Anatomie et physiologie de la cellule

1. Anatomie –
Physiologie
Humaine
-La cellule-
ROYAUME DU MAROC
ISPITS AGADIR
M. ADIDI Salah Abdelkodouss
Institut Supérieur des professions infirmières et techniques de
santé
MASTER en Pédagogies des sciences infirmières et techniques de
santé

2. Les objectifs pédagogiques
• Être en mesure de définir la cellule
• Savoir décrire la structure de la cellule
• Être en mesure de décrire la
physiologie cellulaire.
2

3. Tous les êtres vivants sont constitués d’éléments
microscopiques: des cellules.
Chez l’homme, il existe plusieurs milliards de cellules
Cytologie : science qui étudie la cellule
Histologie : science qui étudie les tissus
Introducti
on
3

4. La cellule constitue donc:
Une unité de structure : support des activités
biologiques.
Une unité d’information : contient l’information
héréditaire.
Une unité de fonction : assure la réalisation des
activités biologiques nécessaires à la vie.
Une unité de reproduction : développement ou
réparation des organes, des tissus.
4

5. La cellule est capable de différentes
fonctions :
✔ Nutrition et métabolisme
✔ Respiration
✔ Croissance et reproduction
(transmission héréditaire)
✔ Mouvement
5

6. Il existent différents types de cellules mais elles ont toutes
une
structure commune :
• la cellule est entourée d’une enveloppe (membrane
plasmique)
• à l’intérieur deux grandes parties:
1. le cytoplasme
2. le noyau
Amib
e
Globule
blanc
Neuron
e
6

7. Une cellule
animale
7
Une cellule Végétale

8. Taille des
cellules
Bactérie (2 µm)
Virus (50 à 100 nm)
Protéine ~ 3 nm
Si une cellule
animale avait
la taille d'un
immeuble de
six logements
1 µm = 1/1000 mm
1 nm = 1/1000 µm
8

9. Caractéristiques générales des cellules (2)
On connaît près de 200 types différents de
cellules dans le corps humain. Chaque type
remplit une fonction précise.
Exemples:
9

10. Caractéristiques générales des cellules (3)
Ces cellules ont des tailles, formes et
fonctions variées:
Exemples:
10

11. LA
CELLULE
Introduction
A. La membrane plasmique
1. Structure
2. Fonction
B. Le cytoplasme
1. La mitochondrie
2. Le réticulum
endoplasmique
3. Les ribosomes
4. L’appareil de Golgi
5. Les lysosomes
6. Les vacuoles
7. Le cytosquelette
C. Le noyau
1. La membrane
nucléaire
2. La chromatine
3. Le nucléole
11

12. LA CELLULE
• Une cellule est l'élément fonctionnel et
structural qui compose les tissus et organes
des êtres vivants. Elle contient l'information
génétique de l'individu.
• La cellule est la brique essentielle constitutive
de tous les organes et de tous les tissus.
• La multiplication des cellules est un
phénomène régulé qui permet le
développement du corps humain et des
différents organes.
12

13. LA CELLULE
13

14. 14
A- La membrane
plasmique

15. • Frontière entre l’intérieur et l’extérieur de la cellule
• Contrôle des entrées et des sorties de la cellule
(échanges cellulaires)
• Communication intercellulaire.
15

16. •Épaisseur : 7 à 8 nm
•Deux feuillets visibles au
microscope électronique
1 nm (nanomètre) = 1/1000 de µm
Il faudrait superposer 10 000
épaisseurs de membrane pour obtenir
l’épaisseur d’une feuille de papier.
Structure de la membrane
16

17. Structure de la membrane
• Les lipides (phospholipide & cholestérol
15% à 50%)
• Les protéines
• Les glucides
17

18. Comportement des phospholipides face à l'eau:
Groupement
phosphate polaire
hydrophile
Acides gras non
polaires
hydrophobes
18

19. Modèle de la mosaïque fluide
•Deux couches de
phospholipides
•Protéines à la surface
et à travers
•Polysaccharides
attachés aux lipides ou
aux protéines
•Cholestérol entre les
phospholipides
19

20. Cholestérol : rôle dans le maintien de la fluidité
de la membrane
LIPIDES
•Phospholipides (deux
couches)
•Cholestérol (15% à 50
% du total des lipides)
20
Les lipides

21. Régions
hydrophiles de
la protéine
Régions
hydrophobes
21
Les protéines

22. 22
La membrane est peuplée
par:
▪Les enzymes;
▪Les canaux;
▪Les transporteurs;
▪ Récepteurs;
▪ Adhérence entre les cellules
▪ Reconnaissance par le
système immunitaire.

