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1/76 LA CELLULE I- GENERALITES Organisation cellulaire des êtres vivants 1- Historique.

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2 1/76 LA CELLULE I- GENERALITES Organisation cellulaire des êtres vivants 1- Historique

3 2/76 2- Unité fonctionnelle Toutes les fonctions vitales dun organisme ont lieu dans la cellule. Lêtre vivant pluricellulaire nest pas un simple assemblage de cellules mais le résultat de lactivité coordonnée de toutes les cellules qui le composent.

4 3/76 3- Unité dorigine

5 4/76 3- Unité dorigine Blastocyte: embryon de 4 à 6 jours contenant des cellules souches.

6 5/76 3- Unité dorigine Cellules souches : cellules capables de se différencier pour donner tous les types cellulaires présents dans un organisme. Les cellules souches embryonnaires sont totipotentes (capable de se différencier en nimporte quel type de cellule composant lorganisme). Les cellules souches adultes sont multipotentes (au cours de leur développement, leurs possibilités de différenciation diminuent).

7 6/76 3- Unité dorigine

8 7/76 4- Cytologie : définition Létude des cellules est la cytologie qui apprécie leur forme, leur composition chimique, leur fonctionnement. 5- Différenciation cellulaire Chez les êtres unicellulaires, toutes les fonctions vitales sont réunies dans la même cellule qui est dite indifférenciée. A linverse, chez les êtres pluricellulaires, chaque fonction est dévolue à un groupe de cellules spécialisées, regroupées au sein dun même tissu et dites différenciées (ex: cellules hépatiques, sanguines, nerveuses, etc...).

9 8/76 II- MORPHOLOGIE CELLULAIRE 1- Moyens détude: microscope optique microscope électronique Cellules: vivantes fixées

10 9/76 micromanipulateurs

11 10/76 2-Taille des cellules Une cellule mesure en règle générale de 5 à 50 microns (µ). Par exemple, le diamètre du globule rouge est de 7 µ.

12 11/76 3- Forme et structure Les cellules sont de forme variable, cubique, cylindrique, ovoïde, en forme de disque biconcave comme dans le cas du globule rouge. Toutes les cellules comprennent un corps cellulaire contenant le cytoplasme dans lequel se trouve le noyau.

13 12/76 III- CYTOPLASME Le cytoplasme est composé de hyaloplasme renfermant des inclusions cytoplasmiques. Il est limité par la membrane cellulaire qui isole la cellule du milieu extérieur. 1- Le hyaloplasme Cest une substance visqueuse, transparente, homogène

14 13/76 2- La membrane cellulaire 1- Elle présente des pores qui mettent la cellule en communication avec lextérieur

15 14/76 2- La membrane cellulaire 1- Elle présente des pores qui mettent la cellule en communication avec lextérieur

16 15/76 les protéines transmembranaires assurent des transports actifs dans les deux sens (système de la pompe à sodium )

17 16/76 récepteurs spécifiques pour diverses substances hormonales ou chimiques ou permettant la fixation et la pénétration de certains virus.

18 17/76 3- Lappareil mitochondrial – Les mitochondries Lappareil mitochondrial est constitué de mitochondries soit isolées, soit groupées en filaments. Les mitochondries sont limitées par une double membrane, la membrane interne formant des crêtes mitochondriales vers lintérieur.

19 18/76 Les mitochondries sont les centrales énergétiques de la cellule. Elles produisent lénergie sous forme dATP en dégradant le glucose en présence doxygène. Le cyanure agit en bloquant cette production dénergie. Les mitochondries contiennent de lADN qui a la particularité dêtre uniquement dorigine maternelle

20 19/76

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22 21/76 4- Lappareil de Golgi 5 à 10 sacs en forme de disque synthèse de sucres stockage et de concentration de diverses substances transport en dehors de la cellule

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24 23/76 5- Les lysosomes Les lysosomes sont des granulations remplies denzymes assurant la dégradation des substances que la cellule a captées. Pour éviter de digérer leur propre membrane, les lysosomes disposent dun revêtement interne les protégeant de laction de leurs propres enzymes.

