Biologie Cellulaire 1. Les membranes 2. La surface cellulaire 3. Les mitochondries 4. Le réticulum endoplasmique 5. L’appareil de Golgi-exocytose 6. Les lysosomes-endocytose

Participation des dictyosomes dans l’exocytose MEMBRANE PLASMIQUE DICTYOSOME RÉTICULUM ENDOPLASMIQUE RUGUEUX Face de formation (cis) Face de maturation (trans) VÉSICULES et GRAINS DE SÉCRÉTION VÉSICULES DE TRANSITION

Une augmentation de [Ca2+] induirait la première phase de l’exocytose de l’insuline [Ca2+] = 1mM [Ca2+] = 0.1 µM Phase 1 Ionophore du calcium [Ca2+] Microfilaments Attaque par la cytochalasine B Phase 2 • • Insuline • • Proinsuline Microtubules Dépolymérisation par la colchicine

Préproinsuline Proinsuline Insuline C SH SH A COO- Préproinsuline Proinsuline Insuline SH SH SH SH -H3N B Preproinsulin C S S A S S S S B Proinsulin S S A S S S S B

Les synapses sont des sites spécialisés où les neurones communiquent avec d’autres cellules Figure 21-4

Influx de Ca2+ stimule la libération de neurotransmetteurs Les vésicules synaptiques peuvent être remplies, leur contenu sécrété, puis recyclées, à l’intérieur d’une minute. Figure 21-29

Les protéines des vésicules synaptiques et de la membrane plasmique sont importantes pour l’arrimage des vésicules et leur fusion Figure 21-31

Les récepteurs cardiaques à acétylcholine activent une protéine G qui ouvre un canal à ions Figure 21-41

Le récepteur de la sérotonine module l’activité des canaux à K+ en activant l’adénylate cyclase Figure 21-42

Le signal médié par des neurotransmetteurs peut être arrêté de plusieurs façons -Suivant sa libération, le neuropeptide ou neurotransmetteur doit être retiré ou détruit pour éviter une stimulation continuelle de la cellule post-synaptique. -Pour arrêter le signal, le transmetteur peut diffuser et se diluer de la fente synaptique, ou bien être rapidement repris par la cellule pré-synaptique. -L’acétylcholine et les neuropeptides sont éliminés par dégradation enzymatique. -L’arrêt du signal de la plupart des neurotransmetteurs est médié via reprise du neurotransmetteur par la cellule pré-synaptique.

Chapitre 6 Les lysosomes et l’endocytose 1. De décrire la structure, la composition et les fonctions physiologiques des lysosomes et des peroxysomes. 2. De définir l’endocytose 3. De décrire les principales étapes de l’hétérophagie et de l’autophagie. 4. De préciser l’implication des lysosomes dans quelques maladies telles que la goutte, la silicose, la maladie de Pompe et la maladie de Tay-Sachs. 5. De décrire le ‘turnover’ ou le renouvellement des constituants cellulaires. 6. De préciser le rôle de l’endocytose et de l’exocytose dans le renouvellement des constituants de la membrane plasmique (exemple: les transporteurs du glucose).

Endocytose Phénomène actif de captation de matériel extracellulaire (bactéries, poussière, lipoprotéines, liquides, solutés etc.) Phagocytose (phagein = manger) Particules de grande taille (bactéries) Pinocytose classique (pinein = boire) Particules de petite taille, solutés (vésicules « lisses ») Pinocytose à manteau de clathrine Implique des récepteurs (« puits recouverts »)

Observés par Novikoff et isolés par de Duve dans les années 50 Enzymes des lysosomes et peroxysomes LYSOSOME 0.2 - 1µm PEROXYSOME Oxidases --> H2O2 H2O2 --> H2O + 1/2 O2 Catalase Protéases Ribonucléases Désoxyribonucléases Phosphatases Sulfatases Glycosidases Lipases Phospholipases etc. PH acide Observés par Novikoff et isolés par de Duve dans les années 50 0.2 - 0.4 µm

Principales fonctions cellulaires Exocytose Endocytose Sécrétion (neuro)-hormonale Noradrénaline Adrénaline, insuline etc. Nutrition Protozoaires Épithélium intestinal Défense Leucocytes Phagocytes Macrophages etc. Sécrétion de produits intracellulaires « inutiles » Renouvellement de la membrane plasmique (phospholipides, récepteurs, transporteurs, enzymes etc.) Renouvellement de la membrane plasmique (phospholipides, récepteurs, transporteurs, enzymes etc.)

Hétérophagie Autophagie HP AP 1. Captation 2. Progression GERL L2 L1 3. - Attaque du phagosome par les L1 - Formation des L2 - Attaque par d'autres L2 4. Dégradation 5. Exocytose

Vésicule à manteau de clathrine Pinocytose à manteau de clathrine Puits recouvert Ligand (ldl) Puits recouvert Récepteurs Clathrine Vésicule à manteau de clathrine Fusion avec des endosomes/ lysosomes, digestion et relâche de cholestérol Défaut génétique dans les récepteurs aux ldl mène à l ’hypercholestérolémie familiale

Les lysosomes et les maladies

Destruction des granulocytes par des cristaux d’urate de sodium dans la maladie de la goutte 1. Phagocytose de cristaux d'urate de Na par des granulocytes 3. Rupture du phagosome 2. Formation du phagosome et attaque des lysosomes 4. Rupture du granulocyte ---> douleurs dans les articulations (arthrite)

Silicose (Amiantose-Maladie des mineurs) • La poussière (silice, amiante, charbon) est phagocytée par des macrophages dans les alvéoles des poumons • Destruction des macrophages • Stimulation de la synthèse du collagène dans les fibroblastes par un facteur non-encore isolé résultant de la destruction des macrophages • Fibrose du tissu pulmonaire

Maladie de Pompe (Glycogenose) • Absence dans les lysosomes d’une glycosidase • Accumulation de glycogène dans du cytoplasme à l ’intérieur de vacuoles • Mort due à une insuffisance cardiovasculaire

Maladie de Tay-Sachs Absence d'une N-acetylhexosaminidase qui empêche la dégradation d'un phospholipide abondant dans le tissu nerveux: le ganglioside GM2. Ce ganglioside s'accumule dans les lysosomes des neurones Céramide (acides gras) N-acétylgalactosamine Galactose Glucose Acide Sialique N-acetylhexosaminidase Détériorations motrices et mentales. L'enfant meurt paralysé et aveugle entre 3 et 5 ans.

Le turnover cellulaire NOYAU S L1 AP CRA L2 L1 L1 CRE L2 CRH GS HP AUTOPHAGIE CMv EXOCYTOSE VP PHAGOCYTOSE PINOCYTOSE L1 = Lysosome primaire L2 = Lysosome secondaire GS = Grains de Sécrétions VP = Vésicule de Pinocytose CMv = Corps multivésiculaire HP = Héterophagosome CRH = Corps résiduel héterophagique S = Séquestration AP = Autophagosome CRA = Corps résiduel autophagique CRE = Corps résiduel excrété

Mécanisme de la stimulation du transport du glucose par l’insuline 7. Translocation par endocytose 6. Dissociation ? Glucose Glucose Pool intracellulaire de transporteurs du glucose 5. Transport 4. Fusion 3. Translocation par exocytose ? 2. Signal Insuline 1. Association