Vie et mort des cellules dans les tissus L'épiderme et son renouvellement par les cellules souches Épithélium sensoriel Voies aériennes et intestin Vaisseaux sanguins et cellules endothéliales Renouvellement par des cellules souches multipotentes : la formation des cellules sanguines Genèse : modulation et régénération du muscle squelettique Les fibroblastes et leurs transformations : la famille des cellules du tissu conjonctif Ingénierie des cellules souches

Vie et mort des cellules dans les tissus Être unicellulaire : individu originel Être pluricellulaire : cellules au service du corps tout entier Plus de 200 types de cellules différents dans l’organisme p1259

Cells of the Adult Human Body : a Catalogue How many distinct cell types are there in an adult human being? In other words, how many normal adult ways are there of expressing the human genome? A large textbook of histology will mention about 200 cell types that qualify for individual names. These traditional names are not, like the names of colors, labels for parts of a continuum that has been subdivided arbitrarily: they represent, for the most part, discrete and distinctly different categories. Within a given category there is often some variation—the skeletal muscle fibers that move the eyeball are small, while those that move the leg are big; auditory hair cells in different parts of the ear may be tuned to different frequencies of sound; and so on. But there is no continuum of adult cell types intermediate in character between, say, the muscle cell and the auditory hair cell. The traditional histological classification is based on the shape and structure of the cell as seen in the microscope and on its chemical nature as assessed very crudely from its affinities for various stains. Subtler methods reveal new subdivisions within the traditional classification. Thus modern immunology has shown that the old category of “lymphocyte” includes more than 10 quite distinct cell types. Similarly, pharmacological and physiological tests reveal that there are many varieties of smooth muscle cell—those in the wall of the uterus, for example, are highly sensitive to estrogen, and in the later stages of pregnancy to oxytocin, while those in the wall of the gut are not. Another major type of diversity is revealed by embryological experiments of the sort discussed in Chapter 21. These show that, in many cases, apparently similar cells from different regions of the body are nonequivalent, that is, they are inherently different in their developmental capacities and in their effects on other cells. Thus, within categories such as “fibroblast” there are probably many distinct cell types, different chemically in ways that are not easy to perceive directly. For these reasons any classification of the cell types in the body must be somewhat arbitrary with respect to the fineness of its subdivisions. Here, we list only the adult human cell types that a histology text would recognize to be different, grouped into families roughly according to function. We have not attempted to subdivide the class of neurons of the central nervous system. Also, where a single cell type such as the keratinocyte is conventionally given a succession of different names as it matures, we give only two entries—one for the differentiating cell and one for the stem cell. With these serious provisos, the 210 varieties of cells in the catalogue represent a more or less exhaustive list of the distinctive ways in which a given mammalian genome can be expressed in the phenotype of a normal cell of the adult body. http://www.garlandscience.com/textbooks/0815332181/pdfs/appendix.pdf p1259

http://www. garlandscience. com/textbooks/0815332181/pdfs/appendix http://www.garlandscience.com/textbooks/0815332181/pdfs/appendix.pdfp://www.garlandscience.com/textbooks/0815332181/pdfs/appendix.pdf p1259

Tissu Association de ces types cellulaires qui collaborent entre elles Forment des organes p1259

Construction des tissus par la matrice extra cellulaire Conséquences du contrôle de l’expression des gènes et des mécanismes du développement animal Création de la diversification cellulaire dans l’embryon par des mécanismes génétiques moléculaires Maintien de la diversification des cellules grâce au dialogue et à la mémoire des cellules Construction des tissus par la matrice extra cellulaire Mode de vie des cellules spécialisées p1259

Questions posées Comment les cellules collaborent entre elles pour exécuter leur tâche ? Comment naissent vivent et meurent les nouvelles cellules spécialisées ? Comment est préservée l’architecture des nouveaux tissus malgré leur perpétuel remaniement ? p1259

Réponses diverses Exemples illustrant les principes généraux Intéressants par l’originalité de leurs moyens d’étude Nombreux problèmes non résolus p1259

Plan L'épiderme et son renouvellement par les cellules souches Épithélium sensoriel Voies aériennes et intestin Vaisseaux sanguins et cellules endothéliales Renouvellement par des cellules souches multipotentes : la formation des cellules sanguines Genèse : modulation et régénération du muscle squelettique Les fibroblastes et leurs transformations : la famille des cellules du tissu conjonctif Ingénierie des cellules souches p1272

Embryon 3 feuillets Ectoblaste : Mésoblaste Entoblaste I (épiderme) II (épithéliums sensoriels) Mésoblaste Entoblaste p1272

Ectoblaste Nombreuses variétés de tissus Spécialisations très différentes Modes de vie différents p1272

Entoblaste Couche interne de l’embryon  Tube digestif primitif Un véritable zoo de types cellulaires qui bordent le tube digestif et ses annexes p1272

