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Éléments de cytologie et d’histologie préparatoires à l’étude du
système nerveux et des glandes endocrines.
Ces notes ont été réalisées grâce au concours de plusieurs d'entre vous et je les remercie de
leur aide. Elles correspondent à une retranscription du cours oral et suit l'ordre des cours tel
qu'ils ont été donnés. Ceci constitue une première base, complémentée par les illustrations qui
sont également disponibles auprès de vos délégués. J'insiste pour que vous ayez une démarche
personnelle de recherche complémentaire soit dans des "textbook"ou sur internet ou par
quelqu'autres moyens (guidance entre autre) afin de "comprendre " plutôt que de "retenir par
coeur"!!". Toutes les notions n'ont pu être développées en profondeur et nécessite parfois des
compléments d'informations. Je vous adresse mes encouragements et mes meilleurs souhaits
de réussite.
Prof. Alain Boom
Cours de cytologie et d’histologie 2002-2003
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Prof. A. BOOM

1. INTRODUCTION GÉNÉRALE: LA CELLULE : théorie cellulaire
types, techniques, organisation générale.
C'est en 1839 que Schleider et Schwann ont développé la théorie cellulaire reposant sur le
triple axiome suivant:
-la cellule est la plus petite entité vivante,
-tout être vivant est composé de cellules,
-toute cellule provient d’une autre cellule.
La cellule est la plus petite unité capable de manifester les propriétés du vivant, elle synthétise
l'ensemble de ses constituants en utilisant les éléments du milieu extracellulaire, elle croît et se
multiplie. La cellule est limitée par la membrane plasmique lipidique organisée en deux
feuillets, membrane qui la sépare du monde extérieur et qui "confine" dans cet espace clos une
série de facteurs qui pourront dès lors interagir ensemble.
En première approximation on considère deux types de cellules :
-les cellules eucaryotes : qui contiennent un noyau et des organites,
-les cellules procaryotes : qui ne contiennent ni noyau, ni organites.
La cellule eucaryote est constituée :
-d’une membrane : = bicouche de lipides serties de protéines, entourant la cellule.
-d’un cytoplasme : = espace "aqueux" intracellulaire comprenant des organites,
-d’un noyau : localisé au centre de la cellule et contenant la source d’information de la
cellule,
L’organisme humain, par exemple, compte environ 200 types cellulaires de type eucaryote
différents qui varient selon:
- la taille, la forme,
- le type de tissus,
- le type d'organes,
- leur(s) fonction(s),
- la capacités de se diviser…
La taille de la plupart des cellules varie entre 5 et 50 µm. (1 µm = 10-6 m)
Les principales techniques utilisées en biologie cellulaire permettant l'étude de la cellule sont :
-la microscopie optique (lumière visible ou lumière monochromatique),
-l'immunohistochimie,
-la microscopie électronique,
- la séparation d’éléments cellulaires (centrifugation différentielle),
- la culture de cellules,
- le marquages par isotopes radioactifs.
Compartiments cellulaires
a) La membrane cellulaire.
La membrane cellulaire présente une sélectivité de perméabilité. Elle participe au contrôle
des transports entre l’intérieur et l’extérieur de la cellule.
b) Le cytoplasme.
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Le cytoplasme est l’espace aqueux (gel) intracellulaire. Comprend les organites eux-
mêmes délimités par une membrane lipidique. D'autres composées sont présents en
équilibre « soluble-insoluble » dans le cytoplasme (ex. : le cytosquelette). De plus, il
contient des facteurs de communication cellulaire assurant une dynamique de transfert
d'information et d'adaptabilité aux conditions changeantes du milieu extracellulaire.
c) Le cytosquelette
Le cytosquelette est formé à partir de trois types de structures (protéines) :
- les microtubules (polymérisation de la tubuline)
- les microfilaments (polymérisation de l'actine)
- les filaments intermédiaires (de nature variées selon le type cellulaire).
