuille, qui r sident entre et embrassent les fibres adjacentes. Les marges des processus cytoplasmiques entrent en contact avec celles des cellules tendineuses voisines, formant ainsi un r seau cytoplasmique de type syncytium. Le tissu conjonctif dense le plus r gulier est celui du stroma de la corn e de l' il (voir chapitre 24). Dans ce tissu, les fibrilles de collag ne sont dispos es en parall le en lamelles qui sont s par es par de gros fibroblastes aplatis. Les lamelles adjacentes sont dispos es peu pr s droite les unes par rapport aux autres, formant ainsi un r seau orthogonal. L'extr me r gularit de la taille et de l'espacement des fibrilles dans chaque lamelle, en conjonction avec le r seau orthogonal des lamelles, est consid r e comme la base de la transparence corn enne. PLANCHE 5 TISSU CONJONCTIF R GULIER DENSE, TENDONS ET LIGAMENTS Tissu conjonctif r gulier dense, tendon, section longitudinale, humain, H&E 100. Ce sp cimen comprend le tissu conjonctif dense et irr gulier du tendon, l' pitendinon |
Histologie de Ross | (Ept). Les faisceaux tendineux (TF) qui composent le tendon sont entour s d'un tissu conjonctif moins dense que celui associ l' pitendin. Dans des coupes longitudinales comme celle-ci, le tissu conjonctif qui entoure les faisceaux individuels, l'endotendinium (Ent), Tissu conjonctif r gulier dense, tendon, section longitudinale, humain, H&E 400. Cette micrographie grossissement plus lev montre le r seau ordonn une seule file des noyaux de tendinocytes (TC) ainsi que le collag ne interm diaire. Ce dernier a un aspect homog ne. semble dispara tre certains endroits, de sorte qu'un fascicule semble fusionner avec un fascicule voisin. Cela est d une obliquit dans le plan de section plut t qu' une fusion r elle des fascicules. Le collag ne qui constitue la majeure partie du faisceau tendineux a un aspect homog ne en raison de l'empilement ordonn des fibrilles de collag ne individuelles. Les noyaux des tendinocytes apparaissent sous la forme de profils allong s dispos s en rang es lin aires. Le cytoplasme de ces cellules se fond dans le collag ne, ne laissant que les noyaux comme caract ristique repr sentative de la cellule. Le cytoplasme des cellules est indiscernable du collag ne, comme c'est le cas dans les chantillons de paraffine H&E. La variation de l'aspect nucl aire est due au plan de section et la position des noyaux dans l' paisseur de la section. Un petit vaisseau sanguin (VB) circulant dans l'endotendin e est galement pr sent dans l' chantillon. Tissu conjonctif r gulier dense, tendon, section transversale, humain, H&E 400. Ce sp cimen est bien conserv et les fibres de collag ne dens ment tass es apparaissent comme un champ homog ne, m me si les fibres sont observ es leurs extr mit s coup es. Les noyaux apparaissent irr guli rement dispers s, par opposition leur motif plus uniforme dans le plan longitudinal. Cela s'explique par l'examen de la ligne pointill e dans la figure en bas gauche, qui est cens e repr senter une coupe transversale arbitraire du tendon. Notez l'espacement irr gulier des noyaux qui se trouvent dans le plan de la coupe. Enfin, plusieurs petits vaisseaux sanguins (VB) sont pr sents dans l'endotendinium (Ent) l'int rieur d'un faisceau. CL BV, vaisseau sanguin Ent, endotendinon Ept, pitendineux TC, noyaux de tendinocytes TF, faisceau du tendon en pointill s, coupe transversale arbitraire du tendon PLANCHE 5 TISSU CONJONCTIF R GULIER DENSE, TENDONS ET LIGAMENTS Les fibres lastiques sont pr sentes dans le tissu conjonctif l che et dense dans tout le corps, mais en quantit s moindres que les fibres collag nes. Les fibres lastiques ne sont pas visibles dans les coupes H&E de routine, mais sont facilement visualis es avec des m thodes de coloration sp ciales. (Les mat riaux lastiques de couleur s lective suivants : coloration du tissu lastique de Weigert, violet-violet ; teinture fuchsin ald hyde de Gomori, bleu-noir ; coloration du tissu lastique l'h matoxyline de Verhoeff, noire ; et coloration Taenzer-Unna orcein modifi e, rouge-brun.) En utilisant une combinaison de colorants lastiques sp ciaux et de contre-colorants, tels que H&E, non seulement les fibres lastiques, mais galement les autres composants du tissu peuvent tre r v l s, permettant ainsi l' tude des relations entre le mat riau lastique et d'autres composants du tissu conjonctif. Le mat riau lastique se pr sente sous des formes fibreuses et lamellaires. Dans le tissu conjonctif l che et dense et dans le cartilage lastique (voir planche 9, page 221), le mat riau lastique est sous forme fibreuse. De m me, les ligaments lastiques qui relient les vert bres cervicales et qui sont particuli rement pro minents chez les animaux de p turage ont un m lange de fibres lastiques et de collag ne dans un ensemble serr . Dans les art res principales et de plus grand diam tre (par exemple, l'aorte, la pulmonaire, la carotide commune et d'autres branches primaires de l'aorte), la tunique moyenne est constitu e de couches fen tr es de tissu lastique alternant avec des couches contenant des cellules musculaires lisses et du tissu collag ne. Cela permet des tirements et un rebond lastique pour aider la propulsion du sang. Toutes les art res et la plupart des grosses art rioles ont une membrane lastique interne qui soutient l'endoth lium d licat et son tissu conjonctif imm diatement sous-jacent. Il convient de noter que le collag ne et les composants lastiques de la tunique moyenne sont produits par les cellules musculaires lisses de cette couche. lastiques, derme, singe, Welgert's 160. Cela montre le tissu conjonctif de la peau, appel derme, color pour montrer la nature et la distribution des fibres lastiques (E), qui apparaissent violettes. Les fibres de collag ne (C) ont t color es par l' osine, et les deux types de fibres sont facilement diff renci s. Le tissu conjonctif en haut de la figure, pr s de l' pith lium (la couche papillaire du derme), contient de fines f |
Histologie de Ross | ibres lastiques (voir en haut gauche de la figure) ainsi que des fibres de collag ne moins grossi res. Le CL BV, vaisseau sanguin C, fibres de collag ne D, canal de la glande sudoripare, fibres lastiques PLANCHE 6 E FIBRES LASTIC ET E LASTIC LAM E LLAE lastique fbers, m sent re, rat, Weigert 160. d but ou fin et avec un parcours quelque peu irr gulier. Encore une fois, les fibres de collag ne (C) sont contrast es par leur coloration l' osine et apparaissent aussi longues, Il s'agit d'un sp cimen de m sent re monture enti re pr par pour des profils droits qui sont consid rablement plus pais que les fibres lastiques. montrer les l ments du tissu conjonctif et color s diff rentiellement pour r v ler les fibres lastiques. Les fibres lastiques (E) apparaissent comme des fils minces, longs, entrecrois s et ramifi s sans Lamelles lastiques, art re lastique, singe, 80 de Weigert. Le mat riau lastique se pr sente galement sous forme de feuilles ou de lamelles plut t que de fibres ressemblant des cordes. Cette figure montre la paroi d'une art re lastique (art re pulmonaire) qui a t color e pour montrer le mat riau lastique. Chacune des lignes ondul es est une lamelle de mat riau lastique qui est organis e sous la forme d'une feuille ou d'une membrane fen tr e. Le plan de section est tel que les membranes lastiques sont visibles sur le bord. Ce sp cimen n'a pas t color par la suite l'H&E. La partie inf rieure de la figure montre des fibres lastiques et de collag ne consid rablement plus lourdes. Notez galement que de nombreuses fibres lastiques apparaissent sous la forme de profils rectangulaires courts. Ces profils repr sentent simplement des fibres se d pla ant dans l' paisseur de la section un angle oblique par rapport la trajectoire du couteau. Un examen minutieux r v lera galement quelques fibres qui apparaissent sous forme de profils. Ils repr sentent des fibres lastiques de section transversale. Dans l'ensemble, les fibres lastiques du derme ont une configuration d'entrelacs tridimensionnelle, d'o la vari t des formes. Les espaces d'apparence vide entre les couches lastiques contiennent des fibres de collag ne et des cellules musculaires lisses, mais elles restent essentiellement non tach es. Dans la couche musculaire des vaisseaux sanguins, l' lastine et le collag ne sont s cr t s par les cellules musculaires lisses. Les tissus du corps contenant de grandes quantit s de mat riau lastique sont limit s dans leur distribution aux parois des art res lastiques et certains ligaments associ s la colonne vert brale. APER U DU CARTILAGE / 198 CARTILAGE HYALINE / 199 CARTILAGE LASTIQUE / 204 FIBROCARTILAGE / 204 CHONDROGEN SE ET CROISSANCE DU CARTILAGE / 206 R PARATION DU CARTILAGE HYALIN / 207 Dossier 7.1 Corr lation clinique : Arthrose / 199 Dossier 7.2 Corr lation clinique : tumeurs malignes du cartilage ; Chondrosarcomes / 208 Le cartilage est une forme de tissu conjonctif compos de cellules appel es chondrocytes et d'une matrice extracellulaire hautement sp cialis e. Le cartilage est un tissu avasculaire compos de chondrocytes et d'une matrice extracellulaire tendue. Plus de 95% du volume du cartilage est constitu de matrice extracellulaire, qui est un l ment fonctionnel de ce tissu. Les chondrocytes sont des participants clairsem s mais essentiels la production et au maintien de la matrice (Fig. 7.1). La matrice extracellulaire du cartilage est solide et ferme, mais aussi quelque peu souple, ce qui explique sa r silience. Parce qu'il n'y a pas de r seau vasculaire dans le cartilage, la composition de la matrice extracellulaire est cruciale pour la survie des chondrocytes. Le rapport lev entre les glycosaminoglycanes (GAG) et les fibres de collag ne de type II dans la matrice cartilagineuse permet la diffusion de substances entre les vaisseaux sanguins du tissu conjonctif environnant et les chondrocytes dispers s dans la matrice, maintenant ainsi la viabilit du tissu. Des interactions troites sont observ es entre deux classes de mol cules structurelles qui poss dent des caract ristiques biophysiques contrast es : le maillage des fibrilles de collag ne r sistantes la tension et les grandes quantit s d'agr gats de prot oglycanes fortement hydrat s, ces derniers tant extr mement faibles en cisaillement, rendent le cartilage bien adapt pour supporter le poids, en particulier aux points de mouvement, comme dans les articulations synoviales. Parce qu'il conserve cette propri t m me pendant la croissance, le cartilage est un tissu cl dans le d veloppement du squelette f tal et dans la plupart des os en croissance. FIGURE 7.1 Structure g n rale du cartilage hyalin. Cette photomicrographie d'une pr paration de routine H&E de cartilage hyalin montre ses caract ristiques g n rales. Notez la matrice extracellulaire tendue qui s pare une population clairsem e de chondrocytes. 450. Trois types de cartilage qui diff rent par leur apparence |
