histologie: membrane plasmique

Structure,fonction et application medicale de la membrane plasmique

1. TRAVAIL PRATIQUE D'HISTOLOGIE ULPGL/GOMA SUJET: MEMBRANE PLASMIQUE

2. Réalisé par: BISIMWA BIGABWA Elie BUHASHE MAHESHE Jules BULENDA CANDIDE Esther BUNYERE MUBYALE Esther BUTOTO NTAZIKA Jean de dieu CHEUSI BINTU Myriam DORCAS BAHATI Kibandja DUNIA AKONKWA Helene GRACE LULEGE Kijanda HENRI MUSHIO HERI KIVWIKO Heritier IMANI NDEREHE INJILI BALIBUNO Esther

3. introduction Pour vivre, une cellule doit maintenir une homéostasie chimique : elle doit garder sa composition chimique interne dans une proportion propice a la vie tout en échangeant continuellement des substances avec son milieu. C 'est la membrane plasmique qui contrôle le passage des substances, qui entrent dans la cellule ou qui en sortent. Elle se compose des phospholipides, des polysacharides ainsi que des protéines.

4. Définition La membrane plasmique est une structure dynamique qui délimite la cellule, elle sépare l’intérieure de la cellule (cytoplasme) du milieu extérieur.

5. Rôle de la membrane plasmique Barrière physique : Établit une frontière flexible, protège le contenu cellulaire, et prend en charge la structure cellulaire. Bicouche phospholipidique sépare les substances à l'intérieur et à l'extérieur de la cellule Perméabilité sélective : Régule l'entrée et la sortie des ions, des nutriments, et des molécules de déchets à travers la membrane Gradients électrochimiques : Établit et entretient un réseau électrique différence de charge à travers la membrane plasmique Communication : Contient des récepteurs qui reconnaissent et répondent aux signaux moléculaires. Transport transmembranaires : facilite le transport de differentes substances.

6. Structure et composition Les membranes limitantes qui enveloppent toutes les cellules eucaryotes sont constitués de phospholipides, de cholesterols, de protéines et de chaînes oligosaccharides liés de manière covalente à des phospholipides et à des proteines moléculaires. Elle fonctionne comme une barrière sélective régulant le passage des matériaux dans et hors de la cellule et faciliter le transport spécifiques des molécules.

7. La membrane plasmique a une épaisseur de 7,5 à 10 nm. Au microscope photonique, elle apparait comme une zone dense qui sépare le milieu intracellulaire du milieu extracellulaire tandis que deux feuillets sont visibles au microscope électronique. La ligne entre les cellules adjacentes est formé par les protéines de la membrane plasmique, qui peut atteindre une dimension faiblement visible avec le microscope optique.

8. Lipide transmembranaire Ils sont composes des phospholipides et des cholestérols. Le phospholipides est amphipathique, avec une groupement phosphaté sur la tête polaire et deux longues chaînes d'acides gras non polaires. Le cholesterol membranaire est présent dans la même quantité que le phospholipide. La nature amphipathique des phospholipides produit une structure d une bicouche des membranes chargée (hydrophile) ,têtes polaires forment spontanément chaque surface de la membrane qui est en contact direct avec l'eau, et deux chaines hydrophobes non polaire formées d'acides gras qui sont loin de l eau. Les molécules de cholestérol sont insérés entre les chaines des acides gras .

9. Proteines transmembranaire La membrane plasmique est le site où les matériaux sont échangés entre la cellule et son environnement, avec de nombreux molécules se déplaçant à travers la membrane par les mécanismes généraux.les molécules peuvent traversés les bicouches lipidiques par simple diffusion. Les ions tels que Na +, K + et Ca2 + traversent les membranes en passant à travers des protéines membranaires intégrales qui agissent comme des canaux ioniques ou des pompes ioniques. La diffusion transmembranaire de molécules d'eau (par osmose) implique leur mouvement passif à travers des multiples protéines transmembranaires appelées «  Aquaporines ".( classe des proteines membranaires formant des pores perméable aux molécules d’ eau dans les membranes biologiques. Ils permettent le passage de l’eau de part et d’ autre de la membrane tout en empêchant les ions de pénètres a l intérieur de la cellule.) D'autres ions et de nombreuses molécules ne traversent les membranes qu'après être lier à des protéines transporteurs.