Ces structures formant des réseaux dynamiques (en constant remaniement) et ont, entre
autres pour fonction :
- le maintien de la forme de la cellule (squelette de la cellule)
- l’ancrage des éléments cellulaires (fuseau mitotique pour les chromosomes),
- le transport des organites (neurones).
Structure microtubulaires particulières
- Le centriole : consiste en une structure microtubulaire particulière qui joue un rôle
dans la division cellulaire (fuseau mitotique). Les microtubules s’organisent en
centrosomes et c'est articulé sur les deux centrosomes que le fuseau mitotique
s'organise au cours de la division de la cellule.
- Les cils-flagelles : possèdent également une structure microtubulaire et ont pour
fonction et la mobilité cellulaire et le "nettoyage" par battement ciliaire de certaines
cavités recouvertes de cellules épithéliales arborant sur leurs surface apicale ces cils.
Par exemple, dans nos voies respiratoires, les cils forment un tapis roulant permettant
d’éliminer des substances. Certains cils plus longs portent le nom de flagelles
(spermatozoïde).
d) Le noyau
Le noyau est localisé au centre de la cellule et est entouré d’une membrane nucléaire. Le
noyau est le lieu de résidence de la molécule source de l'information de la cellule (ADN).
L’ADN - Chromatine : Chaque cellule d’un organisme contient l’information complète à
la réalisation d’un organisme complet. L’ADN est la molécule porteuse de l’information
héréditaire. Le noyau contient dans la cellule en cours d'interphase l'ADN sous forme de
ce qu'on nomme la chromatine (= chromosomes décondensés ou "déroulés") : La
chromatine apparaît en microscopie électronique sous trois aspects correspondant à un état
donné de la molécule d'ADN, soit :
-l'euchromatine (objet d’une lecture de l’information),
-l'hétérochromatine (pas complètement décondensé),
-sous forme de nucléole
L’ADN ne pouvant sortir du noyau de la cellule, l’organisme transcrit d'abord cet ADN en
une copie appelée ARN (Transcription). C'est l’ARN qui quitte le noyau qui va permettre,
associé au ribosome de fabriquer les protéines (Traduction). Les ribosomes sont de petites
structures exportées dans le cytoplasme qui participent à la synthèse des protéines. Les
sous-unités des ribosomes sont d'abord produits dans le noyau au niveau du nucléole et
sont ensuite transportés dans le cytoplasme. Le nucléole apparaît comme un corps dense
en ME et correspond au lieu de la synthèse des molécules d'ARN des ribosomes).
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La membrane nucléaire : Elle sépare le noyau du cytoplasme et est en connexion avec le
réticulum endoplasmique.
e) Le réticulum endoplasmique.
Le RE est un espace membranaire ramifié sous forme d’un réseau de « galeries ». C’est le
lieu de synthèse de protéines et de lipides. Le RE intervient dans le transport de diverses
protéines.
Il en existe deux types :
-le RE granuleux (REG): qui synthétise les protéines et est plus proche du noyau et
est en continuité avec la membrane du noyau,
-le RE lisse : qui est plus éloigné du noyau (c’est le lieu de fabrication des lipides)
-Les ribosomes sont une machinerie qui, à partir de l’ARN, fabrique les protéines.
Ces organites sont attachés au réticulum. Les ARN(s) vont être lus et traduits en
protéines. Certains ribosomes ne sont pas connectés au réticulum, ce sont des
ribosomes dits "libres"
f) L’appareil de Golgi
L’appareil de Golgi est constitué d' un empilement de saccules. C’est le lieu de maturation
des protéines et une « centre de triage » des protéines. Les protéines vont y subir une
maturation : ajout de motifs saccharidiques "sucres. Quand ces protéines sont "mûres",
elles sont envoyés vers leur lieu de destination.
Les saccules sont indépendantes, elles ne sont pas connectées entre elles.