25 24/76 6- Le réticulum endoplasmique Cest un réseau de cavités de forme tubulaire qui assure le stockage et le transport de diverses substances à lintérieur de la cellule.

26 25/76 7- Les ribosomes Les ribosomes sont composés dARN et de protéines. Ils se composent de deux sous-unités. Ils interviennent dans la synthèse des protéines en traduisant linformation génétique recopiée à partir de lADN et contenue dans lARN messager. Ils sont le plus souvent groupés à la surface des canalicules du réticulum endoplasmique.

27 26/76 8- Lergastoplasme En période dactivité sécrétoire intense de la cellule, le réticulum endoplasmique se développe et les ribosomes deviennent très nombreux. Lensemble de ces deux formations prend le nom dergastoplasme.

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29 28/76 9- Le centre cellulaire ou centrosome Il est formé de quatre centioles groupés en deux paires. Les centrioles, de forme cylindrique sont formés de microtubules. Le centrosome intervient lors de la division cellulaire.

30 29/ Les vacuoles Ces cavités contiennent des substances de réserve ou des déchets.

31 30/ Les vacuoles

32 31/76 IV- LE NOYAU Il est de forme sphérique, ovoïde, parfois polylobée comme dans les polynucléaires du sang.

33 32/76 Il est limité par une membrane nucléaire présentant des pores qui permettent les échanges avec le cytoplasme. Il contient une substance visqueuse, le suc nucléaire, contenant les nucléoles et de lADN.

34 33/76 Les nucléoles, petites sphères très colorables, sont constituées dacide ribonucléique (ARN).

35 34/76 LADN se présente dans le noyau cellulaire sous deux formes différentes: 1- lorsque la cellule est au repos, le noyau cellulaire contient des blocs très colorés, la chromatine. Son étude en microscopie électronique montre quelle est formée de fibres chromatiniennes qui sont constituées dADN dont la double hélice est entourée dun manchon de protéines. Ces fibres sont enroulées en spirale formant un filament qui est à son tour torsadé sur lui-même.

36 35/76 2- lorsque la cellule va se diviser, les fibres chromatiennes se transforment en chromosomes dont le nombre et laspect sont constants pour une même espèce.

37 36/76 LADN possède schématiquement deux grandes propriétés : il est capable de se répliquer pour permettre la reproduction des cellules

38 37/76 il commande la synthèse des protéines, constituants essentiels des êtres vivants.

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40 39/76 V- LES CONSTITUANTS DE LA CELLULE Différents éléments simples se combinent entre eux pour former des molécules complexes que lon peut classer en deux grands groupes : Les substances minérales : eau, potassium, sodium, calcium, magnésium,fer, zinc, phosphore, soufre,chlore, iode, fluor. Leau représente 65 à 70% du poids total du corps humain chez ladulte. Eau liée Eau libre

41 40/76 LES ELEMENT CHIMIQUES ESSENTIELS 7 ELEMENTS MINERAUX CalciumCa PhosphoreP PotassiumK SoufreS SodiumNa ChloreCl MagnésiumMg

42 41/76 13 ELEMENTS TRACES : moins de 0,01% de tous les atomes, encore appelés OLOGO-EMEMENTS FerFe IodeI CuivreCu ZincZn ManganèseMn CobaltCo ChromeCr SéléniumSe MolybdèneMo FluorF EtainSn SiliciumSi VanadiumV

43 42/76 Les substances organiques composées uniquement de carbone, dhydrogène, doxygène, dazote. Trois catégories : protides. Les plus simples sont les acides aminés. La combinaison de plusieurs acides aminés forme les polypeptides. Enfin la combinaison des polypeptides forme les protéines. lipides. Ils sont contenus dans des inclusions lipidiques ou encore liés au protéines pour donner des lipoprotéines. Ils entrent dans la constitution des membranes. glucides ou sucres