Histologie de Ross | et leurs propri t s m caniques sont distingu s sur la base des caract ristiques de leur matrice : Le cartilage hyalin se caract rise par une matrice contenant des fibres de collag ne de type II, des GAG, des prot oglycanes et des glycoprot ines multiadh sives. Le cartilage lastique est caract ris par des fibres lastiques et des lamelles lastiques en plus du mat riau matriciel du cartilage hyalin. Le fibrocartilage se caract rise par une abondance de fibres collag nales de type I ainsi que par le mat riau matriciel du cartilage hyalin. Le tableau 7.1 num re les emplacements, les fonctions et les caract ristiques de chaque type de cartilage. Le cartilage hyalin se distingue par une matrice homog ne et amorphe. La matrice du cartilage hyalin appara t vitreuse l' tat vivant : d'o le nom hyalin [Gr. hyalos, vitreux]. Tout au long de la matrice cartilagineuse se trouvent des espaces appel s lacunes. C'est dans ces lacunes que se trouvent les chondrocytes. Le cartilage hyalin n'est pas une substance simple, inerte et homog ne mais un tissu vivant complexe. Il fournit une surface faible frottement, participe la lubrification des articulations synoviales et distribue les forces appliqu es l'os sous-jacent. Bien que sa capacit de r paration soit limit e, dans des circonstances normales, il ne pr sente aucun signe d'usure abrasive au cours de sa vie. Une exception est le cartilage articulaire, qui, chez de nombreuses personnes, se d compose avec l' ge (dossier 7.1). Les macromol cules de la matrice cartilagineuse hyaline sont constitu es de collag ne (principalement des fibrilles de type II et d'autres mol cules de collag ne sp cifiques du cartilage), d'agr gats de prot oglycanes contenant des GAG et de glycoprot ines multiadh sives (prot ines non collag niques). La figure 7.2 illustre la distribution relative des diff rents composants qui constituent la matrice cartilagineuse. La matrice cartilagineuse hyaline est produite par les chondrocytes et contient trois grandes classes de mol cules. Trois classes de mol cules existent dans la matrice cartilagineuse hyaline. Mol cules de collag ne. Le collag ne est la principale matrice pro tein. Quatre types de collag ne participent la formation d'un maillage tridimensionnel des fibrilles matricielles relativement minces (20 nm de diam tre) et courtes. Cellules de collag ne de type II 3 5 % de glycoprot ines multiadh sives 5 % de prot oglycanes (agr gat can) 9 % de collag nes 15 % d'eau intercellulaire 60 80 % 5 % III, VI, X, XII, XIV 15 % IX, XI 80 % II FIGURE 7.2 Composition mol culaire du cartilage hyalin. Le cartilage contient 60 80 % du poids humide de l'eau intercellulaire, qui est li e par des agr gats de prot oglycanes. Environ 15% du poids total est attribu aux mol cules de collag ne, dont le collag ne de type II est le plus abondant. Les chondrocytes n'occupent que 3 5 % de la masse cartilagineuse totale. L'arthrose, une maladie articulaire d g n rative, est l'un des types de maladies articulaires les plus courants. La pathogen se de l'arthrose est inconnue, mais elle est li e au vieillissement et aux l sions du cartilage articulaire. La plupart des individus pr sentent des signes de cette maladie l' ge de 65 ans. La maladie se caract rise par des douleurs articulaires chroniques avec divers degr s de d formation articulaire et de destruction du cartilage articulaire. L'os-t oarthrite affecte g n ralement les articulations portantes : hanches, genoux, vert bres lombaires inf rieures et articulations de la main et du pied. Il y a une diminution de la teneur en prot oglycanes, ce qui entra ne une r duction de la teneur en eau intercellulaire dans la matrice de conservation. Les chondrocytes jouent galement un r le important dans la pathogen se de l'arthrose. En produisant de l'interleukine-1 (IL-1) et du facteur de n crose tumorale (TNF-), la production de m talloprot inases est stimul e, tandis que la synth se du collag ne de type II et des prot oglycanes par le chondrocyte est in-hibite. Dans les premiers stades de la maladie, la couche superficielle du cartilage articulaire est perturb e. Finalement, la destruction du cartilage s' tend l'os, o l'os sous-chondral expos devient une nouvelle surface articulaire. Ces changements entra nent une r duction progressive de la mobilit et une augmentation de la douleur lors des mouvements articulaires. L'arthrose n'a pas de rem de, et le traitement se concentre sur le soulagement de la douleur et de la raideur pour permettre une plus grande amplitude de mouvement articulaire. L'arthrose peut se stabiliser avec l' ge, mais le plus souvent, elle progresse lentement avec une ventuelle invalidit long terme. DOSSIER 7.1 Corr lation clinique : L'arthrose constitue la majeure partie des fibrilles (voir Fig. 7.2) ; le collag ne de type IX facilite l'interaction des fibrilles avec les mol cules de prot oglycane de la matrice ; le collag ne de type XI r gule la taille des fibrilles ; et |
Histologie de Ross | le collag ne de type X organise les fibrilles de collag ne en un r seau hexagonal tridimensionnel qui est crucial pour son bon fonctionnement m canique. De plus, le collag ne de type VI se trouve galement dans la matrice, principalement la p riph rie des chondrocytes o il aide attacher ces cellules la structure de la matrice. tant donn que les types II, VI, IX, X et XI ne se trouvent en quantit s importantes que dans la matrice cartilagineuse, ils sont appel s mol cules de collag ne sp cifiques du cartilage. (Passez en revue les types de collag ne dans le tableau 6.2.) Prot oglycanes. La substance fondamentale du cartilage hyalin contient trois types de glycosaminoglycanes : l'hyaluronane, le sulfate de chondro tine et le sulfate de k ratane. Comme dans la matrice de tissu conjonctif l che, la chondro tine et le sulfate de k ratan de la matrice cartilagineuse sont li s une prot ine centrale pour former un monom re de prot oglycane. Le monom re prot oglycane le plus important dans le cartilage hyalin est l'aggr can. Il a un poids mol culaire de 250 kilodaltons. Chaque mol cule contient environ 100 cha nes de sulfate de chondro tine et jusqu' 60 mol cules de sulfate de k ratane. En raison de la pr sence des groupes sulfates, les mol cules d'agr gation ont une grande charge n gative avec une affinit pour les mol cules d'eau. Chaque mol cule d'hyaluronane lin aire est associ e un grand nombre de mol cules d'agr gation (plus de 300), qui sont li es l'hyaluronane par des prot ines de liaison l'extr mit N de la mol cule pour former de grands agr gats de prot oglycanes. Ces agr gats de prot oglycanes hautement charg s sont li s aux fibrilles de la matrice de collag ne par des interactions lectrostatiques et des glycoprot ines multiadh sives (Fig. 7.3). Le pi geage de ces agr gats dans la matrice complexe des fibrilles de collag ne est responsable des propri t s biom caniques uniques du cartilage hyalin. La matrice cartilagineuse contient galement d'autres prot oglycanes (c'est- -dire la d corine, le biglycan et la fibromoduline). Ces prot oglycanes ne forment pas d'agr gats mais se lient d'autres mol cules et aident stabiliser la matrice. Les glycoprot ines multiadh sives, galement appel es glycoprot ines non collag niques et non li es aux prot oglycanes, influencent les interactions entre les chondrocytes et les mol cules matricielles. Les glycoprot ines multiadh sives ont une valeur clinique en tant que marqueurs du renouvellement et de la d g n rescence du cartilage. Des exemples de telles prot ines sont l'ancine CII (annexine de cartilage V), une petite mol cule de 34 kilodaltons qui fonctionne comme un r cepteur de collag ne sur les chondrocytes, la t nascine et la fibronectine (voir tableau 6.5, page 180), qui aident galement ancrer les chondrocytes la matrice. FIGURE 7.3 Structure mol culaire de la matrice cartilagineuse hyaline. Ce sch ma montre la relation entre les agr gats de prot oglycanes et les fibrilles et chondrocytes de collag ne de type II dans la matrice du cartilage hyalin. Une mol cule d'hyaluronane formant un agr gat lin aire avec de nombreux monom res de prot oglycanes est entrelac e avec un r seau de fibrilles de collag ne. Le monom re prot oglycane (tel que l'agr gatiane) se compose d'environ 180 glycosaminoglycanes li s une prot ine centrale. L'extr mit de la prot ine centrale contient une r gion de liaison l'hyaluronane qui est reli e l'hyaluronane par une prot ine de liaison. La matrice cartilagineuse hyaline est hautement hydrat e pour assurer la r silience et la diffusion des petits m tabolites. Comme les autres matrices de tissu conjonctif, la matrice cartilagineuse est tr s hydrat e. De 60 80 % du poids net du cartilage hyalin est constitu d'eau intercellulaire (voir Fig. 7.2). Une grande partie de cette eau est troitement li e aux agr gats d'agr gats d'agr gats et d'hyaluronanes, ce qui conf re une r sistance au cartilage. Cependant, une partie de l'eau est li e de mani re suffisamment l che pour permettre la diffusion de petits m tabolites vers et depuis les chondrocytes. Dans le cartilage articulaire, des changements transitoires et r gionaux se produisent dans la teneur en eau pendant le mouvement de l'articulation et lorsque l'articulation est soumise une pression. Le haut degr d'hydratation et le mouvement de l'eau dans la matrice permettent la matrice cartilagineuse de r pondre des charges de pression variables et contribuent la capacit de charge du cartilage. Tout au long de la vie, le cartilage subit un remodelage interne continu mesure que les cellules remplacent les mol cules matricielles perdues par d gradation. Le renouvellement normal de la matrice d pend de la capacit des chondrocytes d tecter les changements dans la composition de la matrice. Les chondrocytes r agissent ensuite en synth tisant des types appropri s de nouvelles mol cules. De plus, la matrice agit comme un transducteur de signal pour le |
