7. N UTRITION ET CROISSANCE DES CELLULES.U TILISATION DES MÉTABOLITES 187
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.
extracellulaire, comme nous le verrons plus loin.
Ils représentent cependant une menace permanente pour la cellule, dans la mesure où leur membrane doit être elle-même résistante aux enzymes
contenues dans la lumière, afin de protéger le cytoplasme de l’attaque de ces dernières. Lorsqu’une
cellule meurt, les déséquilibres qui s’installent
immédiatement en son sein entraînent la perte de
cette résistance et une autolyse (autodestruction)
spontanée se met en route, indépendamment de
toute dégradation d’origine extérieure, microbienne, par exemple.
3.2.3. S TRUCTURE ET PROPRIÉTÉS DE LA MEMBRANE
DES LYSOSOMES
Cette membrane, de structure classique, possède
plusieurs propriétés remarquables ; elle contient
en particulier une protéine intrinsèque fonctionnant comme une pompe à protons ATP dépendante. Cette dernière, absente chez les lysosomes
primaires (voir plus loin), est identique à celle des
endosomes, dont elle dérive après fusion membranaire entre les deux types d’organites ; elle acidifie
le pH de la lumière, dont la concentration en protons est jusqu’à 100 fois supérieure à celle du hyaloplasme. En outre, la membrane lysosomiale est
plus perméable aux composés hydrophiles que la
plupart des membranes cellulaires internes ; elle
contient en effet de nombreuses protéines porteuses, ce qui facilite la diffusion des métabolites
résultant des phénomènes d’hydrolyse qui se
déroulent dans la lumière des lysosomes secondaires. Une dernière caractéristique importante de
cette membrane, déjà signalée, est sa capacité à
résister aux attaques enzymatiques ; cette propriété est probablement liée au fait que ses protéines intrinsèques sont très fortement glycosylées
sur leurs domaines internes, formant un manteau
protecteur qui diminue leur accessibilité aux
lipases et aux protéases contenues dans la lumière.
3.2.4. O RIGINE CELLULAIRE DES LYSOSOMES
Cette origine est à rechercher dans de petites
vésicules d’origine trans-golgienne, nommées
lysosomes primaires, qui possèdent toutes les
caractéristiques biochimiques des lysosomes
typiques et réagissent, en particulier, aux mêmes
tests de cytoenzymologie. Leur membrane et leur
contenu protéique dérivent, comme nous le verrons dans le chapitre 9, du réticulum endoplasmique rugueux, au niveau duquel ils ont été initialement fabriqués. Après leur transfert dans
l’appareil de Golgi, et tout au long de leur passage
dans les différents saccules des dictyosomes, ces
molécules subissent plusieurs modifications chimiques, parmi lesquelles des glycosylations. La
vésiculisation des lysosomes primaires à partir des
saccules golgiens nécessite l’intervention de la clathrine.
3.3. Diversité des rôles physiologiques
Les lysosomes représentent un compartiment
original, dont le rôle a été initialement considéré
comme marginal et peu «noble », en raison de la
nature des enzymes qu’ils contiennent ; on a longtemps comparé ces organites à de simples estomacs
cellulaires. Il a cependant été démontré qu’ils ont
des activités très diverses, et qui s’avèrent fondamentales dans l’économie des cellules. Ils interviennent non seulement dans les phénomènes de
digestion intracellulaire, qui sont associés à des
fonctions générales (nutrition, renouvellement cellulaire, etc.), ou au contraire très spécialisées (synthèse et dégradation d’hormones, défense des
organismes, etc.), mais aussi dans la digestion
extracellulaire et le stockage de réserves. Il n’est
donc pas étonnant que de nombreuses pathologies
humaines, génétiques ou pas, soient associées au
dysfonctionnement de ces structures.
3.3.1. R ÔLES DANS LA DIGESTION INTRACELLULAIRE
Ces fonctions des lysosomes peuvent être classées schématiquement en deux catégories, selon
l’origine des substrats qui sont digérés:on distingue l’hétérophagie, qui consiste dans la digestion de substrats externes, et l’autophagie, qui
concerne la digestion de substrats internes.
• L’hétérophagie est essentiellement associée
aux fonctions de nutrition et de protection contre
des organismes extérieurs. De nombreux Protistes
phagotrophes (tels que les paramécies, ou les
amibes), de même que des cellules spécialisées
appartenant aux organismes pluricellulaires (choanocytes des Spongiaires, par exemple), sont
capables d’absorber par endocytose, puis de digérer des molécules, des particules plus ou moins
volumineuses, voire des cellules entières. Nous
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.
extracellulaire, comme nous le verrons plus loin.
