Différenciations morphologiques de la membrane

Chapitre III

Dr A. DEKAR / 2014 -2015

Différenciations morphologiquesde la membrane

Cellule arrondie ou polygonale

Cellule orientée polarisée

Contact avec le MEC identique par toute sa surface

Contact avec desmilieux différents

Dans une Cellule orientée (polarisée), la membraneDifférencie 3 faces de contact avec le MEC

Apicale

Basales

Lumière

MEC= Lame basale

Membranesvoisines = Faces

Latérales

Différenciations apicales = les microvillosités

Organisation au M.Ph Arrangement en MET

Plateau Strié

Stéréocils Bordureen

brosse Taille des µv

Espacesinter µv

Répartition

Les microvillosités

Des microvillosités éparses (sans arrangement particulier)en ME à balayage

Organisation

Présentes sur différents types cellulaires

Le plateau strié caractérise l’épithélium intestinal

Coupe d’intestingrêle

Villosités intestinales en M O

Entérocytes en MET

Cellules absorbantes

Epithélium d'une villosité intestinale (au fort grossissement) Différenciation du pôle apical en Plateau strié au M.Ph

Microvillosités de l’entérocyte observées en MET

Répliques de microvillosités de l ’entérocyte observées en MEB

Ultrastructure du pôle apical d’un entérocyte: microvillosités de tailles égales

et régulièrement espacées

Balayage du pôle apical d’un entérocyte au MEB

Microvillosités en sections Transversales faible grossissement

Microvillosités en sections Transversales fort grossissement

Ultrastructure des microvillosités : mise en évidence de l’axe filamenteux formé des Microfilaments fins

d’Actine

Composants moléculaires d’une microvillosité

protéines de liaison des

filaments d’actine: la villine

I

La bordure en brosse caractérise l’épithélium rénal

Dans les sections detubules rénaux,

le Pole apical présente

une bordure en brosse

Structure (A) et Ultrastructure (B) du pôle apical d’une cellule rénale: microvillosités de tailles inégales et

irrégulièrement espacées

AB

Les microvillosités du plateau strié et de la bordure en brosse augmentent la surface membranaire au contact de la lumière

pour favoriser l’absorption des molécules présentes

Pôle apical de l’épithélium épididymaire est garni de stéréocils

Section de canal épididymaire

Photographie en microscopie électronique à balayage des stéréocils. Noter leurs longueur importante et leurs

extrémités flexueuses

Photographie en microscopie électronique à balayage montrant la taille inégale de la touffe stéréociliaire des

cellules de l’oreille interne.Caractère important pour la transmission des signaux

sonores

Différenciations basales

Les invaginations basales des cellules rénales

Augmentation de la surface d’échange basale La présence des mitochondrie indique que les échanges sont des transport actifs de molécules

Micrographie de MET des invaginations basales d’une cellule rénale en contact avec un capillaire sanguin

Cellules rénales

Caractéristiques de l’épithélium rénal

L’ épithélium absorbant réalise des transports orientés: une absorption des substances de la lumière par la surface apicale une libération de ces substance dans la circulation par la surface basale

Différenciations latérales

Faces latérales

Interdigitations latérales

Dispositifs jonctionnels

Caractérisation

Forme de la surface de liaison

Largeur del’espace

intercellulaire

ZonulaMacula

adhérens Fascia

occludens

Gap

Replis membranaires latéraux en accordéon

C1

C2

C1 C2

MET MEB

Signification physiologique des interdigitations latérales

Membranes plasmiques mises en réserve pour permettre un changement de forme

Épithélium vésical =épithélium de transitionVessie vide vessie pleine

EX2:

Cell. Cubique cell. Prismatique Ex1

Vessie vide

Epithélium vésical ou épithélium de transition

Epithélium vésical ou épithélium de transition

Vessie pleine

Coupe histologique et Représentationschématique de l’épithélium vésical à l’état vide

Coupe histologique et Représentationschématique de l’épithélium vésical à l’état plein

Les intérdiditations y sont importantes

Dispositifs jonctionnels

Dispositifs jonctionnels

Caractérisation

Forme de la surface de liaison

Largeur del’espace

intercellulaire

Zonula=

ceinture

Macula=

Point

Adherens=

large

Fascia=

plaque

Occludens=

fermé =

absent

Gap=

Étroit

Les trois conformations ( morphologies) des surfaces de contact membranaires dans les dispositifs jonctionnels

