Adaptation et lésions du tissu Texte original: Service d’ANAPATH, Faculté Broussais - Hôtel-Dieu, Paris

Homéostasie L'homéostasie représente la stabilisation des différents constituants d'une cellule qui répond aux demandes physiologiques normales.

Adaptation cellulaire Il s'agit des modifications fonctionnelles et morphologiques de la cellule liées à des exigences soit pathologiques, soit physiologiques plus importantes ou différentes.

Lésions cellulaires et mort cellulaire Les lésions cellulaires représentent une perturbation dans l'organisation normale d'une cellule. Elles sont la conséquence d'une suite d’événements survenant lorsque l’adaptation est impossible ou dépassée.

Il peut s'agir de lésions réversibles ou de lésions irréversibles dont l'aboutissement est la mort cellulaire par nécrose.

II. ADAPTATION CELLULAIRE ET TISSULAIRE Définition L'adaptation cellulaire ou tissulaire se caractérise par des modifications morphologiques et physiologiques d’une cellule ou d’un tissu pour ajuster leur activité à une variation de la demande physiologique ou à des conditions pathologiques.

Ces modifications sont réversibles Ces modifications sont réversibles. Elles peuvent porter sur: La croissance cellulaire Hyperplasie Hypoplasie/Aplasie La taille des cellules Hypertrophie Atrophie La différenciation cellulaire Métaplasie

Hyperplasie Définition -Il s'agit de l'augmentation du nombre des cellules d’un tissu ou d’un organe dans les tissus capables de se diviser. -Elle est parfois associée à une hypertrophie cellulaire. -Elle est souvent associée à une augmentation du volume de l’organe.

Exemples 1. Hyperplasie physiologique: - hormonale: glande mammaire (puberté et grossesse), endomètre au cours du cycle menstruel - compensatrice: régénération hépatique après hépatectomie partielle, hyperplasie érythroblastique au cours des anémies hémolytiques

2. Hyperplasie pathologique: - stimulation hormonale excessive: hyperplasie de l’endomètre au cours des hyperoestrogénies, goître thyroïdien - inflammation: hyperplasie des fibroblastes et des cellules endothéliales dans la réparation tissulaire, hyperplasie épithéliale au cours des inflammations virales (verrue cutanée)

Hypoplasie/Aplasie Définition Il s'agit de la diminution du nombre des cellules dans un tissu ou d’un organe par arrêt ou diminution de la division cellulaire.

Exemples 1. Hypoplasie physiologique: - sénescence: endomètre, testicules, ... 2. Hypoplasie/Aplasie pathologique: - radiations ionisantes ou toxiques: aplasie médullaire

Hypertrophie cellulaire Définition Il s'agit de l'augmentation de la taille de la cellule par augmentation de son activité fonctionnelle.

- hypertrophie des cellules myocardiques par surcharge hémodynamique chronique - hypertrophie des cellules musculaires striées squelettiques des sportifs (augmentation du nombre des myofilaments et augmentation des capacités musculaires) - hypertrophie rénale compensatrice - hypertrophie du myomètre

NB: L'hypertrophie d’un tissu ou d’un organe est une augmentation de volume d’un tissu ou d’un organe par augmentation de son activité fonctionnelle. Elle peut être liée soit à une hyperplasie cellulaire, soit à une hypertrophie cellulaire, soit à l’association des deux.

Pour exemples: l'hypertrophie rénale compensatrice surtout par augmentation de taille des cellules alors que la division cellulaire est peu ou pas accrue (inhibiteurs de croissance?); l'hypertrophie du myomètre au cours de la grossesse par hypertrophie et hyperplasie des cellules musculaires lisses.

second trimester fetus and uterus 5 days following delivery

Atrophie cellulaire Définition Il s'agit de la diminution de la taille d’une cellule par diminution de son activité fonctionnelle. L’atrophie est en rapport avec une diminution des différents constituants structuraux de la cellule.

Exemples 1. Atrophie physiologique: - sénescence - myomètre après l’accouchement

2. Atrophie pathologique par: - diminution de l’activité: atrophie des fibres musculaires striées squelettiques en cas d'immobilisation prolongée - diminution des apports sanguins: atrophie rénale, cérébrale - malnutrition: atrophie du muscle strié - dénervation

NB: L'atrophie d’un tissu ou d’un organe est une diminution de la taille d’un tissu ou d’un organe par diminution de son activité fonctionnelle. Elle est liée à une atrophie cellulaire et/ou à une hypoplasie cellulaire.