23. Enzymes
Plusieurs enzymes sont disposées dans la
membrane (le plus souvent la membrane formant les
structures internes de la cellule).
Les enzymes de certaines
chaînes métaboliques sont
parfois disposées côte à côte
dans la membrane.
23

24. Récepteurs
Les cellules communiquent entre elles par
l'intermédiaire de substances chimiques
appelée hormones.
Hormone = substance chimique libérée par une
cellule et agissant sur une autre cellule
Pour agir, une
hormone doit se fixer
sur un récepteur. Ce
récepteur, c'est
souvent une protéine
de la membrane.
Cellule sensible à
l'hormone
Cellule
insensible à
l'hormone
hormone
récepteur
24

25. Adhérence entre les cellules
Les cellules adhèrent les unes aux autres par
l'intermédiaire de protéines de la membrane.
Dans une tumeur
cancéreuse, des anomalies
à ces protéines permettent
aux cellules de se détacher
de la tumeur principale et
d'aller former des tumeurs
secondaires (métastases)
ailleurs dans l'organisme.
25

26. Ces chaînes de glucides sont
faites de divers
monosaccharides. Elles sont
très variables d’un individu à
l’autre.
26
Les
glucides
Les groupes sanguins (système ABO) sont déterminés
par 3 glycoprotéines, glycoprotéines A, B et O, qui
diffèrent l’une de l’autre par la composition de leurs
chaînes de glucides.

27. • Le système immunitaire doit pouvoir distinguer ses
propres cellules des cellules étrangères.
• L’identification des cellules se fait par la reconnaissance
de glycoprotéines spécifiques à la surface des cellules :
protéines CMH (complexe majeur d’histocompatibilité).
• Ces protéines sont très variables d’un individu à l’autre;
27
Reconnaissance par le système
immunitaire
Le rejet des greffes

28. La fonction de la
membrane
28

29. La double couche de lipides est perméable:
•Aux molécules très petites (H2
O, CO2
, O2
)
•Aux molécules liposolubles.
La double couche de lipides est imperméable:
•Aux grosses molécules et à la plupart des molécules
polaires.
•Aux ions (K+
, Cl-
, Na+
)
29
La diffusion membranaire
Perméabilité
sélective

30. Beaucoup de substances
pénètrent dans la cellule en
passant par des protéines
formant des "tunnels" à travers
la membrane.
Transport
Certains de ces "tunnels"
peuvent se fermer ou
s'ouvrir.
30

31. •Forment des canaux à travers
la membrane
OU
•s’associent aux
molécules à
transporter et les
déplacent dans la
membrane
31
Des protéines de la membrane permettent
le passage de ce qui ne peut passer à
travers les lipides :

32. N.B. Ces canaux sont
généralement spécifiques : une
seule substance bien précise
peut les traverser et aucune
autre.
Donc, ce n'est pas
n'importe quelle
substance qui peut
traverser la membrane
= perméabilité
sélective. 32

33. 33
NB: La perméabilité
de la membrane à
certaines substances
peut se modifier

34. Passage de substances à travers la membrane peut
se faire:
Par transport passif
Par transport actif
34
LE TRANSPORT MEMEBRANAIRE
• Diffusion simple
• Diffusion facilitée

35. Par transport
passif
35
• Diffusion simple
• Diffusion facilitée

36. 36
Diffusion simple

37. La diffusion se fait par l’intermédiaire d’une protéine de
la membrane.
N .B.
• Pas de dépense d ’énergie
• Se fait selon le gradient de concentration 37
Diffusion facilitée

38. 38

39. Globules rouges en milieu hypertonique
39

40. Par transport
actif
40

41. • Besoin d’une source d’énergie (ATP)
• Peut se faire CONTRE le gradient de concentration
Indique une dépense d'énergie
41
Transport actif :
Ressemble à la diffusion facilitée (nécessite un
transporteur) MAIS :

42. 42
Transport actif

43. 43

44. 44
La pompe à sodium / potassium
Près de 40% de l’
énergie dépensée
chaque jour sert à
faire du transport
actif.