Ils représentent cependant une menace permanente pour la cellule, dans la mesure où leur membrane doit être elle-même résistante aux enzymes
contenues dans la lumière, afin de protéger le cytoplasme de l’attaque de ces dernières. Lorsqu’une
cellule meurt, les déséquilibres qui s’installent
immédiatement en son sein entraînent la perte de
cette résistance et une autolyse (autodestruction)
spontanée se met en route, indépendamment de
toute dégradation d’origine extérieure, microbienne, par exemple.
3.2.3. S TRUCTURE ET PROPRIÉTÉS DE LA MEMBRANE
DES LYSOSOMES
Cette membrane, de structure classique, possède
plusieurs propriétés remarquables ; elle contient
en particulier une protéine intrinsèque fonctionnant comme une pompe à protons ATP dépendante. Cette dernière, absente chez les lysosomes
primaires (voir plus loin), est identique à celle des
endosomes, dont elle dérive après fusion membranaire entre les deux types d’organites ; elle acidifie
le pH de la lumière, dont la concentration en protons est jusqu’à 100 fois supérieure à celle du hyaloplasme. En outre, la membrane lysosomiale est
plus perméable aux composés hydrophiles que la
plupart des membranes cellulaires internes ; elle
contient en effet de nombreuses protéines porteuses, ce qui facilite la diffusion des métabolites
résultant des phénomènes d’hydrolyse qui se
déroulent dans la lumière des lysosomes secondaires. Une dernière caractéristique importante de
cette membrane, déjà signalée, est sa capacité à
résister aux attaques enzymatiques ; cette propriété est probablement liée au fait que ses protéines intrinsèques sont très fortement glycosylées
sur leurs domaines internes, formant un manteau
protecteur qui diminue leur accessibilité aux
lipases et aux protéases contenues dans la lumière.
3.2.4. O RIGINE CELLULAIRE DES LYSOSOMES
Cette origine est à rechercher dans de petites
vésicules d’origine trans-golgienne, nommées
lysosomes primaires, qui possèdent toutes les
caractéristiques biochimiques des lysosomes
typiques et réagissent, en particulier, aux mêmes
tests de cytoenzymologie. Leur membrane et leur
contenu protéique dérivent, comme nous le verrons dans le chapitre 9, du réticulum endoplasmique rugueux, au niveau duquel ils ont été initialement fabriqués. Après leur transfert dans
l’appareil de Golgi, et tout au long de leur passage
dans les différents saccules des dictyosomes, ces
molécules subissent plusieurs modifications chimiques, parmi lesquelles des glycosylations. La
vésiculisation des lysosomes primaires à partir des
saccules golgiens nécessite l’intervention de la clathrine.
3.3. Diversité des rôles physiologiques
Les lysosomes représentent un compartiment
original, dont le rôle a été initialement considéré
comme marginal et peu «noble », en raison de la
nature des enzymes qu’ils contiennent ; on a longtemps comparé ces organites à de simples estomacs
cellulaires. Il a cependant été démontré qu’ils ont
des activités très diverses, et qui s’avèrent fondamentales dans l’économie des cellules. Ils interviennent non seulement dans les phénomènes de
digestion intracellulaire, qui sont associés à des
fonctions générales (nutrition, renouvellement cellulaire, etc.), ou au contraire très spécialisées (synthèse et dégradation d’hormones, défense des
organismes, etc.), mais aussi dans la digestion
extracellulaire et le stockage de réserves. Il n’est
donc pas étonnant que de nombreuses pathologies
humaines, génétiques ou pas, soient associées au
dysfonctionnement de ces structures.
3.3.1. R ÔLES DANS LA DIGESTION INTRACELLULAIRE
Ces fonctions des lysosomes peuvent être classées schématiquement en deux catégories, selon
l’origine des substrats qui sont digérés:on distingue l’hétérophagie, qui consiste dans la digestion de substrats externes, et l’autophagie, qui
concerne la digestion de substrats internes.
• L’hétérophagie est essentiellement associée
aux fonctions de nutrition et de protection contre
des organismes extérieurs. De nombreux Protistes
phagotrophes (tels que les paramécies, ou les
amibes), de même que des cellules spécialisées
appartenant aux organismes pluricellulaires (choanocytes des Spongiaires, par exemple), sont
capables d’absorber par endocytose, puis de digérer des molécules, des particules plus ou moins
volumineuses, voire des cellules entières. Nous