10. Ils jouent un rôle dans : Transport transmembranaire(beaucoup des substances pénètrent dans la cellule en passant par des proteines formant de tunnels a travers la membrane). Réception d'informations(les cellules communiques entre elle a l intermédiaire d'une hormone). Mécanisme de reconnaissance cellulaire(se fait par la reconnaissance de glycoprotéines spécifique à la surface de cellules= protéine CMH “ complexe majeur d’histocompatibilite”) fixation des substance médicamenteuses.

11. 5. Adhérence cellulaire (les cellules adhérent les une aux autres par l’intermediaire de proteines de la membrane). Dans une tumeur cancéreuse, des anomalies a ces proteines permettent aux cellules de se détacher de la tumeur principal et d aller former des tumeurs secondaires (métastase) ailleurs dans l’organisme.

12. Transporteurs membranaires Le passage des substances a travers la membrane peut se faire: Par transport passif (sans dépense d énergie) Par transport actif( avec dépense d énergie)

13. Transport passif : Les molécules sont transportés dans le sens de leur gradient de concentration sans consommation d’ ATP. Ils sont de 3 types: Diffusion simple Diffusion facilitée Osmose

14. 2. Transport actif Il ressemble à la diffusion facilitée( nécessite un transporteur) mais: Besoin d’énergie pour le fonctionnement, sous forme d’ATP. Transport actif permet aux cellules de conserver un milieu intérieur différent du milieu extérieur. Ces pompes consomment environ un tiers de l’énergie de la cellule. Peut se faire contre son gradiant de concentration

15. Ex : la pompe Na+/K+ ATP ase : Cette pompe expulse vers l’extérieur trois Na+ entrés par diffusion simple et incorpore deux K+ sortis par le canal de fuite.

16. 3 types de protéines de transport selon leur direction • Uniport : une substance spécifique traverse un canal protéique (cas le plus fréquent) • Symport : deux substances, ensemble dans la même direction (l'une ne passe pas sans l'autre, les deux doivent passer ensemble). • Antiport : deux substances en sens contraire (l'une est échangée contre l'autre).

17. Transport vésiculaire: La cellule peut effectuer des échanges ente le MIC et le MEC pour des grosses molécules. Endocytose : Elle correspond au mécanisme qui assure la pénétration intracellulaire d’une macromolécule. Pour le macromolécule soluble, une endocytose sous forme de pinocytose se met en place. Toute les cellules sont capable de pinocytoser.

18. Trois types : Phagocytose( alimentation cellulaire). pinocytose(ingestion) Endocytose à récepteur (a) La phagocytes implique l'extension de la cellule de grands plis appelés pseudopodes qui engloutissent les particules, pour exemple de bactéries, puis internaliser ce matériau dans un vacuole cytoplasmique ou phagosome. (b) Dans la pinocytose, la membrane cellulaire s'invagine (fossettes vers l'intérieur) pour former une fosse contenant une goutte de liquide extracellulaire. La fosse pince à l'intérieur de la cellule lorsque la membrane cellulaire fusionne et forme une vésicule pinocytotique contenant le liquide. (c) L'endocytose médiée par un récepteur comprend une membrane protéines appelées récepteurs qui se lient à des molécules spécifiques (ligands). Lorsque plusieurs de ces récepteurs sont liés par leur ligands, ils s'agrègent dans une région de la membrane, qui alors invagine et pince pour créer une vésicule ou un endosome contenant à la fois les récepteurs et les ligands liés.