Métaplasie Définition La métaplasie est la transformation d’un tissu adulte normal en un autre tissu adulte normal de structure et de fonction différentes. Il s'agit d'une adaptation réversible d’un tissu liée à une agression. Elle s'observe surtout au niveau des tissus épithéliaux, pouvant également intéresser les tissus conjonctifs.

Exemples Tissu épithélial - métaplasie malpighienne de l’épithélium bronchique (tabac) - métaplasie malpighienne de l’endocol au cours des cervicites - métaplasie intestinale de la muqueuse gastrique au pourtour d'un ulcère

Pathogénie La métaplasie peut être considérée comme une reprogrammation des cellules souches des épithéliums ou des cellules souches mésenchymateuses ces cellules souches se différenciant selon de nouvelles voies ou, trans-différentiation?

Cellules non maturées Cellules non maturées (Cellules maturées) (Cellules maturées) Cellules non maturées * Métaplasie ≠ Hétérotopie (Dystopie)

Tissu conjonctif - métaplasie osseuse des cartilages bronchiques - ossification des cicatrices: ostéome des cavaliers - autres: chondrométaplasie...

L'adaptation cellulaire ou tissulaire

III. LESIONS CELLULAIRES ET MORT CELLULAIRE Lésions cellulaires Il s'agit de l'atteinte de la fonction et de la structure des cellules liée à une séquence d'événements apparaissant lorsque la cellule a dépassé ses possibilités d’adaptation à un stimulus.

Les lésions cellulaires peuvent être réversibles Les lésions cellulaires peuvent être réversibles. Si la cause persiste, les lésions atteignent un point de "non retour", aboutissant à une lésion cellulaire irréversible et à la mort cellulaire.

Dégénérescence cellulaire La dégénérescence cellulaire est l'ensemble des lésions élémentaires cellulaires, réversibles, pouvant précéder de lésions irréversibles correspondant à la nécrose.

On reconnaît différents types de lésions dégénératives On reconnaît différents types de lésions dégénératives. Des substances d'origine exogène ou endogène peuvent s'accumuler dans les tissus, soit au niveau intra-cellulaire, soit dans l'interstitium.

Dégénérescence hydrotique, par oedème intracellulaire, avec clarification et/ou vacuolisation cytoplasmique

Dégénérescence graisseuse, par impossibilité de la cellule d'utiliser les triglycérides, par exemple la stéatose hépatique.

Pour visualiser les graisse , le prélèvement doit être coloré par des techniques spéciales comme de Rouge à l'huile (Oil-Red O) ou le Noir Soudan

Calcifications dépôts intratissulaires anormaux de calcium s'observent dans deux circonstances: Les calcifications dystrophiques, dans les tissus lésés, nécrosés, la calcémie est normale. Les calcifications métastatiques, dans les tissus sains à la faveur d'une élévation anormale de la calcémie

Hémosidérose un pigment endogène brun jaunatre dérivé du fer.

La réaction de Perls colore le fer ionisé en bleu.

Amylose Amylose a été constaté une réactivité identique à celle de l'amidon lorsque l'on appliquait une solution iodée alors une coloration jaunatre, puis bleue après application d'acide sulfurique.

La protéine AL (chaîne légère amyloïde), qui provient des plasmocytes et contient une chaîne légère d'immunoglobuline La protéine AA (associée à l'amylose), synthétisée par le foie La protéine beta-amyloïde, trouvée dans les lésions cérébrales de la maladie d'Alzheimer.

avec le Rouge Congo ils se colorent en rouge groseille et, examinée en lumière polarisée ils donnent lieu à une biréfringence de couleur verte.

Hyalinisation

La mort cellulaire Il s'agit du terme ultime de la lésion cellulaire induite par divers stimuli. On décrit schématiquement plusieurs types de mort cellulaire: la nécrose, l’apoptose , la nécroptose et la pyroptose…

La nécrose - habituellement liée à un stimulus exogène La nécrose - habituellement liée à un stimulus exogène. - Elle déclenche le processus inflammatoire. L’ apoptose - ou mort cellulaire programmée - ne déclenche pas le processus inflammatoire mais provoque un afflux de macrophages résorbant les débris cellulaires.

