Les cellules musculaires et les gènes
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BIOLOGIE CELLULAIRE exemples de structure/fonction et d’approche en pathologie Dr Célia Ravel Vendredi 1er octobre 2010 Biologie cellulaire Illustration des deux précédents cours • Une cellule et sa fonction : – Ex: la cellule musculaire striée squelettique • Un gène et sa fonction – Ex: le gène CFTR et la mucoviscidose Biologie cellulaire • Illustration des deux précédents cours: • Une cellule et sa fonction : – Ex: la cellule musculaire striée squelettique • Un gène et sa fonction – Ex: le gène CFTR et la mucoviscidose 3 grands types de cellules musculaires • Les cellules musculaires nommées aussi « myocytes » – elles sont dites : • « rhabdomyocytes » quand elles sont striées squelettiques, • « cardiomyocytes » quand elles sont striées cardiaques, • « leiomyocytes » quand elles sont lisses. 3 sortes de cellules musculaires Striées squelettiques rhabdomyocyte Striées cardiaques cardiomyocyte Lisses léiomyocyte les cellules musculaires squelettiques un exemple de structure/fonction et d’approche en pathologie • la contraction musculaire, • l’unité motrice (ex : la poliomyélite), • les cellules et leur environnement (ex :les myopathies) Les Rhabdomyocytes Données histo-physiologiques • Motricité volontaire et réflexe sous le contrôle du SN. • Contraction : – force (mouvement, posture), – Chaleur (frisson thermique). • Structure de base responsable de la contraction : unité motrice. Exemple du muscle strié squelettique: le rhabdomyocyte Coupe longitudinale Coupe longitudinale Coupe transversale Cellule musculaire striée : sarcomère Sarcomère Ligne Z Filaments épais de myosine Filaments fins d’actine Le sarcomère A band tropomyosine Sarcomère myosine Raccourcissement : sarcomère myofibrille actine muscle Sarcomère Rhabdomyocyte Protéines communes Protéines spécifiques Cardiomyocyte Définition de l’unité motrice ¾ Une Unité Motrice est constituée par : ¾ un motoneurone alpha ¾ et les rhabdomyocytes qu’il innerve. ¾ Tous les rhabdomyocytes d’une même unité motrice sont du même type. Muscle strié squelettique La jonction neuromusculaire Muscle strié squelettique La jonction neuromusculaire La poliomyélite Rhabdomyocytes atteints • Le poliovirus migre le long des trajets nerveux et atteint les motoneurones de la corne antérieure de la moelle épinière, du tronc cérébral ou du cortex moteur dans lesquels il se réplique et qu'il détruit. • Comme il n’existe pas de traitement, la prévention est la seule option. L’administration du vaccin antipoliomyélitique à plusieurs reprises confère à l’enfant une protection à vie. • En 2008, il ne restait plus que quatre pays d’endémie dans le monde : l’Afghanistan, l’Inde, le Nigéria et le Pakistan. Rhabdomyocytes normaux Myopathie • Dégénérescence du tissu musculaire. • Origine – génétique (ex: la myopathie de Duchenne) – métabolique (liée à un déficit d’enzymes). – acquise (due à une intoxication ou à une inflammation) – congénitale (présente dès la naissance). La dystrophie musculaire de Duchenne touche uniquement les garçons, dans une proportion de 1 pour 3500. • maladie génétique • C’est la forme de myopathie de l’enfant la plus répandue. • Les petits garçons atteints voient leurs muscles s’atrophier progressivement, jusqu’à ne plus pouvoir effectuer aucun geste de la vie courante. La dystrophie musculaire de Duchenne • Absence dans le corps d’une protéine, la dystrophine. • Sans la dystrophine, la membrane des cellules musculaires est fragilisée et les fibres se détruisent peu à peu. • touche l’ensemble des muscles de l’organisme, y compris le cœur. La dystrophie musculaire de Duchenne maladie récessive liée à l’X • Seuls les garçons sont touchés • les femmes sont transmettrices chromosome sexuel X. Myasthénie • atteinte de la transmission neuro-musculaire • une faiblesse musculaire fluctuante et une fatigabilité excessive • maladie auto-immune • La faiblesse est due aux anticorps circulants qui bloquent les récepteurs de l'acétylcholine à la jonction neuromusculaire post-synaptique, inhibant ainsi l'effet stimulant d'un neurotransmetteur, l'acétylcholine. Muscle strié squelettique : le récepteur de l’acétylcholine Muscle strié squelettique : le récepteur de l’acétylcholine Rhabdomyolyse destruction de cellules musculaires CAUSES • traumatisme musculaire : écrasement ou exercice • musculaire intense, crises convulsives prolongées, électrocution. causes non traumatiques: interruption de la circulation sanguine dans un membre, alcoolisme aigu, infections (en particulier virales), prise de certains médicaments, maladies génétiques, etc. SIGNES CLINIQUES douleurs des muscles atteints coloration foncée des urines : élimination rénale de la myoglobine (Risque d’insuffisance rénale aiguë) hyperkaliémie (excès de potassium dans le sang). DIAGNOSTIC ET TRAITEMENT présence de myoglobine dans le sang et les urines élévation dans le sang du taux d'une enzyme normalement présente en grandes quantités dans les cellules musculaires, la créatine phosphokinase (C.P.K.). Le traitement de la rhabdomyolyse est celui de sa cause. Biologie cellulaire • Illustration des deux précédents cours: • Une cellule et sa fonction : – Ex: la cellule musculaire striée squelettique • Un gène et sa fonction – Ex: le gène CFTR et la mucoviscidose Mucoviscidose et mutations du gène CFTR • • • • maladie récessive autosomique sévère la plus répandue dans la pop. européenne affecte 1 nouveau né sur 2500 1/25 personne hétérozygote dans la population générale 96% des hommes atteints sont azoospermes par agénésie des canaux déférents Fonction pancréatique normale Pancréas Gène CFTR (Cystic Fibrosis Transmembrane-Conductance Regulator) • • chromosome 7 27 exons (250kb) • Code pour une protéine transmembranaire (famille des glycoprotéines : transporteurs d'ions ou de métabolites). • la protéine CFTR intervient dans la régulation du transport des ions chlore. Physiopathologie • - l'épithélium est imperméable à l'ion chlore, - il existe de plus une réabsorption exagérée de sodium, • Déshydratation des sécrétions et du mucus Mucoviscidose maladie récessive autosomique ∆F508 4% population générale est hétérozygote La plus fréquente :70% des malades. délétion d'un acide aminé: une phénylalanine en position 508 ( mutation portant sur le 10ème exon ). Mutation sévère Mutation sévère Sémiologie Obstruction, infection et inflammation cercle vicieux d'hypersécrétion et d'inflammation Déshydratation Obstruction- atrésie Exemple: la mucoviscidose mutation homme organes tissus cellules x organites x protéines x gènes x