19. Exocytose: Correspond au mécanisme qui assure la sécrétion vers le milieu extracellulaire de molécules contenues dans des vésicules et s effectues par fusion de la membrane vésiculaire avec la membrane plasmique de la cellule. L’ exocytose a lieu : quand des vésicules de transport ou de sécrétion fusionnent avec le plasmalemme et que leur contenu sort dans le milieu extracellulaire. lorsque le neurone est stimulé, les vésicules s’accolent à la paroi, fusionnent avec elle, et semblent s’ouvrir vers l’extérieur. : les vésicules déversent leur contenu dans l’espace inter-synaptique .

20. Rôles de l’éxocytose : -Elimination des déchets -Fonctions de signalisation et de régulation(fonction nerveuse et endocrine) -Production des macromolécules qui auront un rôle à l’ extérieur de la cellule.(récepteur membranaires) Deux types d Exocytose: Exocytose régulée ( ex: dans les synapses) Exocytose constitutive (réalisée dans toute la cellule et permet la libération des MEC)

21. Specialisation de la membrane plasmique

22. Réception du signal et transduction Les cellules d'un organisme multicellulaire communiquent entre elles pour réguler le développement des tissus et des organes; contrôler leur croissances et coordonner leurs fonctions. De nombreuses cellules forment des jonctions communicantes qui couplent les cellules adjacentes et permettent l'échange d'ions et de petites molécules.

23. Les cellules utilisent également près de deux douzaines de familles de protéines réceptrices pour détecter et répondre aux molécules extracellulaires et stimuli physiques de tous types. Chaque cellule contient un ensemble distinctif de protéines réceptrices qui lui permettent de répondre à un ensemble complémentaire de signalisation moléculaire d'une manière spécifique et programmée. Les molécules de signal peuvent prendre des routes différentes:

24. En signalisation endocrine, les molécules de signal (appelée hormones) sont transportés dans le sang vers les cellules cibles à travers le corps. En signalisation paracrine, les médiateurs chimiques sont rapidement métabolisé après la libération afin qu'ils agissent seulement sur cellules locales très proches de la source. Dans la signalisation synaptique, les neurotransmetteurs agissent uniquement sur les cellules adjacentes à travers des zones de contact spéciales appelées synapses. En signalisation autocrine, les signaux lient les récepteurs sur le même type de cellule qui a produit la molécule messagère.

25. En signalisation juxtacrine (important au début embryonnaire les interactions tissulaires ), les molécules de signalisation telles que les protéines font partie d'une membrane cellulaire et lient les récepteurs de la surface d'une cellule cible lorsque les deux cellules sont en contact.

26. Trois classes fonctionnelles des récepteurs sont importantes: Les récepteurs liés aux canaux s'ouvrent lors d’ une liaison du ligand qui permettent le transfert d'ions à travers la membrane. Récepteurs enzymatiques, dans lesquels la liaison du ligand induit l'activité catalytique dans les protéines périphériques associées. Exemple : tyrosine kinase, guanylate cyclasse . Récepteurs couplés aux protéines G lors de la liaison du ligand change une "protéine G" associée qui lie ensuite la guanine nucléotide GTP et est libéré pour activer d'autres protéines cytoplasmiques. Exemples : Récepteurs muscarinique de l’acetylcholine. Récepteurs de la FSH, LH, et de la TSH. Récepteurs de la prostaglandine et des leucotrienes)

27. Application médicale De nombreuses maladies sont causées par des récepteurs défectueux. Par exemple : pseudohypoparathyroïdie et un type de nanisme sont causés par la parathyroïde(parathormone) non fonctionnelle et les récepteurs de l'hormone de croissance. Dans ces deux conditions les glandes produisent les hormones respectives, mais les cellules cibles ne peuvent pas répondre parce qu'elles manquent de récepteurs. Les ligands hydrophiles fixant les protéines réceptrices commencent souvent un processus de transduction du signal, l'activation d'une série d'intermédiaires intracellulaires produisant des changements dans le cytoplasme.

28. REFFERENCE Cours d histologie ( G2 Biomed/Ulpgl goma/2017-2018) Junqueira's Basic Histology Text and Atlas, 13th Edition Grays Anatomi 2016-2017 Anatomie humaine 2015-2016 PubMed

29. MERCI