44 43/76 VI- LE FONCTIONNEMENT DE LA CELLULE Les fonctions vitales de la cellule sont les suivantes : 1- Nutrition et métabolisme La cellule puise dans le milieu extérieur les éléments nécessaires à son fonctionnement. Cette absorption peut être soit passive à travers la membrane (diffusion), soit active à laide des protéines de transport. Labsorption par la cellule de particules volumineuses se fait parfois par dautres processus : la phagocytose la pinocytose

45 44/76 la phagocytose comme dans le cas des polynucléaires la cellule émet des pseudopodes qui entourent puis incluent la particule dans le cytoplasme

46 45/76 la pinocytose la membrane sinvagine entraînant les particules dans un canal qui se referme ensuite

47 46/76 Les matériaux ingérés sont utilisés par la cellule pour produire sa propre matière vivante ce qui porte le nom danabolisme ou pour produire de lénergie. La dégradation par la cellule des aliments ou de ses constituants usés porte le nom de catabolisme. Lensemble des réactions dont la cellule est le siège constitue le métabolisme cellulaire (anabolisme + catabolisme = métabolisme).

48 47/76 2- Respiration cellulaire Les mitochondries, grâce à des phénomènes doxydo-réduction, dégradent le glucose en présence doxygène avec production dénergie et de gaz carbonique.

49 48/76 3- Reproduction cellulaire Les êtres unicellulaires se multiplient par division directe, cest lamitose. Les êtres pluricellulaires se multiplient par division cellulaire indirecte ou mitose La mitose comporte plusieurs phases : 1- l interphase

50 49/76 2- la prophase: les chromosomes commencent à apparaître la membrane nucléaire disparaît le fuseau achromatique formé de petits tubules apparaît

51 50/76 3- la métaphase Les chromosomes sunissent aux petits tubules du fuseau et se disposent sur léquateur de ce fuseau.

52 51/76 4. L anaphase division longitudinale de tous les chromosomes en deux moitié rigoureusement identiques migration de chaque moitié le long du fuseau vers lun des pôles de la cellule

53 52/76 5- la télophase Les nouveaux chromosomes sont entourés par une membrane nucléaire

54 53/76 Les deux cellules filles se séparent

55 54/76 Il existe un autre mode de division particulier, réservé uniquement aux cellules sexuelles ou gamètes (ovule chez la femme, spermatozoïde chez lhomme), cest la méiose. 4- La mort cellulaire Elle peut survenir brutalement ou lentement, précédée par une période dagonie. On peut observer lagonie puis la mort des organites intra-cellulaires: dégénerescence hyaline graisseuse amyloïde muqueuse colloïde Après la mort, survient la période de nécrose.

56 55/76 hyaline graisseuse amyloïde muqueuse colloïde

57 56/76 hyaline graisseuse amyloïde muqueuse colloïde

58 57/76 V- LES PRINCIPAUX TISSUS 1- Définitions Un ensemble de cellules différenciées concourant à une même fonction constitue un tissu. Létude des tissus est lhistologie. Il existe quatre grandes variétés de tissus: épithéliaux conjonctifs musculaires nerveux Autres définitions: organes appareils

59 58/76 2- Les quatre variétés de tissus 2-1- Les épithéliums On distingue les épithéliums de revêtement et les épithéliums glandulaires. Les épithéliums de revêtement sont constitués dune seule couche de cellules (épithéliums simples) ou de plusieurs couches (épithéliums stratifiés) reposant sur une membrane basale. La forme des cellules qui les composent permet de distinguer les épithéliums cylindriques, cubiques, pavimenteux.

