Les Lysosomes : Structure, Fonctions et Pathologies

Les lysosomes : Le système digestif de la cellule

Les lysosomes sont des structures dont la fonction est de digérer les matières et les déchets capturés par la cellule. Ils peuvent être considérés comme le système digestif cellulaire. Ces vésicules cytoplasmiques présentent un grand polymorphisme, sont entourées d'une membrane unitaire et contiennent une matrice granulaire, dense et hétérogène. Ils agissent en tant que vacuoles digestives et sont présents dans toutes les cellules eucaryotes.

Le contenu du lysosome présente un pH acide. L'ensemble des enzymes est variable et dépend de la spécialisation fonctionnelle de chaque cellule. Les critères d'identification morphologique ne sont pas suffisants ; ils doivent inclure des marqueurs de membrane (LAMP-1 et LAMP-2) ou des marqueurs lysosomaux internes (cathepsine L).

Composition

• Fraction lipidique : Principalement composée de phospholipides.
• Protéines : La couche interne contient une trentaine de protéines différentes (Mw de 20 à 200 kD), la plupart étant des glycoprotéines.
• Enzymes : Glycoprotéines transmembranaires, telles que la phosphatase acide.

Fonctions principales

1. Hétérophagie

Elle consiste en la dégradation de produits capturés par la cellule, soit par phagocytose, soit par endocytose.

• Phagosomes : Vacuoles formées par la phagocytose, permettant aux macrophages et leucocytes d'ingérer des corps étrangers ou des fragments de cellules nécrotiques.
• Rôles : Défense, renouvellement cellulaire, absorption des protéines, catabolisme des glycoprotéines et du cholestérol, sécrétion d'hormones thyroïdiennes, traitement hormonal et renouvellement des disques optiques.

2. Autophagie

Mécanisme par lequel la cellule se débarrasse de ses organites endommagés. Il intervient dans le renouvellement des organites, la différenciation, les lésions cellulaires réversibles, le renouvellement des protéines et le jeûne cellulaire.

3. Crinophagie

Mécanisme spécial d'autophagie se produisant dans les cellules endocrines sécrétrices (ex: hypophyse) en cas d'excès de granules de sécrétion. Les granules fusionnent directement avec les lysosomes.

4. Décharge du contenu extracellulaire

Certaines cellules sécrètent le contenu lysosomal dans le milieu extracellulaire :

• Ostéoclastes : Dégradation osseuse.
• Défense : Les globules blancs sécrètent des enzymes lysosomales.
• Fertilisation : L'acrosome des spermatozoïdes est un lysosome qui libère son contenu pour traverser les membranes de l'ovule.

5. Stockage

Les organites lysosomaux peuvent réserver des matériaux, comme dans certains organes de légumes (aleurone).

Pathobiologie

La membrane, le contenu ou la fonction peuvent être altérés.

• Congénitale : Maladie de Chédiak-Higashi, maladie des cellules I (mucolipidose), ou maladies de surcharge (thésaurismoses). Les manifestations incluent tachypnée, toux, problèmes cardiaques, cardiomégalie, hépatomégalie, hypotonie musculaire et macroglossie.
• Acquise : Pneumoconiose, goutte.
• Altération fonctionnelle : Des micro-organismes peuvent pénétrer dans la cellule et altérer le fonctionnement normal du complexe lysosomal.