Plan Respiratoire Tube digestif Foie

3 – Foie #5p1277

Les fonctions du tube digestif : deux cas Cellules mélangées dans la paroi du tube Cellules spécialisées dans la sécrétion d’acide chlorhydrique Cellules spécialisées dans la sécrétion d’enzymes Cellules spécialisées dans l’absorption des nutriments Cellules regroupées en glandes Qui communiquent avec le tube Dérivent du tube chez l’embryon Comme le foie #5p1277

Le foie La plus grosse glande digestive Se développe autour d’une grosse veine qui court le long du tube digestif primitif de l’embryon  Rapports privilégiés entre le foie et le sang #5p1277

Hépatocytes Cellules qui dérivent de l’épithélium digestif primitif Lames et cordons anastomosés Séparés par les capillaires sinusoïdes #5p1277

Structure du foie #5p1277

Structure du foie #5p1277

Capillaires sinusoïdes Monocouche de cellules endothéliales aplaties Appliquées sur les hépatocytes Capillaires fenêtrés Facilitent les échanges entre l’hépatocyte et le sang Reçoivent le sang de l’intestin via la veine porte #5p1277

Fonctions du foie Interface entre le tube digestif et le sang Synthèse, dégradation, stockage de beaucoup de substances Rôle dans le métabolisme des lipides et des glucides Sécrètent la plupart des protéines trouvées dans le plasma Reste en communication avec la lumière de l’intestin via les canalicules biliaires Libère les déchets et la bile #5p1277

La bile Agent émulsifiant Absorption des graisses #5p1278

Hépatocyte Grosse cellule 50 % sont polyploïdes : 2, 4, 8 ou plus n ADN par cellule Peu de répartition des tâches Tous les hépatocytes peuvent tout faire Se divisent beaucoup (# au reste du tube digestif) #5p1278

Le foie modèle d’homéostasie tissulaire Gros problème non résolu de la biologie du développement et des tissus : Qu’est ce qui détermine la taille d’un organe du corps ou la quantité d’un tissu par rapport à l’autre ? La réponse est différente en fonction des organes #6p1278

Généralités sur le renouvellement du foie Les hépatocytes vivent un an ou plus et sont remplacés lentement Dans un tissu même à renouvellement lent, un déséquilibre petit mais permanent entre le taux de production et le taux de mort entraîne un désastre Eg : hépatocytes Si 2 % des hépatocytes se divisent chaque semaine Et 1 % des hépatocytes meurent chaque semaine  En 8 ans poids du foie > poids du reste de l’organisme  #6p1278

Mécanismes homéostatiques Ajuste le taux de prolifération cellulaire Et le taux de mort cellulaire  Taille normale #6p1278

Expériences de greffes Foie de petit chien sur un gros chien  grossit et atteint la taille du foie du receveur Foie de gros chien sur un petit chien  se rétrécit et atteint la taille du foie du receveur #6p1278

Expériences de destruction hépatique Chirurgicale Ou tétrachlorure de carbone  Afflux de mitoses en un jour environ Par mitose des hépatocytes Ou à partir des cellules souches des canaux biliaires (en cas d’élimination totale des hépatocytes) Remplacement rapide du foie perdu Hépatectomie partielle des 2/3 chez le rat  régénération en 2 semaines #6p1278

Molécules impliquées Très nombreuses La plus importante : Hepatocyte Growth Factor #6p1278

Hepatocyte Growth Factor Multifunctional growth factor which regulates both cell growth and cell motility. It exerts a strong mitogenic effect on hepatocytes and primary epithelial cells Its receptor is PROTO-ONCOGENE PROTEINS C-MET. #6p1278

Hepatocyte Growth Factor Stimule la division des hépatocytes en culture Production augmentée à la suite d’une lésion hépatique #6p1278

Proto-Oncogene Proteins c-met Cell surface protein-tyrosine kinase receptors for HEPATOCYTE GROWTH FACTOR. They consists of an extra cellular alpha chain which is disulfide-linked to the transmembrane beta chain. The cytoplasmic portion contains the catalytic domain and sites critical for the regulation of kinase activity. Mutations of the gene for PROTO-ONCOGENE PROTEINS C-MET are associated with papillary renal carcinoma and other neoplasia.

Deux facteurs de régulation du foie ie équilibre entre naissance et mort des cellules Régulation de la prolifération cellulaire (cf. supra) Régulation de la survie des cellules

Régulation de la survie des cellules Phénobarbital chez le rat  stimulation de la division cellulaire  augmentation de volume du foie Arrêt du traitement  augmentation de la mort des hépatocytes  retour à la normale du volume du foie (en  1 semaine) Mécanisme inconnu : signaux émis par les autres cellules pour leur survie  si trop de cellules pas assez de signal  mort des cellules