45. • Uniport : une substance dans une
direction unique (cas le plus
fréquent).
A A
B
A
B
A
• Symport : deux substances,
ensemble dans la même direction
(l'une ne passe pas sans l'autre, les
deux doivent passer ensemble).
A A
B B
• Antiport : deux substances en sens
contraire (l'une est échangée contre
l'autre).
45
3 types de protéines de transport selon la direction du
transport :

46. Transport des macromolécules
• Exocytose
• Endocytose
46

47. Endocytose
Exocytose
47

48. Phagocytose d’une bactérie par un globule blanc
48

49. LA
CELLULE
Introduction
A. La membrane plasmique
1. Structure
2. Fonction
B. Le cytoplasme
1. La mitochondrie
2. Le réticulum
endoplasmique
3. Les ribosomes
4. L’appareil de Golgi
5. Les lysosomes
6. Les vacuoles
7. Le cytosquelette
C. Le noyau
1. La membrane
nucléaire
2. La chromatine
3. Le nucléole
49

50. B: Le
cytoplasme
50

51. 51
B: Le
cytoplasme
Il est composé :
• du hyaloplasme : matrice homogène (80% eau, 50%
des protéines totales, glycogène, lipides, ions, sucres,
ARN, cytosquelette)
• des organites :
Mitochondries
Appareil De Golgi
Réticulum endoplasmique
Ribosomes
Centrioles
Cytosquelette
Flagelle

52. 52

53. 1. Mitochondries
• Description
Organite ressemblant à une fève possédant:
-membrane externe ++ perméable
-membrane interne (crêtes) -- perméable
-matrice mitochondriale
Possède son propre génome.
Nos mitochondrie sont exclusivement de la mère.
53

54. 1. Mitochondries
• Description
54

55. 1. Mitochondries
•Fonctions
Production de l’énergie de la
cellule par respiration cellulaire
(ATP)
L’APOPTOSE Cellulaire (mort
programmée)
55

56. 56

57. 2. Réticulum endoplasmique
• Description
Prolongement de la membrane nucléaire (simple membrane)
S’étend dans tout le cytoplasme (labyrinthe)
2 types: a) REG: Réticulum endoplasmique granuleux
(rugueux)
b) REL: Réticulum endoplasmique lisse
57

58. 2. Réticulum endoplasmique
• Description
système de ramifications fait de cavités aplaties
(citernes), de canalicules et de vésicules qui parcourent
le cytoplasme.
il est en continuité avec la membrane nucléaire et la
membrane plasmique
il porte ou non des ribosomes sur sa face cytosolique :
R.E. Granuleux ou R.E. Lisse
58

59. • Fonctions :
REL:
✔synthèse des lipides (phospholipides, stéroïdes dans
cellules sexuelles)
✔ stockage du calcium intracellulaire
✔ détoxification exp les hépatocytes
REG:
✔ synthèse des protéines
✔ modification post-traductionnelles : repliement des
protéines
59
2. Réticulum endoplasmique

60. 2 types de réticulums
endoplasmiques
Granuleux Lisse
Description
•Citernes
•Ribosomes sur
sa face externe
•Sacs et tubules
•Aucun ribosome
Fonctions
•Production des
protéines
•Usine à
membrane
(protéines
intégrées,
phospholipides et
cholestérol)
•Vésicule de
transport
•Synthèse des lipides (cholestérol,
phosphoglycérolipides, stéroïdes)
•Absorption, et transport des lipides
(intestin)
•Détoxification (médicaments,
drogues, alcool)
•Emmagasiner les ions calcium
(r.sarcoplasmique)
•Vésicule de transport
60

61. 61

62. 62

63. 3.Appareil de Golgi
• Description
Simple membrane
Entouré de vésicules
Formé de plusieurs dictyosomes (saccules
aplatis)
• Fonctions
Recevoir les lipides et les protéines du R.E. et les
réexpédier, après transformation et tri, vers un
certain nombre de destinations internes et externe
dans des vésicules de sécrétion.
Formation des lysosomes 63

