Cours de physiologie cellulaire Les lysosomes Présenté par Dr TAIBI Faiza

INTRODUCTION En 1955, le biochimiste belge De Duve identifia dans les cellules des organites caractérisés par un équipements enzymatique spécialisé dans la dégradation de différents constituants normaux de la cellule. Ce sont les lysosomes Morphologie et structure Les lysosomes sont tjrs limités par une membrane de 75A° La structure, le nombre, la taille, le contenu diffèrent d’une cellule à l’autre et même à l’intérieur d’une même cellule, selon son état physiologique Isolés: lysosomes primaires Iiés: lysosomes secondaires Les lysosomes se classent en deux types Lysosomes primaires ou purs: Ce sont des vésicules qui ne renferment que des enzymes lytiques, limitées par une membrane imperméable qui protège la cellule

Rôles physiologiques 1. Voie autophagique Phagosome Lyso IIaire 2. Les lysosomes secondaires: Vacuoles volumineuses avec un contenu hétérogène selon la nature des substances à digérer et le stade de la digestion a/ Phagosomes: lysosome primaire + vacuole phagocytaire (invagination) b/ Corpuscules résiduels: proviennent des phagosomes et contenant des résidus non digestibles c/ cytosomes/vacuoles autophagiques: une zone lysée s’entoure d’une membrane formant une vacuole dans laquelle se déverse des enzymes lysosomiques Rôles physiologiques 1. Voie autophagique endocytose Phagosome Fusion avc lyso Iaire Décharge des enzymes Lyso IIaire Substance exogène Corps résiduels Les substances digérées passent à travers la membrane des lysosomes dans le phagosome peuvent être réutilisées Rejetés par exocytose Corps résiduels conservé

Produit de la digestion Milieu extracellulaire déchets Capture des substances par endocytose Substances exogènes Membrane plasmique Digestion des substances exogènes Rejet des substances par exocytose Vacuoles/vésicules d’endocytose Corps résiduel Lysosome secondaire Hydrolases lysosomales Produit de la digestion Lysosomes primaires Figure 1. Principales étapes de l’hétérophagie

Activité hétérophagique des cellules folliculeuses de la thyroïde: production d’hormone thyroïdienne à partir de la thyroglobuline Lumière du follicule colloïde Thyroglobuline iodée Iodation Sécrétion de thyroglobuline Endocytose Gouttelettes de colloïde Lysosome primaire Digestion Lysosome secondaire Rejet des hormones thyroïdiennes Tri-iodothyronine et tetra- iodothyronine Figure 2. Production d’hormones thyroïdiennes à partir de la thyroglobuline

La voie autophagique C’est la digestion intracellulaire de substrats endogènes, elle se fait dans les lysosomes secondaires appelés vacuoles autophagiques Repliement d’une lame du REL Cette vacuole peut se former par: Invagination d’un lysosome

VACUOLES AUTOPHAGIQUES Hydrolases lysosomales Particules de glycogène Réticulum endoplasmique VACUOLES AUTOPHAGIQUES CORPS RESIDUELS A Mitochondries B Lysosome Lysosomes primaires C Produit de sécrétion Dictyosome Grain de sécrétion Formation de vacuoles autophagiques

Biogénèse des lysosomes primaires: Les lysosomes se forment: A partir de l’Appareil de Golgi: les hydrolases lysosomales sont synthétisés par les ribosomes du RE, transitent par les dictyosomes. Les lysosomes primaires sont des grains de sécrétion golgiens A partir du réticulum endoplasmique lisse: une portion de réticulum endoplasmique lisse située au voisinage de la face de formation des dictyosomes et appelée « GERL » bourgeonne des vésicules qui forment les lysosomes primaires.

Réticulum endoplasmique rugueux Biogénèse des lysosomees primaires: Lysosomes primaires Hydrolases lysosomales Lysosomes primaires GERL ............ ..... .... . Grains de sécrétion dictyosome Réticulum endoplasmique rugueux Biogénèse des lysosomes primaires

Lysosomes et pathologie: Certaines particules drainées dans la cellule, sont digérées par les granulocytes ou les macrophages Elles sont généralement digérées, elles provoquent donc la lyse des lysosomes IIaires et donc des granulocytes maladies La goutte La silicoce Certaines autres maladies proviennent d’un système enzymatique lysosomale Surchargé, donc incapable de digérer toutes les substances enfermées. C’est la maladie de la surcharge

Libération des hydrolases Cristaux d’urate Membrane de la vacuole Interaction cristal d’urate-membrane de la vacuole digestive D Phagocytose d’un cristal d’urate de sodium A Lysosomes primaires ou granules spécifiques Vacuole de phagocytose Rupture de la membrane de la vacuole digestive E Cristal empoisonné dans une vacuole B Libération des hydrolases Décharge des hydrolases lysosomales C Lyse du granulocyte F Membrane plasmique lysée Destruction des granulocytes par les cristaux d’urate de sodium dans la maladie de la goutte