60 59/76 Epithéliums simples cylindriquecubique pavimenteux

61 60/76 Epithélium cylindrique simple Epithélium intestinal

62 61/76 Epithéliums simples pavimenteux

63 62/76 Cubique simple Paviment. simple Cubique simple Paviment. simple Coupe histologique de rein

64 63/76 Epithéliums stratifiés Epithélium pavimenteux stratifié kératinisé Ex: peau Epithélium pavimenteux stratifié non kératinisé Ex: muqueuse

65 64/76 Epithéliums stratifiés Epithélium pavimenteux stratifié non kératinisé Ex: muqueuse Vagin

66 65/76 Epithélium pavimenteux stratifié kératinisé Ex: peau Epiderme Couche cornée

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68 67/76 Les cellules qui composent les épithéliums glandulaires élaborent des substances particulières et les excrètent les glandes qui peuvent excréter leurs produits de sécrétion dans le sang sont dites endocrines les glandes qui déversent leurs sécrétions à lextérieur ou dans un organe creux (estomac, intestin) sont les glandes exocrines

69 68/ Le tissu conjonctif Cest un tissu de remplissage qui comble les vides entre les organes. Il est constitué par : 1. des cellules conjonctives: fibroblastes et fibrocytes, qui sont fixes 2. des cellules mobiles, les histiocytes qui ont des capacités de phagocytose 3. des fibres de collagène, épaisses et résistantes, qui comblent les espaces entre les cellules 4. des fibres élastiques plus fines 5. des fibrilles de réticuline

70 69/76 Le tissu conjonctif peut subir des transformations et donner: le tissu adipeux (surchage en graisse de ses cellules) le tissu osseux ou cartilagineux (calcification de sa substance interstitielle) le sang et les cellules hématopoïétiques

71 70/ Le tissu musculaire Le tissu musculaire possède une propriété physiologique, la contractilité, assurée par les cellules musculaires ou myocytes. Ces cellules sont caractérisées par la présence dans leur cytoplasme de nombreuses myofibrilles composées de myofilaments groupés parallèlement selon le grand axe de la cellule.

72 71/76 Il existe trois types de tissu musculaire composés de cellules musculaires ou myocytes : le tissu musculaire strié, qui est généralement associé au squelette, et est composé de cellules (rhabdomyocytes) qui présentent une striation transversale. Il est à contraction volontaire

73 72/76 le tissu musculaire lisse, formé de léiomyocytes, est localisé dans la paroi des viscères (estomac, intestins) et des vaisseaux. La contraction des muscles lisses, sous la dépendance du système nerveux végétatif, est involontaire.

74 73/76 le tissu musculaire cardiaque est composé de cardiomyocytes. Il est très semblable au tissu musculaire strié et on ne le trouve chez l'homme qu'au niveau du myocarde. Il se caractérise par son aptitude à se contracter rythmiquement et harmonieusement de façon spontanée. Il est innervé par le système nerveux végétatif : le rythme des battements cardiaques est déterminé par l'activité du noeud sino-auriculaire mais peut être modifié par les influx sympathiques et parasympathiques

75 74/ Le tissu nerveux Le tissu nerveux comprend essentiellement 4 catégories cellulaires : 1 - les neurones : leur corps cellulaire est localisé dans le système nerveux central (SNC) à lexception de deux types de neurones : 1A) les neurones végétatifs ; le corps cellulaire de ces neurones est localisé dans les ganglions végétatifs situés à proximité ou au sein même des tissus cibles 1B) les neurones sensitifs ; le corps cellulaire de ces neurones est localisé dans les ganglions spinaux, situés le long de la moelle épinière, à l'extérieur du canal rachidien.

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77 76/76 les cellules de la névroglie: le terme névroglie recouvre un ensemble de types cellulaires qui assure, notamment, le soutien architectural, trophique et nutritif des neurones. les macrophages: le système nerveux central accueille une population de macrophages résidents qui proviennent du tissu hématopoïétique. On trouve également des macrophages au niveau du système nerveux périphérique, dans le tissu conjonctif qui est associé aux nerfs périphériques.

78 77/76 4- les cellules souches neurales: depuis une dizaine dannées la notion du non renouvellement du tissu nerveux à été remise en cause. On sait en effet quun faible contingent de cellules souches est présente au niveau du SNC et participe non seulement au développement, mais également au renouvellement permanent du tissu nerveux et, le cas échéant, à sa régénérescence. FIN


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