64. saccul
e
dictyosom
e
vésicul
e
• Fonctions:
stockage et maturation des protéines issues du REG
participation au processus de sécrétion: tri et adressage
des protéines
Schéma de l’appareil de
Golgi
64

65. 65

66. Formation, emballage et sécrétion de protéines
66

67. 4. Lysosomes
• Description:
Sacs membraneux (simple membrane)
Contiennent un mélange d’enzymes digestives.
Fonctions: L’estomac de la cellule !!!
Digestion intracellulaire des substances nutritives
Digestion des substances étrangères (bactéries)
Digestion des composantes endommagées de la cellule
Autolyse : Autodigestion de la cellule
67

68. 68

69. 69

70. Cils :Déplacent des substances à la surface
de la cellule
Ex: mucus des voies respiratoires
Flagelle : Propulse
les spermatozoïdes
70
5. Cils et
flagelles

71. • Rôle dans la motilité cellulaire (cils et flagelles)
• Charpente de la cellule (maintien de sa forme)
6. Le Cytosquelette
71

72. 6. le
cytosquelette
• Organisation:
Microfilaments d’actine : stables et mobiles
✔ localisation corticale (endo & exocytose)
✔ Villosités
✔ associés à la myosine : appareil contractile des cellules
Microtubules: du centre vers la périphérie
✔ polymères de tubulines liés par des protéines structurales ou
motrices (# Sens).
✔ centrosome: 2 centrioles situés près du noyau
✔ responsable du fuseau mitotique
Filaments intermédiaires: les plus stables
✔ spécifiques des types cellulaires (diagnostic du cancer)
72

73. • Fonctions:
responsable de la forme des cellules, des expansions
de leur membrane plasmique (cils, flagelles,
microvillosités)
responsable de la position du noyau et des organites
dans la cellule
responsable des mouvements de la cellule
(endocytose) et des organites (vésicules)
73

74. 7 .Les
ribosomes
ribosom
e
• Organisation :
composé d’ARNr et de
protéines
2 sous-unités: grande sous-unité et petite sous-unité
chez les eucaryotes, les ARNr sont synthétisés au niveau
du nucléole
libres dans le cytoplasme (association en polysomes) ou
liés au REG
74

75. 7 .Les
ribosomes
ribosom
e
• Fonction:
effectuent la synthèse des protéines dont la
séquence est codée par l’ARNm
75

76. polysome ou 76

77. Spermatocyte de ver plat Anapterus x 50
000
77

78. 8. Les
vacuoles
vacuoles de cellules de
blé
cavités contenant des substances de réserve (glycogène,
lipides) ou des déchets à éliminer
78

79. LA
CELLULE
Introduction
A. La membrane
plasmique
1. Structure
2. Fonction
B. Le cytoplasme
1. La mitochondrie
2. Le réticulum
endoplasmique
3. Les ribosomes
4. L’appareil de Golgi
5. Les lysosomes
6. Les vacuoles
7. Le cytosquelette
C. Le noyau
1. La membrane
nucléaire
2. La chromatine
3. Le nucléole
79

80. 80
C. Le
noyau

81. C. Le
noyau
Le noyau renferme l’information génétique (la
bibliothèque de la cellule), il est visible quand
la cellule ne se divise pas (interphase).
L’enveloppe nucléaire délimite le nucléoplasme
qui contient la chromatine et le nucléole
81

82. 1. L’enveloppe
nucléaire
Double membrane percée de pores qui contrôlent les
échanges entre le nucléoplasme et le cytoplasme;
La membrane externe est en continuité avec les REG et peut
porter des ribosomes;
La membrane interne est en contact avec la chromatine.
82

83. 2. La
chromatine
• Composante principale du noyau
• Existe sous deux formes
• Hétéro-chromatine (sombre) région non active
• Euchromatine (claire) région active
• Composée d’ADN (acide désoxyribonucléique) enroulé
autour de protéines : les histones
Hétérochromati
ne
Euchromati
ne
Membrane
Nucléaire
83