Trois largeurs de l’espace intercellulaire dans les jonctions

DIFFERENCIATIONS DES CELLULES EPITHELIALES

APICALE

LATERALE

BASALE

Légender

La combinaison des 2 critères permet d’identifier:

Zonula Occludens

Zonula adherens

Gap

Macula Adhérens

4 Jonctions latérales 1 Jonction basale

Hémi-desmosome

Classification fonctionnelle des jonctions cellulaires

JONCTIONS

IMPERMEABLESJONCTIONS

D’ADHERENCE

intercellulaire

JONCTIONS

COMMUNICANTES

Macula

adherens

=

Desmosome

maculaire

Zonula adherens

=

Desmosome de

ceinture

Hemidesmosome

GAPZonula

occludens

JONCTION CELLULE-MATRICE

La jonction zonula occludens= jonction serrée =

tight junction = jonction étanche

Ultrastructure et réplique de la Zonula Occludens

les répliques révèlent que: Les protéines intramembranaires sont réparties en rangées anastomosées

Réplique de la ceinture serrée (ZO)

METMEB

Localisation, surface et espace intercellulaire dans la ZO

Fort grossissement

Dans les cellules hépatiques la ZO est située sur les faces latérales en raison des interactions

de ces surfaces avec les capillaires sanguins

Composition moléculaire de la ZO

Représentation en coupe et en 3D de la disposition des protéines transmembranaires (les Occludines)au sein du feuillet membranaire dans la Z.O.

Représentation en 3D de la face interne des membranes au niveau de la ZO

Occludines

MET

Rôles de la ZO

La jonction zonula occludens = jonction serrée = tight junction = jonction étanche

Rôle: imperméabilité entre le contenu de la lumière et l’espace intercellulaire

La polarité de la répartition des protéines membranaires

la jonction ZO sépare le domaine apical du domaine latéro-basal

La ZO optimise le transport orienté des molécules dans les cellules polarisés

Le pôle apical absorbe (concentration des

transporteurs du contenu luminal

Le pôle basal libère lesmolécules dans le sang

Bloc diagramme montrant l’ultrastucture du pôle apical

de cellules épithéliales: les entérocytes

Légender

La jonction Zonula adherens

La ZA , est située sous la ZO dans les épithéliums absorbants

Zonulaadherens

Composition moléculaires de la ZA

Représentation ultrastructurale et moléculaire de la Zonula Adherens

15-25 nm

Représentation ultrastructurale et moléculaire de la Zonula Adherens

15-25 nm

Rôles physiologiques

Synchronisation Des mouvements

de contraction

Adhérence des cellules épithéliales

La ceinture d’adhérence assure la synchronisation des contractions et des sécrétions (voir cours cytosquelette)

La contraction des ceinture d’adhérence assure la formation de la gouttière neurale puis du tube neural au

cours de l’embryogenèse (voir cours embryologie)

Légender

exercice

Macula adhérens =Jonction macculaire = Desmosome ponctuel

Aspect ultrastructural des desmosomes ponctuels

Macula Adhérens au fort grossissement( MET)

Composition moléculaire du Desmosome maculaire

25-30 nm

Les cadhérines de la macula sont particulières et leurs protéines d’association les relient à des filaments de cytokératine

Autre représentation des composants moléculaires

Représentation en 3D de la M.A.

Légender

Exercice

Représentation schématique de l’ultrastructure

du complexe jonctionnel

3’

5

7

6

2

4

1

3

La succession des 3 jonctions constitue: Le complexe jonctionnel

Jonction de communication =Gap junction

Morphologie et organisation moléculaire des jonctions Gap

fascia

Schématisation de l’aspect Ultrastructural (à gauche) et en 3 D ( à droite) de la jonction Gap

Composition moléculaire de la Jonction GAP

Canal formé parla juxtaposition des deux Connexons

Passage bidirectionnelde petitesmolécules

Aspect des connexons au MEB

La Gap correspond à une concentration de protéines trans-membranaires de type canal: les connexons

Chaque Connexon est un héxamère de connexines et forme un hémi-canal.

