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Les lysosomes
Les lysosomes sont des organites caractérisés par un
équipement enzymatique fait d’hydrolase spécialisée
dans la dégradation de différents substrats qui font
partie des constituants normaux de la cellule.
La structure de ces organites est extrêmement
différente d’un type de cellule à l’autre ou même à
l’intérieur d’une seule cellule. Malgré cette diversité
anatomique, les lysosomes se classent en deux
catégories du fait qu’ils peuvent être isolés (Lysosomes
primaires) ou liés à d’autres formations avec lesquels ils
collaborent (lysosomes secondaires).
.
Les lysosomes
a. Lysosomes primaires ou purs :
Ce sont des vésicules ou des grains de sécrétion ne renfermant que des enzymes
lytiques. Ces éléments sont limités par une membrane plasmique. Cette membrane
est normalement imperméable au contenu du lysosome et son rôle principal est de
protéger le cytoplasme des hydrolases qu’elle enferme.
b. Lysosomes secondaires: Ce sont des vacuoles souvent volumineuses dont le
contenu est d’aspect hétérogène car il dépend de la nature des substrats et du stade
de digestion dans lequel il se trouvent. Leur polymorphisme permet de distinguer:
• Les phagocytosomes: Ils résultent de l’association d’un lysosome primaire avec une
vacuole phagocytaire (invagination de la membrane cellulaire enferme la particule
phagocytaire dans une vacuole). Une fois que la vacuole phagocytaire est constituée,
un ou plusieurs lysosomes viennent à son contact et y déversent leur contenu par
fusion des membranes, ce qui permet aux hydrolases lysosomiques d’attaquer la
particule et de la digérer dans une membrane imperméable protégeant le reste du
cytoplasme.
• Les corpuscules résiduels: proviennent des phagocytosomes et renferment les
résidus non digestibles des corps étranger, notamment sels de fer ou sels de calcium.
• Les cytolysosomes ou vacuoles autophagiques: Ils se constituent de la cellule ayant
subi, au niveau d’un territoire limité de leur cytoplasme, un processus dégénératif
localisé, physiologique ou pathologique. La zone lésée s’entoure d’une membrane qui
constitue ainsi une vacuole dans laquelle viennent se déverser les hydrolases
lysosomiques.
Les différents lysosomes et leur mode de formation
Les différents composants du lysosome sont apportés par
des vésicules qui bourgeonnent au niveau du TGN, les
vésicules prélysosomales, recouvertes de clathrine. Celles-ci
vont ensuite fusionner avec des vésicules ou des vacuoles de
diverses origines.
1. Endocytose → endolysosome
2. Phagocytose → phagolysosome
3. Autophagie → autophagosome ou autolysosome : Il
s’agit pour la cellule de se débarrasser d’éléments usés,
abîmés ou inutiles (en cas de baisse d’activité). Ces
éléments sont alors isolés du reste du cytosol par un
compartiment membranaire provenant du REL aboutissant
ainsi à la formation d’une vacuole autophagique.
1) Toutes les familles de molécules biologiques
dégradées dans les lysosomes
Les lipides, les polysaccharides (sucres), les acides
nucléiques, certaines protéines. Les produits de
dégradation peuvent être expulsé hors du
lysosomes par des protéines porteuses (perméase).
La voie hétérophagique: Les substances exogènes qui sont digérées à
l’intérieur des cellules, sont tout d’abord captées dans le milieu extracellulaire
par endocytose, formant ainsi des vésicules ou vacuoles d’endocytose
(phagosomes).
- La décharge des hydrolases contenues dans les lysosomes primaires, se fait
après fusion de leur membrane avec celle des vésicules d’endocytose.
- Il se constitue ainsi, un lysosome secondaire qui se transforme peu à peu
en corps résiduel.
- Les petites molécules qui proviennent de l’hydrolyse des
substrats exogènes traversent la membrane lysosomale et
passent dans le hyaloplasme, elles peuvent être réutilisées par la
cellule.
- Les déchets non digérés sont soit rejetés dans le milieu
extracellulaire par exocytose, soit stockés dans la cellule, qui
conserve ainsi le corps résiduel.
Les lysosomes
Rôle physiologique( fonctions):
La voie autophagique: La digestion intracellulaire de substrats
endogène se fait dans des lysosomes secondaires appelées «vacuoles
autophagique» (vacuole où sont digérées les propre substance de la
cellule). La formation des vacuoles autophagiques peut se faire selon
des processus différents:
- Le plus souvent, c’est la lame du réticulum endoplasmique lisse (ou
plusieurs lames) qui se referme sur elle-même pour isoler une portion
de cytoplasme contenant divers organites et particules lésées. Les
hydrolases acides qui digèrent ensuite les constituant séquestrés par le
RE proviennent soit du lysosome primaire, soit du lysosome secondaire
renfermant déjà du matériel exogène et dont les membranes fusionnent
avec celles du RE.
