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Noyau et sa pathologie


Le noyau et ses lésions  : la chromatine a 2 aspects de l’hétérochromatine, en amas condensés (ADN inactif (environ 90%)), de l'euchromatine, dispersée (ADN actif (environ 10%)).
L’ADN bicaténaire est compactée (raccourcissement de 5000 fois) du fait d'une organisation complexe où interviennent 4 types d'histone.
A l'ADN et aux histones s'ajoutent dans le noyau des protéines non-histones, des ADN/ARN-polymérases, DNAses / RNAses, diverses enzymes de la réparation de l'ADN.
Le nucléole est une inclusion intranucléaire basophile, bien visible, qui associe de l'hétérochromatine, de l'ARN (majoritairement des ARNr qui sont transcrits dans la zone fibrillaire et maturés dans la zone granulaire), responsable de sa coloration élective par la pyronine, d'aspect granuleux, des protéines basiques (90% du poids sec).
C’est au cours de la biogenèse des ribosomes, qu’ils se forment en fin de mitose jusqu’au début de la mitose suivante. Ils se forment au niveau de sites chromosomiques hétérochromatiques avec nombreuses copies organisées en tandem, de gènes codant pour les ARN ribosomiques. Il semble que 35% des protéines des nucléoles est impliquée dans la biogenèse des ribosomes, 20% dans le métabolisme des ARNm. Le nucléole joue un rôle dans la régulation du cycle cellulaire en séquestrant des facteurs régulateurs du cycle cellulaire, dont la télomérase reverse transcriptase
Les pré-ARNr ne sont pas épissés, ils sont clivés par plusieurs ribonucléases. Il contient 200 unités de transcriptions pour les ARNr. Il peut en exister 1 / 2 par cellule. Le nucléole est parfois différencié en 2 zones (fibrillaire, centrale, et granulaire, périphérique). Dans un noyau, le nucléole est d'autant plus grand que la biosynthèse des ribosomes est importante dans la cellule qui le contient. Parmi ces protéines : l'ARN polymérase I, qui transcrit les loci d'ADN ribosomique en un précurseur de 45S(pré-ARNr), ainsi que des enzymes diverses et des protéines de liaison dont certaines sont argyrophiles (colorable par l'argent).
Lieu de synthèse, à partir de l'ADN de l'organisateur nucléolaire d'un chromosome, de l'ARN ribosomal (rARN), d'abord sous forme d'un précurseur géant dont la scission aboutit aux deux ARN ribosomaux qui sont aussi couplés aux protéines des ribosomes, dans le nucléole.
La formation des ribosomes dans le nucléole s'effectue en plusieurs étapes qui se déroulent
dans les zones fibrillaires et granulaires.
Étape 1 : L'ADN codant les ARNr (ARN ribosomiques) est transcrit en un pré-ARNr, cette étape se passe dans la zone fibrillaire du nucléole.
Étape 2 : Le pré-ARNr est ensuite découpé en trois ARNr
Étape 3 : Simultanément dans le nucléoplasme de l'ADN codant les protéines constitutives des ribosomes (ribonucléoprotéines) est transcrit en ARN messager.
Étape 4 : L'ARN messager est traduit en protéines dans le cytoplasme.
Étape 5 : Les protéines traduites rentrent dans le noyau et dans le nucléole, elles s'associent avec les ARN ribosomiques pour former des pré-ribosomes.
Étape 6 : Les pré-ribosomes sont exportés dans le cytoplasme, dans lequel ils terminent leur maturation, avant de s'associer et de former un ribosome mature.
La membrane nucléaire comporte 2 membranes et une cavité, qui sont en continuité avec celles du réticulum endoplasmique. Elle est parsemée de "pores", lieu de passage de protéines, ions, eau, métabolites et messagers d'origine cytoplasmique, des mARN et rARN d'origine nucléaire et nucléolaire.
Le corpuscule de Barr  : un chromosome X inactif. Cet amas d'hétérochromatine accolé à la membrane nucléaire (ou sous l'aspect d'une expansion pédiculée, du noyau des leucocytes polynucléaires) est caractéristique du sexe féminin. Il correspond à l'un des deux chromosomes X qui est donc inactif.
Les noyaux actifs ont une chromatine finement divisée, un nucléole volumineux.
Cet aspect est celui des cellules des premiers stades des lignées cellulaires, qui effectuent la synthèse des protéines et enzymes correspondant à leur différenciation et celles de la duplication prémitotique, des cellules "activées" (transformation blastique des lymphocytes après contact avec l'antigène spécifique).
Les noyaux inactifs : chromatine condensée en blocs d'hététochromatine inactive, nucléoles petits ou absents. Cellules des derniers stades de l'évolution des lignées cellulaires (peu de synthèse de protéines nouvelles, plus de divisions), cellules inactives (lymphocytes non stimulés).
Le noyau pathologique : pycnose avec condensation de la chromatine en bloc dense, homogène et rétracté, caryolyse avec une chromatine décolorée, un noyau qui s'efface, caryorrhexie (fragmentation du noyau en petits blocs de chromatine dispersés dans la cellule).
Ces aspects correspondent à des lésions irréversibles et même postérieurs à la mort cellulaire.
Polyploïdie(noyau hypertrophié, souvent irrégulier avec aneuploïde fréquente dans les cancers), par anomalies de la duplication de l'ADN (par ex :dystrophie mégaloblastique), elle est cependant physiologique dans la lignée mégacaryocytaire et dans les hépatocytes. Plasmodes (cellules géantes avec plusieurs noyaux dans un cytoplasme indivis) par absence de division cytoplasmique après télophase normale (régénération des fibres musculaires striées), soit la fusion du cytoplasme de cellules mononucléées (cellules géantes histiocytaires) et dans certaines maladies virales (rougeole, pneumonies à cellules géantes, hépatite symplasmique).
La mitose peut également être pathologique
Atypies des cellules cancéreuses : d'intensité variable et de valeur discutable pour le diagnostic, elles traduisent plusieurs types d'anomalies : aneuploïdie, immaturité et activité métabolique de cellules en cycle de division, altérations dégénératives et conséquences des ano­malies des mitoses.
Les vacuoles nucléaires (invaginations du cytoplasme), observés dans certains cancers (inclusions en œil d'oiseau (orphan annie dans le carcinome papillaire de la thyroïde), lymphomes lymphoplasmocytaires (corps de Dutcher riches en IgM), dans les noyaux des hépatocytes en cas de surcharge glycogénique : au cours du diabète, sous corticothérapie, dans certaines formes de glycogénose congénitale.
Les inclusions nucléaires  : surtout les inclusions virales (amas de virions = matériel homogène, éosinophile, coloré au Feulgen), lors d’infections par herpès, CMV, Variole, hépatite B (noyaux sableux). Les intoxications par le plomb / bismuth peuvent pro­voquer des inclusions éosinophiles dans les noyaux des cellules hépatiques et des tubes rénaux. Celles du bismuth sont colorées par le PAS.
Le nombre des nucléoles dépend de celui des chromosomes avec organisateur nucléolaire et est augmenté en cas de polyploïdie. La multiplication des nucléoles et leur hypertrophie (importante synthèse protidique) sont une anomalie des cellules cancéreuses, classique mais non spécifique (également dans les cellules régénératives.


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