Histologie de Ross | s chondrocytes int gr s. Ainsi, les charges de pression appliqu es sur le cartilage, comme dans les articulations synoviales, cr ent des signaux m caniques, lectriques et chimiques qui aident diriger l'activit synth tique des chondrocytes. Cependant, mesure que le corps vieillit, la composition de la matrice change et les chondrocytes perdent leur capacit r pondre ces stimuli. Les chondrocytes sont des cellules sp cialis es qui produisent et maintiennent la matrice extracellulaire. Dans le cartilage hyalin, les chondrocytes sont r partis soit individuellement, soit en grappes appel es groupes isog nes (Fig. 7.4). Lorsque les chondrocytes sont pr sents en groupes isog nes, ils repr sentent des cellules qui se sont r cemment divis es. Au fur et mesure que les chondrocytes nouvellement divis s produisent la mati re matricielle qui les entoure, ils sont dispers s. Ils s cr tent galement des m talloprot inases, des enzymes qui d gradent la matrice cartilagineuse, permettant aux cellules de se d velopper et de se repositionner au sein du groupe isog ne en croissance. L'apparence du cytoplasme des chondrocytes varie en fonction de l'activit des chondrocytes. Les chondrocytes qui sont actifs dans la production de matrice pr sentent des zones de basophilie cytoplasmique, qui indiquent la synth se des prot ines, et des zones claires, qui indiquent leur grand appareil de Golgi (Fig. 7.5). Les chondrocytes s cr tent non seulement le collag ne pr sent dans la matrice, mais aussi tous les glycosaminoglycanes et prot oglycanes. Dans les cellules plus anciennes et moins actives, l'appareil de Golgi est plus petit ; Les zones claires du cytoplasme, lorsqu'elles sont videntes, indiquent g n ralement les sites de gouttelettes lipidiques extraites et les r serves de glycog ne. Dans de tels chantillons, les chondrocytes pr sentent galement une distorsion consid rable r sultant du r tr cissement apr s la perte de glycog ne et de lipides lors de la pr paration du tissu. Au microscope lectronique transmission (MET), le chondrocyte actif pr sente de nombreux profils de r ticulum endoplasmique surface rugueuse (rER), un grand appareil de Golgi, des granules s cr toires, des v sicules, des filaments interm diaires, des microtubules et des microfilaments d'actine (Fig. 7.6). Les composants de la matrice cartilagineuse hyaline ne sont pas uniform ment r partis. Parce que les prot oglycanes du cartilage hyalin contiennent une forte concentration de groupes sulfates li s, la substance broy e se colore avec des colorants basiques et de l'h matoxyline (planche 7, page 210). Ainsi, la basophilie et la m tachromasie observ es dans les coupes color es du cartilage fournissent des informations sur la distribution et la concentration relative des prot oglycanes sulfat s. FIGURE 7.4 Photomicrographie d'un chantillon typique de cartilage hyalin color l'H&E. La partie sup rieure de la micrographie montre le tissu conjonctif dense (DCT) recouvrant le p richondre (P), partir duquel de nouvelles cellules cartilagineuses sont d riv es. Une couche l g rement basophile de cartilage en croissance (GC) sous-jacente au p richondre contient des chondroblastes et des chondrocytes immatures qui ne pr sentent gu re plus que le noyau r sidant dans une lacune d'apparence vide. Cette couche repr sente le d p t de nouveau cartilage (croissance appositionnelle) la surface du cartilage hyalin existant. Des chondrocytes matures avec des noyaux (N) clairement visibles r sident dans les lacunes et sont bien conserv s dans ce sp cimen. Ils produisent la matrice cartilagineuse qui montre la capsule de coloration sombre ou matrice territoriale (TM) entourant imm diatement les lacunes. La matrice interterritoriale (MI) est plus loign e du voisinage imm diat des chondrocytes et est moins intens ment color e. La croissance l'int rieur du cartilage (croissance interstitielle) est refl t e par les paires et les amas de chondrocytes qui sont responsables de la formation de groupes isog nes (rectangles). 480. FIGURE 7.5 Photomicrographie d'un jeune cartilage en croissance. Ce sp cimen a t conserv dans du glutarald hyde, noy dans du plastique et color avec de l'H&E. Les chondrocytes, en particulier ceux de la partie sup rieure de la photomicrographie, sont bien conserv s. Le cytoplasme est profond ment color , pr sentant une basophilie distincte et relativement homog ne. Les zones claires (fl ches) repr sentent les sites de l'appareil de Golgi. 520. Cependant, la matrice ne tache pas de mani re homog ne. Au lieu de cela, trois r gions diff rentes sont d crites en fonction de la propri t de coloration de la matrice (Fig. 7.7). La matrice capsulaire (p ricellulaire) est un anneau de matrice plus dens ment color e situ imm diatement autour du chondrocyte (voir Fig. 7.4). Il contient la plus forte concentration de prot oglycanes sulfat s, d'hyaluronane, de bigly-cans et de plusieurs glycoprot ines multiadh sives (par exemple, la |
Histologie de Ross | fibronectine, la d corine et la laminine). La matrice capsulaire contient presque exclusivement des fibrilles de collag ne de type VI qui forment une enceinte troitement tiss e autour de chaque chondrocyte. Le collag ne de type VI se lie aux r cepteurs de l'int grine la surface des cellules et ancre les chondrocytes la matrice. Une concentration plus lev e de collag ne de type IX est galement pr sente dans la matrice capsulaire. La matrice territoriale est une r gion plus loign e du voisinage imm diat des chondrocytes. Il entoure le groupe isog ne et contient un r seau al atoire de fibrilles de collag ne de type II avec de plus petites quantit s de collag ne de type IX. Il a galement une concentration plus faible. FIGURE 7.6 Micrographie lectronique d'un jeune chondrocyte actif et de la matrice environnante. Le noyau (N) du chondrocyte est situ de mani re excentrique, comme ceux de la figure 7.5, et le cytoplasme pr sente des profils nombreux et quelque peu dilat s de rER, d'appareil de Golgi (G) et de mitochondries (M). La grande quantit de rER et l'appareil de Golgi tendu indiquent que la cellule est activement engag e dans la production de matrice cartilagineuse. Les nombreuses particules sombres de la matrice contiennent des prot oglycanes. Les particules particuli rement grosses adjacentes la cellule sont situ es dans la r gion de la matrice qui est identifi e comme la capsule ou la matrice territoriale. 15 000. (Avec l'aimable autorisation du Dr H. Clarke Anderson.) tion de prot oglycanes sulfat s et se colore moins intens ment que la matrice capsulaire. La matrice interterritoriale est une r gion qui entoure la matrice territoriale et occupe l'espace entre les groupes de chondrocytes. En plus de ces diff rences r gionales dans la concentration de prot oglycanes sulfat s et la distribution des fibrilles de collag ne, il y a une diminution de la teneur en prot oglycanes qui se produit mesure que le cartilage vieillit, ce qui se refl te galement par des diff rences de coloration. Le cartilage hyalin fournit un mod le pour le squelette en d veloppement du f tus. FIGURE 7.7 Sch ma des matrices cartilagineuses. Notez les aires des matrices capsulaires, territoriales et interterritoriales. Les caract ristiques de chacun sont d crites dans le texte ci-dessus. Au d but du d veloppement f tal, le cartilage hyalin est le pr curseur des os qui se d veloppent par le processus d'ossification endochondrale (Fig. 7.8). Initialement, la plupart des os longs sont repr sent s par des mod les cartilagineux qui ressemblent la forme de l'os mature (planche 8, page 212). Au cours du processus de d veloppement, au cours duquel une grande partie du cartilage est remplac e par de l'os, le cartilage restant sert de site de croissance appel plaque de croissance piphysaire (disque piphysaire). Ce cartilage reste fonctionnel tant que l'os grandit en longueur (Fig. 7.9). Chez un individu adulte, le cartilage qui reste du squelette en d veloppement se trouve sur les surfaces articulaires des articulations (cartilage articulaire) et l'int rieur de la cage thoracique (cartilages costaux). Le cartilage hyalin existe galement chez l'adulte en tant qu'unit squelettique dans la trach e, les bronches, le larynx et le nez. Un tissu conjonctif fermement attach , le p richondre, entoure le cartilage hyalin. Le p richondre est un tissu conjonctif dense compos de cellules qui ne peuvent tre distingu es des fibroblastes. bien des gards, le p richondre ressemble la capsule qui entoure les glandes et de nombreux organes. Il sert galement de source de nouvelles cellules cartilagineuses. Lorsqu'il est en croissance active, le p richondre appara t divis en une couche cellulaire interne, qui donne naissance de nouvelles cellules cartilagineuses, et une couche fibreuse externe. Cette division n'est pas toujours vidente, en particulier dans le p richondre qui ne produit pas activement de nouveau cartilage ou dans le cartilage croissance tr s lente. Les changements qui se produisent lors de la diff renciation de nouveaux chondrocytes dans le cartilage en croissance sont illustr s la figure 7.4. Le cartilage hyalin des surfaces articulaires ne poss de pas de p richondre. Le cartilage hyalin qui recouvre les surfaces articulaires des articulations mobiles est appel cartilage articulaire. En g n ral, le FIGURE 7.8 Photomicrographie de plusieurs cartilages qui forment le squelette initial du pied. Le cartilage hyalin des os tarsiens en d veloppement sera remplac par de l'os au fur et mesure que l'ossification endochondrale se poursuit. ce stade pr coce du d veloppement, des articulations synoviales se forment entre les os du tarse en d veloppement. Notez que les surfaces non articul es des mod les de cartilage hyalin des os du tarse sont recouvertes de p richondre, ce qui contribue galement au d veloppement des capsules articulaires. De plus, un tendon en d veloppement (T) est vident dans l |