2) Les matériaux à dégrader proviennent de 4 compartiments avec lesquels
les lysosomes fusionnent avec :
a) Un endosome
Les macromolécules incorporé dans la cellule par endocytose sont dégradées par le
lysosome en produit finaux simples (acides aminés, etc...) qui seront réutilisés par la
cellule. Les lysosomes jouent donc un rôle dans la nutrition. Certaines cellules spécialisé
font appel aux lysosomes dans les phénomènes de sécrétion.
b) Un Phagosome (provenant de la phagocytose)
(pour les macrophages et les polynucléaires seulement) Le contenu du phagosome peut
être complètement dégradé ou certain résidus/produits peuvent rester sous forme de
corps résiduels dans la cellule et conduire à des phénomènes pathologiques (tels que la
silicose).
c) Le cytosol
On ne peut pas à proprement parler de « fusion » avec le compartiment cytosolique !
Des petits peptides issus de la dégradation dans le protéasome entrent dans le lysosome
par des perméases (adressage des séquences d'AA spécifiques).
d) Un autophagosome
Autophagie est un processus par lequel des composants du cytosol et des organites sont
séquestrés par un autophagosome et dégradés par un lysosome. L'autophagie peut être
sélective (aidée par un chaperon) ou non sélective. Le lysosome a ainsi une activité de
nettoyage et peut débarrasser la cellule de vieilles mitochondries et autres éléments ou
organites.
Les lysosomes
Voies d’accès des matériaux
à dégrader dans le lysosome
En résumé, le lysosome par ses actions intervient dans :
▪ La nutrition cellulaire.
▪ Le renouvellement de molécules membranaires
cytosoliques aussi bien que des organites.
▪ Les phénomènes de défense.
▪ La sécrétion d’enzymes (spermatozoïde, ostéoclaste).
Les peroxysomes
Les peroxysomes
Les peroxysomes
Fonctions du peroxysome
Le peroxysome a pour rôle de détoxifier la cellule en
dégradant certaines molécules (les acides gras, l'alcool...)
grâce à la β-oxydation. Cette réaction produit du peroxyde
d'hydrogène (H2O2), une molécule toxique pour la cellule
qui doit à son tour être dégradée.
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  • 1. Les lysosomes Les lysosomes sont des organites caractérisés par un équipement enzymatique fait d’hydrolase spécialisée dans la dégradation de différents substrats qui font partie des constituants normaux de la cellule. La structure de ces organites est extrêmement différente d’un type de cellule à l’autre ou même à l’intérieur d’une seule cellule. Malgré cette diversité anatomique, les lysosomes se classent en deux catégories du fait qu’ils peuvent être isolés (Lysosomes primaires) ou liés à d’autres formations avec lesquels ils collaborent (lysosomes secondaires). .
  • 3. a. Lysosomes primaires ou purs : Ce sont des vésicules ou des grains de sécrétion ne renfermant que des enzymes lytiques. Ces éléments sont limités par une membrane plasmique. Cette membrane est normalement imperméable au contenu du lysosome et son rôle principal est de protéger le cytoplasme des hydrolases qu’elle enferme. b. Lysosomes secondaires: Ce sont des vacuoles souvent volumineuses dont le contenu est d’aspect hétérogène car il dépend de la nature des substrats et du stade de digestion dans lequel il se trouvent. Leur polymorphisme permet de distinguer: • Les phagocytosomes: Ils résultent de l’association d’un lysosome primaire avec une vacuole phagocytaire (invagination de la membrane cellulaire enferme la particule phagocytaire dans une vacuole). Une fois que la vacuole phagocytaire est constituée, un ou plusieurs lysosomes viennent à son contact et y déversent leur contenu par fusion des membranes, ce qui permet aux hydrolases lysosomiques d’attaquer la particule et de la digérer dans une membrane imperméable protégeant le reste du cytoplasme. • Les corpuscules résiduels: proviennent des phagocytosomes et renferment les résidus non digestibles des corps étranger, notamment sels de fer ou sels de calcium. • Les cytolysosomes ou vacuoles autophagiques: Ils se constituent de la cellule ayant subi, au niveau d’un territoire limité de leur cytoplasme, un processus dégénératif localisé, physiologique ou pathologique. La zone lésée s’entoure d’une membrane qui constitue ainsi une vacuole dans laquelle viennent se déverser les hydrolases lysosomiques.