Les deux connexons mis face à face réalisent la jonction Gap

Jonction d’adhérence cellule –matrice

Hémi-desmosome

Représentation ultraructurale del’hémi-desmosome

Représentation schématique des hemi-desmosomes

Composition moléculaire des hémi-desmosomes

récapitulatif

Tableau résumant les caractéristiques des dispositifs jonctionnels

Cadhérines

Récapitulatif ultrastructural et moléculairedes dispositifs jonctionnels

Représentation en coupe et en perspective des

Dispositifs jonctionnels observés en MET & MEB Représentation schématique de l’ultrastructure

du complexe jonctionnel

2

3

4

56

7

1

3’

5

7

6

2

4

1

3

Exercice

Nom de la jonction Aspect morphologique

Organisation moleculaire

Composants moléculaires Localisation Rôles

Zonula occludens

ou Jonction serrée

ou Tight jonction

(Schéma p.49 + Planche)

Sur coupe mince (MET) la jonction compte 5 feuillets et

un espace intercellulaire nul

Sur réplique (MEB) la jonction montre des rangées

anastomosées de protéines globulaires

Occludines (lignes

anastomosées)

Au pôle apical des cellules épithéliales à

microvillosités Ex : Entérocyte, cellules

rénales,

Aux faces latérales des hépatocytes.

- barrière physiologique séparant le domaine apical du domaine

baso latéral des Entérocytes - s’oppose au passage des molécules

de la lumière vers l’espace intercellulaire pour optimiser les

fonctions de transport au pole apical

Zonula adhérens

ou Desmosome de ceinture ou

ceinture d’adhérence

(Schéma p.49 +Planche)

Sur coupe mince la jonction compte 7 feuillets et un

espace intercellulaire de 150 à 200Å.

Les faces cytoplasmiques des membranes portent des

filaments d’actine entrecroisés constituant un réseau

terminal

Cadhérines =

protéines

transmembranaires

jonctionnelles

Fait directement suite à la jonction serrée

dans les épithéliums polarisés

Ex : Entérocytes, cellules rénales et acinus

pancréatiques.

-rigidité de la partie apicale de la cellule

- cohésion des cellules épithéliales

-permet la synchronisation des mouvements lors de la contraction

intestinale ou lors de l’exocytose

Macula adhérens ou Desmosome

ponctuel

ou Desmosome

(Schémas p.49 +

30 p.74)

Sur coupe mince la jonction compte 7 feuillets et un

espace intercellulaire de

300 Å rempli de matériel granulaire présentant une ligne

médiane.

Les faces membranaires internes portent des plaques

cytoplasmiques

Des tonofilaments traversent la cellule pour relier les

desmosomes ponctuels et les hémidesmosomes.

Cadhérines

Sur les faces latérales des cellules.

Ex : cellules épidermiques,

Entérocytes….

- cohésion intercellulaire

- points d’ancrage des tononofilaments (filaments intermédiares

de cytokératine du cytosquelette)

- augmente la résistance mécanique des tissus

Hémi desmosome

(Planche)

Sur coupe mince on observe une plaque cytoplasmique, un

espace basal de 300 Å et des filaments intermédiaires

Intégrines

transmembranaires

Au pôle basal des cellules épithéliales. Adhérence des cellules épithéliales à la lame basale

Jonction Gap

ou Jonction communicante

(Schéma p.49 + Planche) Ultrastructure en 7 feuillets et un espace intercellulaire de

20 à 40 Å

-Présence de connexons de 6nm de diamètre.

- Les connexons mis face à face délimitent 1 canal central

de 2 nm de diamètre permettant la communication directe

intercellulaire.

Connexines en

héxamère

trans-

membranaire

=

le connexon

Epithéliums de revêtement (entérocytes)

Tissus de soutien (os, cartilage)

Tissus musculaires non squelettiques

Tissus nerveux

- communications intercellulaires par des petites molécules telles

que ATP, AMPc, ions, acides aminés, oses, nucléotides..

- jouent un rôle de synapses électriques

- permettent une amplification de la réponse hormonale par

couplage métabolique des cellules.

•DESCRIPTION ET FONCTIONS DES JONCTIONS INTERCELLULAIRES.

Fin