Histologie de Ross | 'indentation du cartilage visible sur le c t gauche de la micrographie. 85. La structure du cartilage articulaire est similaire celle du cartilage hyalin. Cependant, la surface libre, ou articulaire, n'a pas de p richondre. De plus, sur la surface oppos e, le cartilage entre en contact avec l'os et il n'y a pas de p richondre. Le cartilage articulaire est un vestige du mod le original de cartilage hyalin de l'os en d veloppement, et il persiste tout au long de la vie adulte. Chez l'adulte, le cartilage articulaire a une paisseur de 2 5 mm et est divis en quatre zones (Fig. 7.10). La zone superficielle (tangentielle) est une r gion r sistante la pression la plus proche de la surface articulaire. Il contient de nombreux FIGURE 7.9 Photomicrographie de l'extr mit proximale d'un os long en croissance. Un disque de cartilage hyalin la plaque piphysaire s pare l' piphyse plus proximale de la diaphyse en forme d'entonnoir situ e distale la plaque. Le cartilage articulaire la surface de l' piphyse contribue l'articulation synoviale et est galement compos de cartilage hyalin. Le cartilage de la plaque piphysaire dispara t lorsque la croissance longitudinale de l'os est termin e, mais le cartilage articulaire reste tout au long de la vie. Les espaces l'int rieur de l'os sont occup s par la moelle. 85. condensation des fibrilles de collag ne de type II qui sont dispos es en fascicules parall lement la surface libre. La zone interm diaire (transitionnelle) se trouve en dessous de la zone superficielle et contient des chondrocytes ronds r partis de mani re al atoire dans la matrice. Les fibrilles de collag ne sont moins organis es et sont dispos es dans une orientation quelque peu oblique par rapport la surface. La zone profonde (radiale) est caract ris e par de petits chondrocytes ronds dispos s en courtes colonnes perpendiculaires la surface libre du cartilage. Les fibrilles de collag ne sont positionn es entre des colonnes parall les l'axe long de l'os. La zone calcifi e est caract ris e par une matrice calcifi e avec la pr sence de petits chondrocytes. Cette zone est s par e de la zone profonde (radiale) par une ligne lisse, ondul e et fortement calcifi e appel e marque de mar e. Au-dessus de cette ligne, la prolif ration des chondrocytes dans les lacunes cartilagineuses fournit les nouvelles cellules pour la croissance interstitielle. Dans le renouvellement du cartilage articulaire, les chondrocytes migrent de cette r gion vers la surface de l'articulation. Le processus de renouvellement du cartilage articulaire mature est tr s lent. Cette croissance lente est le reflet du r seau de collag ne de type II tr s stable et de la longue demi-vie de ses mol cules prot oglycanes. De plus, dans le cartilage articulaire sain, l'activit de la m talloprot inase (MMP-1 et MMP-13) est faible. Le cartilage lastique se distingue par la pr sence d' lastine dans la matrice cartilagineuse. En plus de contenir les composants normaux de la matrice cartilagineuse hyaline, la matrice cartilagineuse lastique contient galement un r seau dense de fibres lastiques ramifi es et anastomos es et de feuilles interconnect es de mat riau lastique (Fig. 7.11 et planche 9, page 214). Ces fibres et lamelles sont mieux mises en vidence dans les coupes de paraffine avec des colorants sp ciaux tels que la r sorcence, l'orcifuchsine et l'orc ine. Le mat riau lastique conf re au cartilage des propri t s lastiques en plus de la r silience et de la souplesse caract ristiques du cartilage hyalin. Le cartilage lastique se trouve dans l'oreille externe, les parois du m at acoustique externe, la trompe auditive (Eustache) et l' piglotte du larynx. Le cartilage de tous ces endroits est entour d'un p richondre similaire celui que l'on trouve autour de la plupart des cartilages hyalins. Contrairement au cartilage hyalin, qui se calcifie avec l' ge, la matrice du cartilage lastique ne se calcifie pas pendant le processus de vieillissement. Le fibrocartilage est constitu de chondrocytes et de leur mat riau matriciel en combinaison avec un tissu conjonctif dense. Le fibrocartilage est une combinaison de tissu conjonctif dense et r gulier et de cartilage hyalin. Les chondrocytes sont dispers s parmi les fibres de collag ne individuellement, en rang es et en groupes isog nes (Fig. 7.12 et planche 10, page 216). Ces chondrocytes ressemblent aux chondrocytes du cartilage hyalin, mais ils ont beaucoup moins de mat riau de matrice cartilagineuse. Il n'y a pas non plus de p richondre environnant comme dans le cartilage hyalin et lastique. Dans une section contenant du fibrocartilage, une population de cellules avec des noyaux arrondis et une petite quantit de mat riau matriciel amorphe environnant peut g n ralement tre observ e. Ces noyaux appartiennent aux chondrocytes. l'int rieur des zones fibreuses se trouvent des noyaux aplatis ou allong s. Ce sont des noyaux de fibroblastes. Le fibrocartilage est g |
Histologie de Ross | n ralement pr sent dans les disques intervert braux, la symphyse pubienne, les disques articulaires des articulations sterno-claviculaire et temporo-mandibulaire, les m nisques de l'articulation du genou, le complexe fibrocartilagineux triangulaire du poignet et certains endroits o les tendons s'attachent aux os. La pr sence de fibrocartilage dans ces sites indique que la r sistance aux forces de compression et de cisaillement est requise du tissu. Le cartilage sert un peu comme un amortisseur. Le degr auquel ces forces se produisent se refl te dans la quantit de mat riau de matrice cartilagineuse pr sente. La matrice extracellulaire du fibrocartilage est caract ris e par la pr sence de fibrilles de collag ne de type I et de type II. Les cellules du fibrocartilage synth tisent une grande vari t de mol cules de la matrice extracellulaire non seulement au cours de sa phase de d veloppement, mais aussi au cours de son tat mature et enti rement diff renci . Cela permet au fibrocartilage de r pondre aux changements de l'environnement externe (tels que les forces m caniques, les changements nutritionnels et les changements de niveaux d'hormones et de facteurs de croissance). La matrice extracellulaire du fibrocartilage contient des quantit s importantes de collag ne de type I (caract ristique de la matrice du tissu conjonctif) et de collag ne de type II (caract ristique du cartilage hyalin). Les proportions relatives de ces collag nes peuvent varier. Par exemple, les m nisques de l'articulation du genou ne contiennent qu'une petite quantit de collag ne de type II, tandis que le disque intervert bral contient des quantit s gales de fibres de collag ne de type I et de type II. Le rapport entre le collag ne de type I et de type II dans le fibrocartilage change avec l' ge. Chez les personnes g es, il y a plus de collag ne de type II en raison de l'activit m tabolique des chondrocytes, qui produisent et d chargent constamment des fibrilles de collag ne de type II dans la matrice environnante. De plus, la matrice extracellulaire du fibrocartilage contient de plus grandes quantit s de versican (un monom re prot oglycane s cr t par les fibroblastes) que d'aggr can (produit par les chondrocytes). Le versican peut galement se lier l'hyaluronane pour former des agr gats de prot oglycanes hautement hydrat s (voir tableau 6.4, page 179). Zone (tangentielle) Zone interm diaire (transitionnelle) Zone profonde (radiale) Zone des mar es Zone calcifi e Os sous-chondral Os spongieux AbabArticulaireSZIZDZCZosCartilagearticulaireSZIZDZCZboneFIGURE 7.10 Sch ma et photomicrographie du cartilage articulaire. un. Ce sch ma montre l'organisation du r seau de collag ne et des chondrocytes dans les diff rentes zones du cartilage articulaire. b. Photomicrographie du cartilage articulaire normal d'un adulte. La zone superficielle (SZ) pr sente des chondrocytes allong s et aplatis. La zone interm diaire (ZI) contient des chondrocytes ronds. La zone profonde (DZ) contient des chondrocytes dispos s en courtes colonnes. La zone calcifi e (CZ), qui borde l'os, pr sente une matrice calcifi e et manque de chondrocytes. De plus, cette zone est plus l g re que la matrice des zones plus superficielles. La marque de mar e est indiqu e par la ligne pointill e. 160. FIGURE 7.11 Photomicrographie du cartilage lastique de l' piglotte. Ce sp cimen a t color l'orc ine et r v le les fibres lastiques, color es en brun, l'int rieur de la matrice cartilagineuse. Les fibres lastiques sont de tailles vari es et constituent une partie importante du cartilage. Les noyaux chondrocytaires sont vidents dans de nombreuses lacunes. Le p richondre est visible en haut de la photomicrographie. 180. TABLEAU R sum des caract ristiques du cartilage 7.1 Caract ristiques Cartilage hyalin Cartilage lastique Localisation du fibrocartilage Tissu squelettique f tal, pavillon piphysaire de l'oreille externe, disques intervert braux externes, plaques de symphyse, surface articulaire du m at acoustique, publications auditives, disques articulaires articulaires synoviales, cartilages costaux (trompe d'Eustache), cartilages de (sterno-claviculaire et de cage thoracique, cartilages du larynx nasal ( piglotte, cornicule, articulations temporo-mandibulaires), cavit , larynx (cartilages thyro diens, crico des et cun iformes), m nisques (articulation du genou), triangulaires et aryt no des, anneaux de trach e, complexe fibrocartilagineux (articulation du poignet) et plaques dans les bronches, insertion des tendons Fonction R siste la compression R siste la compression R siste la d formation sous stress Fournit une surface amortissante, lisse et faible frottement pour les articulations Fournit un soutien structurel dans le syst me respiratoire (larynx, trach e et bronches) Forme la base pour le d veloppement du squelette f tal et formation osseuse endochondrale suppl mentaire et croissance osseuse Pr sence de Oui (sauf cartilage articulaire Oui Non |