  • 4. Les différents lysosomes et leur mode de formation Les différents composants du lysosome sont apportés par des vésicules qui bourgeonnent au niveau du TGN, les vésicules prélysosomales, recouvertes de clathrine. Celles-ci vont ensuite fusionner avec des vésicules ou des vacuoles de diverses origines. 1. Endocytose → endolysosome 2. Phagocytose → phagolysosome 3. Autophagie → autophagosome ou autolysosome : Il s’agit pour la cellule de se débarrasser d’éléments usés, abîmés ou inutiles (en cas de baisse d’activité). Ces éléments sont alors isolés du reste du cytosol par un compartiment membranaire provenant du REL aboutissant ainsi à la formation d’une vacuole autophagique.
  • 5. 1) Toutes les familles de molécules biologiques dégradées dans les lysosomes Les lipides, les polysaccharides (sucres), les acides nucléiques, certaines protéines. Les produits de dégradation peuvent être expulsé hors du lysosomes par des protéines porteuses (perméase).
  • 6. La voie hétérophagique: Les substances exogènes qui sont digérées à l’intérieur des cellules, sont tout d’abord captées dans le milieu extracellulaire par endocytose, formant ainsi des vésicules ou vacuoles d’endocytose (phagosomes). - La décharge des hydrolases contenues dans les lysosomes primaires, se fait après fusion de leur membrane avec celle des vésicules d’endocytose. - Il se constitue ainsi, un lysosome secondaire qui se transforme peu à peu en corps résiduel. - Les petites molécules qui proviennent de l’hydrolyse des substrats exogènes traversent la membrane lysosomale et passent dans le hyaloplasme, elles peuvent être réutilisées par la cellule. - Les déchets non digérés sont soit rejetés dans le milieu extracellulaire par exocytose, soit stockés dans la cellule, qui conserve ainsi le corps résiduel. Les lysosomes Rôle physiologique( fonctions):
  • 7. La voie autophagique: La digestion intracellulaire de substrats endogène se fait dans des lysosomes secondaires appelées «vacuoles autophagique» (vacuole où sont digérées les propre substance de la cellule). La formation des vacuoles autophagiques peut se faire selon des processus différents: - Le plus souvent, c’est la lame du réticulum endoplasmique lisse (ou plusieurs lames) qui se referme sur elle-même pour isoler une portion de cytoplasme contenant divers organites et particules lésées. Les hydrolases acides qui digèrent ensuite les constituant séquestrés par le RE proviennent soit du lysosome primaire, soit du lysosome secondaire renfermant déjà du matériel exogène et dont les membranes fusionnent avec celles du RE.
  • 8. 2) Les matériaux à dégrader proviennent de 4 compartiments avec lesquels les lysosomes fusionnent avec : a) Un endosome Les macromolécules incorporé dans la cellule par endocytose sont dégradées par le lysosome en produit finaux simples (acides aminés, etc...) qui seront réutilisés par la cellule. Les lysosomes jouent donc un rôle dans la nutrition. Certaines cellules spécialisé font appel aux lysosomes dans les phénomènes de sécrétion. b) Un Phagosome (provenant de la phagocytose) (pour les macrophages et les polynucléaires seulement) Le contenu du phagosome peut être complètement dégradé ou certain résidus/produits peuvent rester sous forme de corps résiduels dans la cellule et conduire à des phénomènes pathologiques (tels que la silicose). c) Le cytosol On ne peut pas à proprement parler de « fusion » avec le compartiment cytosolique ! Des petits peptides issus de la dégradation dans le protéasome entrent dans le lysosome par des perméases (adressage des séquences d'AA spécifiques). d) Un autophagosome Autophagie est un processus par lequel des composants du cytosol et des organites sont séquestrés par un autophagosome et dégradés par un lysosome. L'autophagie peut être sélective (aidée par un chaperon) ou non sélective. Le lysosome a ainsi une activité de nettoyage et peut débarrasser la cellule de vieilles mitochondries et autres éléments ou organites.
  • 9. Les lysosomes Voies d’accès des matériaux à dégrader dans le lysosome
  • 10. En résumé, le lysosome par ses actions intervient dans : ▪ La nutrition cellulaire. ▪ Le renouvellement de molécules membranaires cytosoliques aussi bien que des organites. ▪ Les phénomènes de défense. ▪ La sécrétion d’enzymes (spermatozoïde, ostéoclaste).
  • 14. Fonctions du peroxysome Le peroxysome a pour rôle de détoxifier la cellule en dégradant certaines molécules (les acides gras, l'alcool...) grâce à la β-oxydation. Cette réaction produit du peroxyde d'hydrogène (H2O2), une molécule toxique pour la cellule qui doit à son tour être dégradée.