Il existe deux faces dans cet appareil :
-la face "cis" : en regard du REG
-la face "trans" : en regard de la membrane cellulaire et c'est de cette partie de
l'appareil de Golgi que se forment des vésicules par bourgeonnement qui vont être
adressées spécifiquement vers leurs lieu de destination (cf. chapitre trafic cellulaire)
g) Mitochondrie
Une mitochondrie est un organite formé d’une double membrane. Elle fournit de l’énergie
à la cellule (chaîne de respiration cellulaire = "centrale électrique") par la production d'une
molécule riche en liens énergétiques. Cette molécule c'est l’Adénosine Tri Phosphate (=
ATP) qui sert dans toutes les réactions énergétiques cellulaires. Au cours de la fécondation
c’est l’ovule qui apporte les mitochondries, les mitochondries sont donc exclusivement
maternelles. Sur la plan de l'apparition des premières cellules eucaryotes il y environ 1,8
milliard d'années on suppose que les mitochondries correspondraient à une bactérie qui
aurait envahit une cellule eucaryote, avant de vivre en symbiose avec celle-ci.
h) Le Lysosome
Le lysosome est un organite contenant, en milieu acide, une série d’enzymes de
dégradation. C’est l’espace de digestion et de dégradation des lipides et des protéines. =
estomac de la cellule.
certains globules blancs sont riches en lysosomes (Macrophages), elles absorbent les
bactéries par phagocytose.
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Exemples de cellules
Cellule nerveuse
Ces cellules dont l'axone peut mesurer plus d’un mètre, conduit l'information sous forme
d'un courant électrique (dépolarisation) et communiquent entre elles par des signaux
chimiques (synapses).
Cellule musclaire
Leur fonction est la contraction. Différenciation cellulaire (myosine et actine)
Cellule de la peau
Ce sont des cellules aplaties formant des couches superposées couvrant de grandes
surfaces et ayant pour fonction principale de protection mécanique de l'organisme.
Cellule sanguine
Le sang en comprend de différents types tels que les globules rouges (cellules anucléées)
contenant la protéine responsable du transfert de l'oxygène aux tissus appelée hémoglobine,
des leucocytes (globules blancs) qui ont pour fonction la défense face aux infections.
Cellule intestin
C’est une cellule épithéliale qui a pour fonction l’absorption sélective des nutriments.
La cellule végétale
Leur caractéristiques principales :
-présence de vacuole (régulation de la turgescence et de la balance hydrique
-présence de chloroplastes permettant la photosynthèse.
Le virus
Les virus vivent en parasite des cellules eucaryotes ou procaryotes. Ils peuvent utiliser, en les
détournant à leurs profits, les ribosomes des cellules sur lesquelles ils synthétisent leurs
protéines vitales. Le virus ne peut survivre en milieu non vivant et ne peut se reproduire par
lui-même.
Exemple : Phage : il insère son information (ADN ou ARN) dans la cellule en formant un pore
dans la membrane de la cellule cible.
Technique : la microscopie
Robert Hooke (1665) a inventé le tout premier microscope constitué de lentilles convergentes
disposées en série. Il fut le premier à introduire la notion de « cellule », suite à l'observation
d'un morceau d'écorce de liège, constitué de petits espaces entourés de parois, d'où le nom de
cellule.
Antonie Van Leeuwenhoek (1673) a construit un autre microscope grâce à des billes de verre.
Il fut le premier à observer des formes vivantes animées (protistes, protozoaires) qu'il obtenait
dans l'eau de mares et d'étangs. Il fut également le premier à observer des spermatozoïdes.
Résolution d’un microscope
Correspond à la faculté de reconnaître deux points proches comme distincts. La résolution
dépend de la longueur d’onde du rayonnement utilisé. Il existe une résolution maximale
théorique pour chaque type de microscope. "Résolution versus agrandissement".
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