Histologie de Ross | P richondre et plaques piphysaires) Subit Oui (c'est- -dire pendant l'endochondral Non Oui (c'est- -dire calcification de la formation osseuse de calcification, pendant le vieillissement du cal fibrocartilagineux pendant le processus) R paration osseuse) Cellule principale Chondroblastes et chondroblastes et Chondrocytes et fibroblastes types pr sents chondrocytes chondrocytes Caract ristiques Fibrilles de collag ne de type II et fibrilles de collag ne de type II, Fibres de collag ne lastiques de types I et II et caract ristiques de l'aggrecan (les fibres les plus importantes, et l'aggrecan versican (un prot oglycane extracellulaire s cr t par les fibroblastes) matrice Croissance interstitielle et appositionnelle, tr s limit e chez les adultes R paration Capacit tr s limit e, forme souvent une cicatrice, entra nant la formation de fibrocartilage La plupart du cartilage provient du m senchyme au cours de la chondrogen se. La chondrogen se, le processus de d veloppement du cartilage, commence par l'agr gation des cellules chymateuses du m s ne chondroprog nitor pour former une masse de cellules arrondies et troitement appos es. Dans la t te, la majeure partie du cartilage provient d'agr gats d'ectomesenchyme d riv s des cellules de la cr te neurale. Le site de formation du cartilage hyalin est reconnu initialement par un agr gat de cellules m senchymateuses ou ectom senchymateuses connu sous le nom de nodule chondrog nique. L'expression du facteur de transcription SOX-9 d clenche la diff renciation de ces cellules en blastes chondrologiques, qui s cr tent ensuite une matrice cartilagineuse (l'expression de SOX-9 co ncide avec la s cr tion de collag ne de type II). Les chondroblastes s' cartent progressivement au fur et mesure qu'ils d posent de la matrice. Lorsqu'elles sont compl tement entour es de mati re matricielle, les cellules sont appel es chondrocytes. Le tissu m senchymateux entourant imm diatement le nodule chondrog nique donne naissance au p richondre. La chondrogen se est r gul e par de nombreuses mol cules, notamment les ligands extracellulaires, les r cepteurs nucl aires, les facteurs de transcription, les mol cules d'adh sion et les prot ines matricielles. En outre FIGURE 7.12 Photomicrographie du fibrocartilage d'un disque intervert bral. Les fibres de collag ne sont color es en vert dans cette pr paration trichrome Gomori. Le tissu a un aspect fibreux et contient un nombre relativement faible de fibroblastes avec des noyaux allong s (fl ches) ainsi que des chondrocytes plus nombreux avec des noyaux ronds fonc s. Les chondrocytes pr sentent des groupements spatiaux serr s et sont dispos s soit en rang es parmi les fibres de collag ne, soit en groupes isog nes. 60. En m daillon. Grossissement plus lev d'un groupe isog ne. Les chondrocytes sont contenus dans les lacunes. En r gle g n rale, il y a peu de matrice cartilagineuse autour des chondrocytes. 700. La croissance et le d veloppement du squelette cartilagineux sont influenc s par des forces biom caniques. Ces forces r gulent non seulement la forme, la r g n ration et le vieillissement du cartilage, mais modifient galement les interactions entre les cellules et la matrice extracellulaire au sein du cartilage. Le cartilage est capable de deux types de croissance, appositionnelle et interstitielle. Avec le d but de la s cr tion matricielle, la croissance du cartilage se poursuit via une combinaison de deux processus : la croissance appositionnelle, le processus qui forme de nouveaux cartilages la surface d'un cartilage existant ; et la croissance interstitielle, le processus qui forme le nouveau cartilage Les nouvelles cellules cartilagineuses produites lors de la croissance appositionnelle sont d riv es de la partie interne du p richondre environnant. Les cellules ressemblent aux fibroblastes dans leur forme et leur fonction, produisant le composant collag ne du p richondre (collag ne de type I). Cependant, lorsque la croissance du cartilage est initi e, les cellules subissent un processus de diff renciation guid par l'expression du facteur de transcription SOX-9. Les processus cytoplasmiques disparaissent, le noyau s'arrondit et le cytoplasme augmente en quantit et en pro minence. Ces changements font que la cellule devient une explosion chondro. Les chondroblastes fonctionnent dans la production de matrice cartilagineuse, y compris la s cr tion de collag ne de type II. La nouvelle matrice augmente la masse cartilagineuse, tandis que de nouveaux fibroblastes sont produits simultan ment pour maintenir la population cellulaire du p richondre. Les nouvelles cellules cartilagineuses produites au cours de la croissance interstitielle r sultent de la division des chondrocytes au sein de leurs lacunes (voir Fig. 7.4). Cela n'est possible que parce que les chondrocytes conservent la capacit de se diviser et que la matrice environnante est distensible, permettant ainsi une activit s cr toire suppl mentaire. Initialement, le |
Histologie de Ross | s cellules filles des chondrocytes en division occupent la m me lacune. Au fur et mesure qu'une nouvelle matrice est s cr t e, une cloison se forme entre les cellules filles ; ce stade, chaque cellule occupe sa propre lacune. Avec la s cr tion continue de matrice, les cellules s' loignent encore plus les unes des autres. La croissance globale du cartilage r sulte donc de la s cr tion interstitielle de nouveau mat riel matriciel par les chondrocytes et de la s cr tion appositionnelle de mat riel matriciel par des blastes chondro nouvellement diff renci s (Dossier 7.2). Le cartilage a une capacit limit e de r paration. Le cartilage peut tol rer un stress intense et r p titif consid rable. Cependant, lorsqu'il est endommag , le cartilage manifeste une incapacit frappante gu rir, m me dans les blessures les plus mineures. Cette absence de r ponse aux l sions est attribuable l'avascularisation du cartilage, l'immobilit des chondrocytes et la capacit limit e des chondrocytes matures prolif rer. Une certaine r paration peut se produire, mais seulement si le d faut implique le p richondre. Dans ces l sions, la r paration r sulte de l'activit des cellules prog nitrices pluripotentielles situ es dans le p richondre. M me dans ce cas, cependant, peu de cellules cartilagineuses, voire aucune, sont produites. La r paration implique principalement la production d'un tissu conjonctif dense. Au niveau mol culaire, la r paration du cartilage est un quilibre provisoire entre le d p t de collag ne de type I sous forme de tissu cicatriciel et la r paration par expression des collag nes sp cifiques du cartilage. Cependant, chez les adultes, de nouveaux vaisseaux sanguins se d veloppent g n ralement sur le site de la cicatrisation de la plaie, ce qui stimule la croissance de l'os plut t que la r paration du cartilage. La capacit limit e du cartilage se r parer peut causer des probl mes importants en chirurgie cardiothoracique, comme le pontage aortocoronarien, lorsque le cartilage costal doit tre coup pour p n trer dans la cavit thoracique. Une vari t de traitements peuvent am liorer la gu rison du cartilage articulaire, y compris les greffes p richondrales, la transplantation cellulaire, l'insertion de matrices artificielles et l'application de facteurs de croissance. Lorsque le cartilage hyalin se calcifie, il est remplac par de l'os. Le cartilage hyalin est sujet la calcification, un processus dans lequel des cristaux de phosphate de calcium s'incrustent dans les tumeurs caract ris es par la s cr tion de matrice cartilagineuse. Environ 3,6 % des tumeurs osseuses primitives diagnostiqu es aux tats-Unis chaque ann e sont des chondrosarcomes. Ces tumeurs sont les deuxi mes tumeurs osseuses productrices de matrice les plus courantes apr s les ost osarcomes (tumeurs malignes formant des os). Ils surviennent plus souvent chez les hommes que chez les femmes et touchent les personnes g es de 45 ans et plus. Les chondrosarcomes prennent naissance principalement dans le squelette axial (et impliquent le plus souvent les vert bres, les os pelviens, les c tes, les omoplates et le sternum), et dans les m taphyses des extr mit s proximales des os longs (le plus souvent le f mur et l'hum rus). Le sympt me le plus courant signal par les patients est une douleur profonde, souvent pr sente pendant des mois et g n ralement de caract re terne. tant donn que le tissu cartilagineux est comprim l'int rieur de l'os, dans la plupart des cas, la croissance initiale d'une tumeur ne peut pas tre palp e. Les radiographies, les tomodensitogrammes et les IRM sont essentiels pour le diagnostic initial et plus tard pour l' valuation de l' tendue des tumeurs intram dullaires profondes. Les chondrosarcomes sont class s par des grades qui sont fortement corr l s avec le pronostic du patient. Au microscope, le grade 1 repr sente la tumeur la moins agressive et le grade 3 repr sente la tumeur la plus agressive. La plupart des chondrosarcomes (90 %) sont pathologiquement class s comme conventionnels (grades 1 et 2) ; ils m tastasent rarement et sont compos s de cartilage hyalin qui s'infiltre dans la cavit de la moelle osseuse et entoure les trabe-culae osseuses existantes (Fig. F7.2.1). De multiples chondroblastes souvent binucl s avec des motifs nu-clairs pl omorphes et hyperchromatiques sont fr quemment observ s dans une seule lacune. La matrice cartilagineuse peut galement subir une min ralisation et une ossification endochondrale ult rieure. La propagation m tastatique aux poumons et aux ganglions lymphatiques est plus fr quemment associ e des l sions de grade 3. R cemment, la localisation immunohistochimique des types de collag ne a t utilis e pour d terminer le stade de diff renciation tissulaire, qui est en fait corr l avec le pronostic d'un patient. La pr sence de collag ne de types II et X et de l'agr gat prot oglycique dans les biopsies indique des tumeurs matures associ es un bon pronostic. D'autre p |
