Endocytose – Exocytose
Ce cours couvre les transports membranaires avec mouvements membranaires : endocytose (pinocytose classique et à manteau, phagocytose) et exocytose (constitutive et régulée). Les mécanismes moléculaires clés – clathrine, dynamine, SNAREs – et les exemples cliniques (LDL, transferrine, allergies) sont détaillés pour le concours.
Objectifs essentiels
- 1Distinguer transport passif, actif, endocytose et exocytose
- 2Différencier pinocytose classique et à manteau (clathrine/cavéoline)
- 3Connaître les étapes de l'endocytose et le rôle des protéines clés
- 4Comprendre l'endocytose du LDL-cholestérol et de la transferrine
- 5Distinguer exocytose constitutive et régulée (calcium)
Classification des transports membranaires - Sans mouvements membranaires : passif (pas d'ATP, dans le sens du gradient, diffusion simple ou facilitée avec perméase) ; actif (ATP dépendant, ex pompe Na/K : sort 3 Na+, fait rentrer 2 K+) - Avec mouvements membranaires : endocytose (import extérieur → intérieur) + exocytose (export intérieur → extérieur). Équilibrés pour préserver la membrane plasmique.
Voie sécrétoire RE → Golgi : vésicules recouvertes COP II. Golgi → vésicules de sécrétion → membrane plasmique.
Voies de retour Golgi → RE : vésicules COP I. Endosome précoce → membrane plasmique (recyclage protéines). Endosome tardif → Golgi.
Endocytose : types Pinocytose (toutes cellules, liquides/petites molécules <150 nm, peu d'énergie) vs Phagocytose ★★ (macrophages + PNN, grosses particules solides visibles : bactéries/virus/débris, grosses vésicules, beaucoup d'ATP).
Pinocytose classique : non sélective (pas de récepteurs), petites particules et solutés, vésicules LISSES. Pinocytose à manteau : sélective (récepteurs spécifiques), macromolécules, vésicules recouvertes de CLATHRINE ou CAVÉOLINE.
Étapes de l'endocytose à récepteur (pinocytose à manteau) 1. Fixation de la macromolécule (ligand) sur récepteur membranaire spécifique → recrutement de l'ADAPTINE (protéine adaptatrice : AP1/AP2/AP3/AP4, sous-unités alpha/bêta/mu/sigma) via sous-unité μ2 sur partie cytoplasmique du récepteur 2. Adaptine recrute la CLATHRINE ★★★ : hétérodimère (longue + courte chaîne), 3 hétérodimères = 1 triskèle, assemblage spontané des branches → cage de clathrine → tire la membrane vers l'intérieur (vacuolisation) 3. DYNAMINE ★★★ : GTPase (hydrolyse GTP → GDP), dimères en forme de T, s'oligomérise au col de la vésicule, fission de la membrane par pincement → détachement vésiculaire
Mouvement de la vésicule dans le cytoplasme Migration sur filaments du cytosquelette → membrane du compartiment cible → attachement via protéines d'attachement (V-SNARE identifie source, T-SNARE identifie destination) → fusion.
Endocytose du LDL-cholestérol ★★★ LDL se fixe sur récepteur LDL → recrutement clathrine ★★★ → formation et internalisation vésicule → perte du manteau de clathrine → fusion avec endosome précoce → acidification → lysosome (enzymes d'hydrolyse) → libération cholestérol libre. Recyclage du récepteur LDL vers la surface membranaire.
Endocytose de la transferrine ★ Ferrotransferrine (transferrine + Fe³⁺) se fixe sur récepteur à pH neutre → endocytose clathrine-dépendante → endosome précoce (pH ≈ 6,0) → endosome tardif (pH ≈ 5,0) → libération Fe³⁺ → recyclage : apotransferrine liée à son récepteur est renvoyée à la surface → dissociation apotransferrine à pH neutre extracellulaire.
Trancytose (endocytose particulière) Transfert de macromolécules d'un pôle à l'autre de la cellule (entérocytes : pôle apical → basal). Exemple : transfert des immunoglobulines maternelles → sang du nouveau-né, passage par endosome précoce sans dégradation.
Phagocytose – étapes 1. Opsonisation : préparation bactérie → anticorps IgG + fragments du complément 2. Fixation sur récepteurs Fc (fragments constants anticorps) + récepteurs au complément 3. Formation phagosome → fusion avec lysosomes → phagolysosome → digestion enzymes acidiques → présentation fragments antigéniques aux lymphocytes (réponse immunitaire adaptative)
Exocytose – types ★★★ - Constitutive : phénomène NON RÉGULÉ, continu - Provoquée = contrôlée ★★★ : phénomène RÉGULÉ, déclenché par un signal, dépend d'un FLUX CALCIQUE. Exemples : libération d'acétylcholine par neurone cholinergique ★★, libération d'histamine par mastocyte ★★ (responsable des réactions allergiques/hypersensibilité).
Fusion membranaire V-SNARE (identifie la SOURCE de la vésicule) + T-SNARE (identifie la DESTINATION) → fusion entre membrane vésicule et membrane cible. COP I : Golgi → RE. COP II : RE → Golgi.
⚠ Pièges fréquents au concours
- •La dynamine est une GTPase (hydrolyse GTP → GDP), PAS une ATPase ★★★
- •C'est la CLATHRINE qui se fixe à l'oreille de l'adaptine (pas l'inverse) : adaptine recrute clathrine
- •La pinocytose classique n'est PAS sélective (vésicules lisses, pas de récepteurs) ; seule la pinocytose à manteau est sélective
- •La pinocytose de solutés de petite taille est CLATHRINE-INDÉPENDANTE (vésicules lisses, non sélective)
- •COP I : Golgi → RE (retour) ; COP II : RE → Golgi (antérograde) – ne pas inverser ★★
- •V-SNARE identifie la SOURCE (vésicule) ; T-SNARE identifie la DESTINATION – ne pas confondre
- •L'exocytose constitutive est NON RÉGULÉE (continue) ; l'exocytose régulée dépend d'un flux CALCIQUE (pas sodium)
- •La phagocytose n'est PAS réalisée par les érythrocytes – uniquement macrophages et PNN
- •Le récepteur LDL EST RECYCLÉ après endocytose et retourne à la surface membranaire
- •La transcytose N'EST PAS un phénomène cavéoline-dépendant : c'est un mécanisme distinct de transfert pôle à pôle
Liens inter-chapitres
- La membrane plasmique — L'endocytose et l'exocytose sont des transports avec mouvements membranaires impliquant directement la bicouche lipidique
- La cellule : Généralités — La phagocytose est un mécanisme de défense immunitaire réalisé par les macrophages (cellules eucaryotes spécialisées)