La nécroptose - mort cellulaire programmée La nécroptose - mort cellulaire programmée. - resemble la nécrose en morphologie avec un processus inflammatoire. la pyroptose - mort cellulaire programmée - resemble l’apoptose en morphologie mais peut libérer l’IL-1 entrainant la fièvre inflammatoire.

La nécrose Définition La nécrose est l'ensemble des modifications morphologiques qui suivent la mort cellulaire d’un tissu vivant.

Causes des lésions cellulaires et de la nécrose Il s'agit habituellement d'une agression exogène à la cellule: -L'hypoxie et l'ischémie: les plus fréquentes -Agents physiques: brûlures, radiations, choc électrique -Agents chimiques et médicaments -Agents infectieux -Réactions immunologiques -Déséquilibres nutritionnels

Mécanismes des lésions cellulaires et de la nécrose Ils interviennent sur les 4 systèmes intracellulaires les plus vulnérables: -le maintien de l'intégrité des membranes cellulaires -la respiration en aérobie -la synthèse protéique -la préservation de l'intégrité de l'appareil génétique

Lésions cellulaires irréversibles - Lésions des membranes cellulaires - Gonflement cellulaire - Gonflement des mitochondries - Dilatation du reticulum endoplasmique - Dispersion des ribosomes - Rupture des lysosomes et autophagie

Aspect morphologique de la nécrose L'aspect morphologique de la nécrose est le résultat de deux processus: - digestion enzymatique de la cellule - dénaturation des protéines Les lesions microscopiques ne sont visibles qu'après 4 à 12 heures.

1. Morphologie de la nécrose cellulaire (Microscopie optique) 1. Morphologie de la nécrose cellulaire (Microscopie optique) * cytoplasme . aspect éosinophile (perte des ARN) . homogène et vitreux (perte du glycogène) . vacuolisé (digestion enzymatique)

noyau. pycnose (condensation et rétraction) noyau . pycnose (condensation et rétraction) . caryorrhexie (fragmentation du noyau) . caryolyse (perte de la basophlie du noyau due aux ADNases) . puis disparition du noyau

normal pycnose caryorrhexie caryolyse

2. Nécrose tissulaire La masse des cellules nécrosées du tissu peut présenter différents aspects selon la prédominance des phénomènes de dénaturation des protéines ou ceux de digestion enzymatique des cellules.

Nécrose de coagulation * aspect macroscopique: - tissu ferme, blanc-gris * aspect microscopique: - préservation de la forme de la cellule et de l’aspect général du tissu, mais les cellules, nécrosées, sont éosinophiles, coagulées, avec disparition du noyau

Nécrose de liquéfaction Nécrose de liquéfaction * aspect macroscopique: - masse molle liquidienne * aspect microscopique: - disparition des cellules par digestion complète, forme des cellules et architecture tissulaire non reconnaissables

Autre type de nécrose: Nécrose caséeuse (Nécrose caséofolliculaire) - Il s'agit d'une variante de la nécrose de coagulation

Gangrène

Gangrène

Nécrose fibrinoïde

L'apoptose L'apoptose résulte d'une cascade complexe d'événements au centre desquels la mitochondrie et les caspases joueraient un rôle clef.

Rôle de l'apoptose Physiologique - développement embryonnaire (apoptose du tissu interdigital) - homéostasie des épithéliums (cryptes intestinales, endomètre, etc.)

En pathologie - mort des cellules anormales (cancéreuses) - mort des cellules infectées par des virus (hépatite, VIH..) - mort des polynucléaires dans l’inflammation - mort des cellules immunitaires dans l’inflammation : lymphocytes T et B

Morphologie de l’apoptose 1 Morphologie de l’apoptose 1. Noyau: - condensation de la chromatine contre la membrane nucléaire - puis disparition de l’enveloppe nucléaire et fragmentation du noyau

2. Cytoplasme : - préservation de la membrane cytoplasmique - une rétraction cellulaire - la formation des corps apoptotiques (organites cellulaires et amas de chromatine entourés d’une membrane cytoplasmique) - une phagocytose rapide des corps apoptotiques par les macrophages, sans déclenchement de la réaction inflammatoire

Mécanisme de l'apoptose L'apoptose résulte d'une succession d’événements moléculaires : la cascade apoptotique. Celle-ci se déroule en 3 phases:

Phase d’induction - fas/fas ligand - p53 Phase de décision - libération de protéines mitochondriales - bcl-2 Phase d’exécution - Les caspases : le clivage de l’ADN et le clivage protéique. Apoptose Nécrose