Histologie de Ross | art, la pr sence de collag ne de type I indique des changements dans la ma-trix extracellulaire vers des types de tumeurs d diff renci es (fibreuses) avec un pronostic plus sombre. De plus, le facteur de transcription SOX9, qui est essentiel la diff renciation des cellules m senchymateuses en chondroblastes au cours du d veloppement f tal normal, est exprim dans les chondrosarcomes. Le traitement du chondrosarcome est chirurgical primaire : la tumeur est largement excis e. La chimioth rapie et la radioth rapie jouent un r le limit dans le traitement. Les patients atteints de tumeurs de bas grade correctement r s qu es ont un excellent taux de survie. FIGURE F7.2.1 Photomicrographie d'un chondrosarcome (grade 1) de l' piphyse de l'os long, color l'H&E. Cette photomicrographie montre une masse tissulaire de chondrosarcome infiltrant les espaces intertrab culaires de la moelle osseuse. Notez la pr sence de chondrocytes malins divers stades de maturit . Une petite zone de moelle osseuse active est visible dans le coin sup rieur gauche de l'image. 240. (Avec l'aimable autorisation de la Dre Fabiola Medeiros.) moelle osseusemoelle osseuseossechondrosarcomachondrosarcomachondrosarcome DOSSIER 7.2 Corr lation clinique : tumeurs malignes du cartilage ; Chondrosarcomes Les chondrosarcomes sont g n ralement des matrices cartilagineuses malignes croissance lente. La matrice du cartilage hyalin subit une calcification r guli re dans trois situations bien d finies : La partie du cartilage articulaire qui est en contact avec le tissu osseux dans les os en croissance et adultes, mais pas la partie superficielle, est calcifi e. La calcification se produit toujours dans le cartilage qui est sur le point d' tre remplac par de l'os (ossification endochondrale) pendant la p riode de croissance d'un individu. Le cartilage hyalin chez l'adulte se calcifie avec le temps dans le cadre du processus de vieillissement. Dans la plupart de ces situations, avec suffisamment de temps, le cartilage qui se calcifie est remplac par de l'os. Par exemple, chez les personnes g es, des parties des anneaux cartilagineux de la trach e sont souvent remplac es par du tissu osseux (Fig. 7.13). Les chondrocytes tirent normalement tous leurs nutriments et liminent les d chets par diffusion de mat riaux travers la matrice. Lorsque la matrice devient fortement calcifi e, la diffusion est entrav e et les chondrocytes gonflent et meurent. La cons quence ultime de cet v nement est l'ablation de la matrice calcifi e et son remplacement par de l'os. Un certain nombre d'enqu teurs pensent que le processus d' limination du cartilage implique un type de cellule sp cifique d sign comme chondroclaste. Cette cellule est d crite comme ressemblant un ost oclaste dans les deux cas. FIGURE 7.13 Photomicrographie d'un anneau trach al d'un individu g , color l'H&E. Les zones plus fonc es et quelque peu basophiles du c t gauche de la micrographie repr sentent une matrice cartilagineuse normale (C). Les zones plus claires et plus osinophiles repr sentent le tissu osseux (B) qui a remplac la matrice cartilagineuse d'origine. Une grande cavit m dullaire s'est form e dans la structure cartilagineuse et est visible au centre de la micrographie. 75. morphologie et fonction lytique. On pense que ces cellules p n trent dans le cartilage le long des vaisseaux sanguins nouvellement germ s et qu'elles pourraient en fait tre d riv es de cellules souches p rivasculaires ou de la moelle osseuse. Cependant, l'origine pr cise de ces cellules est inconnue. Les premi res tudes de la structure et de la fonction des chondroclastes ont t men es sur la mandibule en d veloppement, dans laquelle la r sorption du cartilage de Meckel n'est pas suivie d'un remplacement osseux (ossification endochondrale). Il est probable que les chondroclastes soient des cellules qui se produisent partout o le cartilage est retir . Leur r le est discut en ce qui concerne la formation de l'os endochondral. Le cartilage est une forme avasculaire de tissu conjonctif compos e de cellules appel es chondrocytes et d'une matrice extracellulaire hautement sp cialis e. Trois types de cartilage sont d crits sur la base des caract ristiques de la matrice : le cartilage hyalin (d crit ici), le cartilage lastique (d crit dans la planche 9) et le fibrocartilage (d crit dans la planche 10). Le cartilage hyalin a une matrice amorphe d'apparence homog ne. Il contient du collag ne de type II. Le collag ne de type II appara t au microscope lectronique transmission (MET) sous la forme de fibrilles minces, d'un diam tre de ~20 nm, dans lesquelles la bande caract ristique de 68 nm peut ne pas tre vidente. Les fibrilles sont dispos es selon un motif tridimensionnel semblable du feutre. La matrice contient galement de grandes quantit s de glycosaminoglycanes, dont la plupart forment des prot oglycanes et des agr gats de prot oglycanes. Le cartilage hyalin se trouve chez l'adulte en t |
Histologie de Ross | ant que cadre structurel du larynx, de la trach e et des bronches ; On le trouve sur les extr mit s articulaires des c tes et sur les surfaces des articulations synoviales. De plus, le cartilage hyalin constitue une grande partie du squelette f tal et joue un r le important dans la croissance de la plupart des os. Le cartilage hyalin pr sente la fois une croissance appositionnelle, l'ajout de nouveau cartilage sa surface, et une croissance interstitielle, la division et la diff renciation des chondrocytes au sein de sa substance. Cartilage hyalin, trach e, humain, H&E 450. Cette micrographie r v le la pr sence de cartilage hyalin partir de la trach e, comme on le voit dans un chantillon pr par r guli rement. Le cartilage se pr sente sous la forme d'une tendue avasculaire de mat riau matriciel et d'une population de cellules appel es chondrocytes (Ch). Les chondrocytes produisent la matrice ; l'espace occup par chaque chondrocyte est appel lacune (L). Autour du cartilage et en apposition imm diate celui-ci se trouve une couverture de tissu conjonctif, le p richondre (P). Le p richondre sert de source de nouveaux chondrocytes lors de la croissance appositionnelle du cartilage. Souvent, le p richondre r v le deux couches distinctes : une couche externe, plus fibreuse, et une couche int rieure, plus cellulaire. La couche interne, plus cellulaire, est chondrog nique et assure la croissance externe. La matrice cartilagineuse contient des fibrilles de collag ne masqu es par une substance broy e dans laquelle elles sont int gr es ; Ainsi, les fibrilles ne sont pas videntes. Le Cartilage hyalin, trach e, humain, H&E 850. Cette micrographie grossissement plus lev r v le la zone l'int rieur du rectangle dans la figure en bas gauche. Les chondrocytes (Ch) dans la partie sup rieure de la micrographie repr sentent un groupe isog ne et produisent du mat riel matriciel pour la croissance interstitielle. Une capsule pro minente n'est pas encore visible. La zone basosophile l g rement color e r v le des chondrocytes immatures (fl ches) l'int rieur du p richondre (P). Au plus pr s de la matrice cartilagineuse, l'int rieur du p richondre (P), la matrice contient galement, entre autres composants, des glycosaminoglycanes sulfat s qui pr sentent une basophilie avec de l'h matoxyline ou d'autres colorants basiques. De plus, le mat riau matriciel qui entoure imm diatement une lacune a tendance se tacher plus intens ment avec des colorants basiques. Cette r gion est appel e capsule (Cap). Il n'est pas rare que la matrice semble se colorer plus intens ment dans des zones localis es (ast risques) qui ressemblent beaucoup la matrice de la capsule. Cela r sulte de l'inclusion d'une capsule dans l' paisseur de la section, mais pas de la lacune qu'elle entoure. Fr quemment, deux ou plusieurs chondrocytes sont situ s extr mement pr s l'un de l'autre, s par s seulement par une mince partition de matrice. Il s'agit d'amas de cellules isog nes qui r sultent d'une seule cellule pr d cesseure. La prolif ration de nouveaux chondrocytes par ce moyen, avec l'ajout de matrice qui en r sulte, entra ne une croissance interstitielle du cartilage. Cartilage hyalin, trach e, humain, H&E 160. Le cartilage hyalin de cette micrographie provient d'un sp cimen obtenu peu de temps apr s la mort et maintenu au frais pendant la fixation. La proc dure r duit la perte de ses groupes sulfates charg s n gativement ; Ainsi, la matrice est plus fortement color e l'h matoxyline. Notez galement les capsules (fl ches) tr s distinctes et profond ment color es entourant les chondrocytes. La capsule repr sente le site o les glycosaminoglycanes sulfat s sont les plus concentr s. Contrairement la basophilie de la matrice cartilagineuse, le p richondre (P) est color l' osine. La r gion l g rement color e entre le p richondre et la matrice profond ment color e est une matrice qui n'a pas encore m ri. Il a moins de groupes sulfates. sont plusieurs chondrocytes qui pr sentent un cytoplasme peine d tectable et des noyaux allong s (FCh). Ces cellules sont des chondrocytes formateurs qui commencent tout juste produire du mat riel matriciel, ou qui le feront sous peu. En revanche, les noyaux pr s du bord inf rieur de la micrographie sont des noyaux de fibroblastes (Fib) ; Ils appartiennent la couche externe du p richondre. Notez quel point leurs noyaux sont att nu s par rapport aux noyaux chondroblastiques formatifs de la couche p richondriale interne. CL Cap, capsule Ch, chondrocytes FCh, chondrocytes formateurs Fib, fibroblastes L, lacune P, fl ches p richondre, chondrocytes immatures ast risque, capsule d'une lacune, mais avec lacune et chondrocytes contenus non inclus dans l' paisseur de la section PLANCHE 8 Le cartilage et le squelette en d veloppement Le cartilage hyalin est pr sent en tant que pr curseur des os chez le f tus. Ce cartilage est remplac par du tissu osseux, sauf l o un os entre en contact avec u |