84. 2. La
chromatine
•L’ADN et l’ARN se compose de trois substances:
un sucre, un groupe phosphate et une base
azotée.
•Le groupe phosphate est constante, tandis que
celle du sucre varie (le désoxyribose pour les
nucléotides de l’ADN, le ribose pour ceux de
l’ARN).
84
•Les cinq bases azotées différentes :
•l’adénine (A), la cytosine (C), la guanine (G), la
thymine (T) et l’uracile (U). La thymine et
•l’uracile sont très semblables, mais on ne
rencontre la thymine que dans l’ADN, et l’uracile
que dans l’ARN

85. 2. La
chromatine
85

86. Condensation de la chromatine en
chromosomes au cours de la
mitose
86

87. 87

88. 88

89. 3. Le
nucléole
Nucléol
e
• Corps sphérique non limité par
une membrane où sont synthétisés
les ARNr
• c’est à ce niveau que sont assemblées les sous-unités
ribosomales
• en général, il existe un nucléole par
cellule
89

90. Schéma d’une cellule
animale 90

91. La division
cellulaire
91

92. Avant la division cellulaire, chacun des
chromosomes est reproduit intégralement:
c’est la réplication.
🡪 Une copie de chaque chromosome migrera
dans chacune des deux cellules obtenues à
la fin de la division.
Une cellule mère
2 cellules filles
La mitose
92

93. Centromère
🡪 Avant la mitose: La réplication de l’ADN
• Chaque chromosome est répliqué en deux copies
identiques : les chromatides sœurs.
• Les chromatides demeurent liées par le
centromère.
• Les copies se séparent.
• Chaque copie migre dans une
cellule
Chromatides sœurs
La mitose
93

94. La mitose
Réplication de l’ADN et Mitose 94

95. 95

96. Les étapes de la mitose
🡪 Récapitulatif du cycle cellulaire: interphase et mitose
96

97. Interphas
e
Prophas
e
Métaphas
e
Métaphas
e
Anaphas
e
Anaphas
e
Télophas Télophase et
Télophas
La
mitose

98. Interphase
• noyau limité par
sa membrane
• chromatine plus
ou moins
dispersée
Prophase
• condensation de la
chromatine en
chromosomes
• disparition de la
membrane
nucléaire
• centrosome (aster)
visible
Métaphase
• centrosomes à
chaque pôle de la
cellule
• rassemblement
des chromosomes
au centre du
fuseau mitotique

99. Métaphase
• disposition des
chromosomes en
plaque
équatoriale
Début d'anaphase
• séparation
simultanée des
chromatides de
chaque
chromosome
Fin d'anaphase
• les deux lots de
chromosomes fils
gagnent les pôles
du fuseau

100. Début de
télophase
• apparition d’une
constriction
annulaire au milieu
du fuseau
Milieu de
télophase
• séparation de la
cellule en deux
• perte de
l’individualité des
Fin de télophase
• les deux cellules
filles sont séparées
• la chromatine et la
membrane
nucléaire se

101. Schema de la
mitose

102. 102

103. 103

104. 104

105. 105

106. 106

107. 107

108. 108

109. La mitose
Un petit jeu…
Repérez et nommer les phases de la mitose sur ce
cliché de cellules de racine d’oignon…
A. Métaphase
B. Télophase
C. Prophase (début)
D. Prophase (fin)
E. Anaphase
109

110. La mitose
🡪 Remarque: Une perturbation dans le contrôle
du cycle cellulaire conduit les cellules à se
multiplier de façon incontrôlée. Cela peut
aboutir à…
…Un
cancer
110

111. La méiose
Il s’agit d’un mode de reproduction cellulaire
aboutissant à la formation de gamètes, (ovules et
spermatozoïdes) qui ne possèdent que 1/2 du
matériel chromosomique de la cellule mère (23
chromosomes).
111

112. La méiose
112

113. 113
FIN

114. Les références
• Histologie, l’essentiel.2002 (Facett, Don W &
Jensh, Ronald, P).
• Histologie et embryologie, 2015 (cours de biologie
animale (Université Cadi Ayyad).
• L’électrophysiologie. 2015. Zama, F. (cours du
master, Université Cadi Ayyad).
• Le biophysique de membrane. 2015 (Bennouna,
M; cours du master, Université Cadi Ayyad).
114