Histologie de Ross | n autre, comme dans une articulation mobile. ces endroits, le cartilage persiste et recouvre l'extr mit de chaque os sous forme de cartilage articulaire, fournissant une surface lisse et bien lubrifi e contre laquelle l'extr mit d'un os se d place sur l'autre dans l'articulation. De plus, le cartilage, capable de croissance interstitielle, persiste dans les os de soutien du poids et autres os longs comme une plaque de croissance tant que la croissance en longueur se produit. Le r le du cartilage hyalin dans la croissance osseuse est bri vement examin ci-dessous et plus en d tail dans les planches 13 et 14. Squelette en d veloppement, pied f tal, rat, H&E 85. Cette section montre les cartilages qui deviendront finalement les os du pied. plusieurs endroits, on peut voir des ligaments en d veloppement (L) l'endroit o ils rejoignent les cartilages. Les noyaux des fibroblastes l'int rieur des ligaments sont peine perceptibles. Ils sont align s en rang es et sont s par s des autres rang es de fibroblastes par du collag ne. La teinte et l'intensit de la couleur de la matrice cartilagineuse, sauf la p riph rie, sont dues l'absorption combin e de 212 le H&E. Le collag ne de la matrice se colore l' osine ; Cependant, la pr sence de glycosaminoglycanes sulfat s entra ne une coloration par l'h matoxyline. La matrice cartilagineuse qui est sur le point d' tre remplac e par l'os, comme celle illustr e ici, s'impr gne de sels de calcium, Et le calcium est galement r ceptif la coloration l'h matoxyline. Les nombreuses lacunes largies (vues comme des espaces l gers l'int rieur de la matrice o les chondrocytes sont tomb s des lacunes) sont dues une hypertrophie des chondrocytes, un v nement associ la calcification de la matrice. Ainsi, l o ces grandes lacunes sont pr sentes, c'est- -dire dans la r gion centrale du cartilage, la matrice est fortement color e. Cette figure montre galement que le cartilage est entour de p richondre, sauf l o il fait face une cavit articulaire (JC). Ici, le cartilage nu forme une surface. Notez que la cavit articulaire est un espace entre les cartilages dont les limites sont compl t es par du tissu conjonctif (TDM). Le tissu conjonctif la surface de la cavit est sp cial. Il va constituer la membrane synoviale chez l'adulte et contribuer la formation d'un liquide lubrifiant (liquide synovial) pr sent dans la cavit articulaire. Par cons quent, toutes les surfaces qui entoureront la cavit articulaire adulte sont d riv es l'origine du m senchyme. Le liquide synovial est une substance visqueuse contenant, entre autres, des glycosaminoglycanes ; Il peut tre consid r comme un exsudat de liquide interstitiel. Le liquide synovial pourrait tre consid r comme une extension de la matrice extracellulaire, car la cavit articulaire n'est pas tapiss e d'un pith lium. CARTI LAG E AN D TH E DEVE LOPI NG S KE LETON KEY B, os C, cartilage CT, tissu conjonctif JC, cavit articulaire L, ligament MC, cavit m dullaire pointe de fl che, cartilage calcifi Squelette en d veloppement, f tus, humain, acide thionine-picrique 30. Cette figure montre un os long du doigt en d veloppement et son articulation avec les os distaux et proximaux. Avant l' tape montr e ici, chaque os tait enti rement constitu d'une structure cartilagineuse hyaline semblable aux cartilages vus sur la figure ci-dessus, mais en forme d'os longs dans lesquels ils se d velopperaient. Ici, seules les extr mit s, ou piphyses, de l'os restent sous forme de cartilage, le cartilage piphysaire (C). La diaphyse, ou diaphyse, est devenue un cylindre de tissu osseux (B) entourant la cavit m dullaire (MC). La r gion sombre aux extr mit s de la cavit m dullaire est constitu e de cartilage calcifi (pointe de fl che) qui est remplac par de l'os. L'os situ aux extr mit s de la cavit m dullaire constitue la m taphyse. Avec cette m thode de coloration, le cartilage calcifi appara t brun fonc . L'os m taphysaire nouvellement form , qui est m lang ce cartilage calcifi en d g n rescence et qui est difficile d finir ce faible grossissement, a la m me couleur jaune-brun que l'os diaphysaire. Par la prolif ration continue du cartilage, l'os s'allonge. Plus tard, le cartilage se calcifie ; L'os est alors produit et occupe le site du cartilage r sorb . Avec l'arr t de la prolif ration du cartilage et son remplacement par l'os, la croissance de l'os s'arr te et il ne reste que le cartilage la surface articulaire. Les d tails de ce processus sont expliqu s dans la section Formation de l'os endochondral (planches 13 et 14). Le cartilage lastique a une matrice contenant des fibres lastiques et des lamelles lastiques en plus du collag ne de type II. On le trouve dans le pavillon de l'oreille externe, dans le tube auditif, dans l' piglotte et dans une partie du larynx. Le mat riau lastique conf re des propri t s d' lasticit , par opposition la r silience, qui ne sont pas partag es par le |
Histologie de Ross | cartilage hyalin. Le cartilage lastique est entour de p richondre, et sa taille augmente galement par la croissance appositionnelle et interstitielle. Contrairement au cartilage hyalin, cependant, le cartilage lastique ne se calcifie normalement pas. Cartilage lastique, piglotte, humains, H&E et colorants d'orc ine 80. Cette section de l' piglotte contient du cartilage lastique (CE) comme structure centrale. Les composants essentiels du cartilage, savoir la matrice qui colore en bleu profond et les lacunes claires et non color es entour es de matrice, sont vidents dans cette micrographie faible grossissement. Le pourtour du cartilage est couvert PLANCHE 9 E LASTIC CARTI LAG E KEY AT, tissu adipeux E, fibre lastique EC, cartilage lastique MG, glande muqueuse PC, p richondre SE, pith lium squameux stratifi Cartilage lastique, piglotte, humains, H&E et orc ine 250 ; encart 400. Cela montre une zone du cartilage lastique un grossissement plus lev . Les fibres lastiques apparaissent sous la forme de profils bleus et allong s l'int rieur de la matrice. Ils sont plus vidents sur les bords du cartilage, mais ils sont obscurcis dans certaines parties plus profondes de la matrice, o ils se fondent avec le mat riau lastique qui forme un nid d'abeille autour des lacunes. Des fibres lastiques (E) sont galement apparentes dans le tissu adipeux (TA), entre les adipocytes. Certaines des lacunes du cartilage sont dispos es par paires s par es par une mince plaque de matrice. La plaque de matrice appara t comme une barre entre les lacunes adjacentes. C'est le reflet de la croissance interstitielle du cartilage, en ce sens que les cellules cartilagineuses adjacentes sont d riv es de la m me cellule m re. Ils se sont loign s l'un de l'autre et ont s cr t une plaque de matrice cartilagineuse par p richondre (PC) ; Son caract re fibreux est peine visible sur cette figure. Notez galement le tissu adipeux (TA) l'int rieur des limites du cartilage lastique. Au-dessus et en dessous du cartilage lastique se trouve du tissu conjonctif, et chaque surface de l' piglotte est form e d' pith lium squameux stratifi (ES). Les glandes muqueuses (MG) se trouvent dans le tissu conjonctif au bas de cette figure. entre eux pour former deux lacunes. La plupart des chondrocytes repr sent s sur cette figure n'occupent qu'une partie de la lacune. Cela est d en partie au r tr cissement, mais aussi au fait que les chondrocytes plus anciens contiennent des lipides dans de grosses gouttelettes qui sont perdus lors du traitement des tissus. Le r tr cissement des chondrocytes l'int rieur des lacunes, ou leur perte due la chute de la section pendant la pr paration, fait ressortir les lacunes comme des zones claires et non tach es contre la matrice color e en noir. L'encart montre le cartilage lastique un grossissement encore plus lev . Ici, les fibres lastiques (E) sont nouveau visibles sous forme de profils allong s, principalement sur les bords du cartilage. La plupart des chondrocytes de cette partie de l' chantillon pr sentent un faible r tr cissement. De nombreuses cellules pr sentent un noyau arrondi typique et le cytoplasme est vident. Notons encore une fois que certaines lacunes contiennent deux chondrocytes, indiquant une croissance interstitielle. Le fibrocartilage est une combinaison de tissu conjonctif dense et de cartilage. Il a une matrice avec de gros faisceaux de collag ne de type I en plus du collag ne de type II. La quantit de cartilage varie, mais dans la plupart des endroits, les cellules cartilagineuses et leur matrice occupent une partie moindre de la masse tissulaire. Le fibrocartilage se trouve au niveau des disques intervert braux, de la symphyse pubienne, de l'articulation du genou, de l'articulation mandibulaire, de l'articulation sterno-claviculaire et de l'articulation de l' paule. Il peut galement tre pr sent le long des rainures ou des insertions pour les tendons et les ligaments. Sa pr sence est associ e des sites o la r silience est n cessaire dans le tissu conjonctif dense pour aider absorber un impact physique soudain, c'est- -dire o la r sistance aux forces de compression et de cisaillement est requise dans le tissu. Histologiquement, le fibrocartilage se pr sente sous la forme de petits champs de cartilage se fondant presque imperceptiblement avec des r gions de tissu conjonctif fibreux dense. Il est g n ralement identifi par la pr sence d'agr gats de chondrocytes arrondis (groupes isog nes) parmi les faisceaux de fibres de collag ne et par la coloration basophile du mat riau de la matrice capsulaire et de la matrice territoriale s cr t e par ces cellules. Il n'y a pas de p richondre. Fibrocartilage, disque intervert bral, humain, trichrome de Mallory 160. Il s'agit d'une vue faible grossissement du fibrocartilage. La m thode Mallory colore le collag ne en bleu clair. Le tissu a un aspect fibreux, et ce faible grossissement, les noyaux |
Histologie de Ross | des fibroblastes (F) apparaissent comme de petits corps allong s ou en forme de fuseau. Il y a relativement peu de fibroblastes pr sents, comme c'est le cas pour un tissu conjonctif dense. Les chondrocytes (C) sont plus nombreux et pr sentent des groupements spatiaux proches, c'est- -dire des groupes isog nes. Certains chondrocytes apparaissent sous forme d'amas allong s de cellules, tandis que d'autres apparaissent en rang es en file indienne. Le mat riau matriciel entourant imm diatement les chondrocytes a un aspect homog ne et se distingue ainsi du tissu conjonctif fibreux. PLANCHE 10 CL FIBROCARTILAGE C, chondrocytes F, fl che fibroblaste, lacune Fibrocartilage, disque intervert bral, humain, trichrome de Mallory 700. Cette figure montre l'aire circonscrite par le rectangle de la figure ci-dessus un grossissement plus lev . Les chondrocytes sont contenus dans des lacunas (fl ches), et leur cytoplasme se colore profond ment. Le mat riau de la matrice cartilagineuse environnante est maigre et se fond dans le tissu conjonctif dense. Le mat riau de la matrice cartilagineuse peut tre mieux d tect en observant le plus grand groupe de chondrocytes gauche de cette figure, puis en observant cette m me zone dans la figure ci-dessus. Notez la zone homog ne et lumineuse autour du nid de cellules dans la vue de faible puissance. C'est la r gion de la matrice cartilagineuse. Au plus grand grossissement de cette figure, il est possible de voir que certaines des fibres de collag ne sont incorpor es dans la matrice, o elles apparaissent comme des faisceaux vaporeux. VUE D'ENSEMBLE DE L'OS / 218 OS ET TISSU OSSEUX / 219 STRUCTURE G N RALE DES OS / 220 Surface externe des os / 220 Cavit s osseuses / 221 Os matures / 221 Os immatures / 223 CELLULES DE TISSU OSSEUX / 223 Cellules ost oprog nitrices / 225 Ost oblastes / 225 Ost ocytes / 227 Cellules de la muqueuse osseuse / 227 Ost oclastes / 227 FORMATION DES OS / 232 Ossification intramembraneuse / 234 Ossification endochondrale / 235 Croissance de l'os endochondral / 237 D veloppement du syst me ost onal (Haversien) / 240 BIOLOGIQUE MIN RALISATION ET V SICULES MATRICIELLES / 241 ASPECTS PHYSIOLOGIQUES DE L'OS / 242 Dossier 8.1 Corr lation clinique : Maladies articulaires / 221 Dossier 8.2 Corr lation clinique : Ost oporose / 233 Dossier 8.3 Corr lation clinique : facteurs nutritionnels dans la formation osseuse / 234 Dossier 8.4 Consid rations fonctionnelles : r gulation hormonale de la croissance osseuse / 242 L'os est un tissu conjonctif caract ris par une matrice extracellulaire min ralis e. L'os est une forme sp cialis e de tissu conjonctif qui, comme les autres tissus conjonctifs, se compose de cellules et de matrice extracellulaire. La caract ristique qui distingue l'os des autres tissus conjonctifs est la min ralisation de sa matrice, qui produit un tissu extr mement dur capable de fournir soutien et protection. Le min ral est le phosphate de calcium sous forme de cristaux d'hydroxyapatite [Ca10(PO4)6(OH)2]. En raison de sa teneur en min raux, l'os sert galement de site de stockage pour le calcium et le phosphate. Le calcium et le phosphate peuvent tre mobilis s partir de la matrice osseuse et absorb s par le sang au besoin pour maintenir des niveaux appropri s dans tout le corps. Ainsi, en plus du soutien et de la protection, l'os joue un r le secondaire important dans la r gulation hom ostatique du taux de calcium dans le sang. La matrice osseuse contient principalement du collag ne de type I ainsi que d'autres prot ines matricielles (non collag nes). Le principal composant structurel de la matrice osseuse est le collag ne de type I et, dans une moindre mesure, le collag ne de type V. Des traces d'autres types tels que les collag nes de type III, XI et XIII ont galement t trouv es dans la matrice. Toutes les mol cules de collag ne constituent environ 90% du poids total des prot ines de la matrice osseuse. La matrice contient galement d'autres prot ines matricielles (non collag nes) qui constituent la substance fondamentale de l'os. En tant que composant mineur de l'os, ne constituant que 10% du poids total des prot ines de la matrice osseuse, ils sont essentiels au d veloppement, la croissance, au remodelage et la r paration des os. Le collag ne et la substance broy e se min ralisent pour former du tissu osseux. Les quatre principaux groupes de prot ines non collag nes trouv es dans la matrice osseuse sont les suivants : Les macromol cules de prot oglycanes contiennent une prot ine centrale avec un nombre variable de cha nes lat rales de glycosaminoglycanes attach es de mani re covalente (hyaluronane, sulfate de chondro tine et sulfate de k ratane). Ils contribuent la r sistance la compression de l'os. Ils sont galement responsables de la liaison des facteurs de croissance et peuvent inhiber la min ralisation. Les prot oglycanes sont d crits en d tail au chapitre 6 (tableau 6.3, page 176). Les glycoprot ines multiadh sives |
Histologie de Ross | sont responsables de la fixation des cellules osseuses et des fibres de collag ne la substance min ralis e. Certaines des glycoprot ines les plus importantes sont l'ost onectine (qui sert de colle entre les cristaux de collag ne et d'hydroxyapatite) et les sialoprot ines telles que l'ost opontine (qui m die la fixation des cellules la matrice osseuse) et les sialoprot ines I et II (qui m dient la fixation cellulaire et initient la formation de phosphate de calcium pendant le processus de min ralisation). Prot ines d pendantes de la vitamine K sp cifiques aux os, qui comprennent l'ost ocalcine (qui capte le calcium de la circulation et attire et stimule les ost oclastes dans le remodelage osseux), la prot ine S (qui aide l' limination des cellules subissant l'apoptose) et la Gla-prot ine matricielle (MGP) (qui participe au d veloppement des calcifications vasculaires). Les facteurs de croissance et les cytokines, qui sont de petites prot ines r gulatrices, notamment les facteurs de croissance analogues l'insuline (IGF), le facteur de n crose tumorale (TNF-), le facteur de croissance transformant (TGF-), les facteurs de croissance d riv s des plaquettes (PDGF), les prot ines morphog niques osseuses (BMP) et les interleukines (IL-1, IL-6). Les membres les plus uniques de ce groupe sont les BMP, car ils induisent la diff renciation des cellules m senchymateuses en ost oblastes, les cellules productrices d'os. La BMP-7 humaine recombinante, galement connue sous le nom de prot ine ost og nique-1 (OP-1), est maintenant utilis e cliniquement pour induire la croissance osseuse apr s une chirurgie osseuse impliquant de gros d fauts osseux, des fusions vert brales ou l'implantation de mat riaux de greffe. La matrice osseuse contient des lacunes reli es par un r seau de canalicules. l'int rieur de la matrice osseuse se trouvent des espaces appel s lacunae (sing., lacuna), chacun contenant une cellule osseuse ou ost ocyte. L'ost ocyte tend de nombreux processus dans de petits tunnels appel s canalicules. Les canalicules traversent la matrice min ralis e, reliant les lacunes adjacentes et permettant le contact entre les processus cellulaires des ost ocytes voisins (planche 11, page 244). De cette mani re, un r seau continu de cellules contenant des canalicules et des lacunes et leurs processus se forme dans toute la masse de tissu min ralis . Jonctions par trou d' lectrons. Le tissu osseux d pend des ost ocytes pour maintenir la viabilit . Outre les ost ocytes, quatre autres types de cellules sont associ s l'os. Les cellules ost oprog nitrices sont des cellules d riv es de cellules souches m senchymateuses ; Ils donnent naissance des ost oblastes. Les ost oblastes sont des cellules qui s cr tent la matrice extracellulaire de l'os ; Une fois que la cellule est entour e de sa matrice s cr t e, on parle d'ost ocyte. Les cellules de la muqueuse osseuse sont des cellules qui restent la surface de l'os lorsqu'il n'y a pas de croissance active. Ils sont d riv s des ost oblastes qui restent apr s la fin du d p t osseux. Les ost oclastes sont des cellules r sorptrices osseuses pr sentes sur les surfaces osseuses o l'os est enlev ou remodel (r organis ) ou o l'os a t endommag . Les cellules ost oprog nitrices et les ost oblastes sont des pr curseurs d veloppementaux de l'ost ocyte. Les ost oclastes sont des cellules phagocytotiques d riv es de la fusion de cellules prog nitrices h mopo tiques dans la moelle osseuse qui donnent naissance aux lign es de granulocytes et de monocytes neutrophiles. Chacune de ces cellules est d crite plus en d tail ci-dessous. Les os sont les organes du syst me squelettique ; Le tissu osseux est le composant structurel des os. En r gle g n rale, un os est constitu de tissu osseux et d'autres tissus conjonctifs, notamment le tissu h mopo tique, le tissu adipeux, les vaisseaux sanguins et les nerfs. Si l'os forme une articulation librement mobile ou synoviale, du cartilage hyalin est pr sent. La capacit de l'os remplir sa fonction squelettique est attribuable au tissu osseux et, le cas ch ant, au cartilage hyalin ou articulaire. Le tissu osseux est class comme compact (dense) ou spongieux (spongieux). Si un os est sectionn , deux arrangements structurels distincts du tissu osseux peuvent tre reconnus (Fig. 8.1 et planche 12, page 246). Une couche compacte et dense forme l'ext rieur de l'os (os compact) ; Un r seau spongieux compos de trabe culae (minces spicules anastomos s de tissu osseux) forme l'int rieur de l'os (os spongieux). Les espaces l'int rieur du r seau sont continus et, dans un os vivant, sont occup s par la moelle et les vaisseaux sanguins. Les os sont class s selon leur forme ; L'emplacement de l'os spongieux et compact varie selon la forme de l'os. Les tissus osseux spongieux et compacts sont situ s dans des parties sp cifiques des os. Il est donc utile de d crire bri vement les types d'os et d'examiner o se trouvent les deux types de ti |
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