Fiche de révision : Maladies mitochondriales et lysosomales

📋 Plan du Cours

1. Rôle général des organites
2. Caractéristiques des maladies organitaires
3. Structure et fonctions mitochondriales
4. Présentation des maladies mitochondriales
5. Origine nucléaire des maladies mitochondriales
6. Origine mitochondriale et conséquences cellulaires
7. Structure et fonctions lysosomales
8. Physiopathologie lysosomale
9. Clinique et transmission lysosomales

📖 1. Rôle général des organites

🔑 Notions clés & Définitions

• Organite : Entité biologique délimitée par une ou plusieurs membranes biologiques.

📝 Points essentiels

• Les organites assurent notamment:
  • la production d’énergie
  • la synthèse et le transport des protéines
  • le recyclage des déchets
  • la signalisation cellulaire
  • le maintien de l’homéostasie

💡 Astuce mémo

Organite spécialisé → fonctionnement harmonieux ; dysfonctionnement → maladie

📖 2. Caractéristiques des maladies organitaires

📝 Points essentiels

• Les maladies génétiques des organites sont rares, souvent héréditaires, et leur évolution est généralement chronique et progressive.

• Les atteintes touchent préférentiellement:

  • le système nerveux
  • les muscles
  • le cœur
  • le foie
  • les reins

📖 3. Structure et fonctions mitochondriales

🔑 Notions clés & Définitions

• Mitochondrie : Organite semi-autonome, spécifique des eucaryotes aérobies, délimité par deux membranes.
• Hétéroplasmie : Coexistence de deux populations mitochondriales, l’une mutée et l’autre sauvage, au sein d’une même cellule.

★ À maîtriser

• La mitochondrie possède un génome propre d’origine maternelle, ce qui explique une hérédité maternelle.

• Le génome mitochondrial comporte 37 gènes et permet notamment la synthèse de 13 protéines.

• La mitochondrie: synthétise certains ARN, réalise la respiration cellulaire, produit de l’ATP, intervient dans la voie intrinsèque de l’apoptose, participe notamment à la formation de l’apoptosome

Compléments

• L’ADN mitochondrial est circulaire, bicaténaire et représente environ 0,5 % de l’ADN d’une cellule somatique.

💡 Astuce mémo

ADN mitochondrial : 37 gènes, 13 protéines, hérédité maternelle

📖 4. Présentation des maladies mitochondriales

★ À maîtriser

• Les organes touchés en priorité sont:
  • le cerveau
  • la rétine
  • les muscles squelettiques
  • le cœur
  • les reins

📌 Les maladies mitochondriales peuvent fortement compromettre le pronostic vital, leur diagnostic peut être difficile et leur prise en charge est uniquement symptomatique, sans traitement curatif.

Compléments

• Environ 200 nouveaux cas de maladies mitochondriales sont diagnostiqués chaque année en France, avec une incidence d’environ une naissance sur 5 000.

📖 5. Origine nucléaire des maladies mitochondriales

★ À maîtriser

• Les pathologies mitochondriales sous contrôle de gènes nucléaires suivent une transmission mendélienne classique.

• Les protéines mitochondriales sont synthétisées dans le cytosol puis certaines sont importées dans la matrice mitochondriale grâce à une séquence signal et à une configuration spatiale adéquates.

Compléments

• Une anomalie de la séquence signal du complexe pyruvate déshydrogénase peut empêcher son importation et entraîner une dégénérescence du système nerveux central ainsi que des anomalies oculaires.

• Une anomalie de la configuration spatiale de l’ornithine transférase peut empêcher son importation et entraîner une cécité par dégénérescence de la rétine.

💡 Astuce mémo

Séquence signal et configuration spatiale : deux défauts d’importation

📖 6. Origine mitochondriale et conséquences cellulaires

★ À maîtriser

📌 Les 13 protéines synthétisées par l’ADN mitochondrial sont des sous-unités de la chaîne respiratoire, dont les mutations peuvent provoquer une déficience de la production d’ATP.

• La déficience de production d’ATP perturbe la contraction musculaire, les transports actifs comme la pompe Na⁺/K⁺-ATPase et la transmission nerveuse.

• Le dysfonctionnement de la chaîne respiratoire augmente le stress oxydatif et la production d’espèces réactives de l’oxygène, provoquant des lésions des protéines, des lipides et de l’ADN pouvant conduire à la mort cellulaire.

• Le dysfonctionnement mitochondrial entraîne une accumulation de lactate pouvant provoquer une acidose métabolique.

Compléments

• L’augmentation du calcium cytosolique peut activer:
  • des phospholipases
  • des protéases
  • des endonucléases

💡 Astuce mémo

Mutation respiratoire → baisse d’ATP → stress oxydatif et mort cellulaire

📖 7. Structure et fonctions lysosomales

🔑 Notions clés & Définitions

• Lysosome : Organite délimité par une seule membrane et spécialisé dans la dégradation.

★ À maîtriser

• Lors d’une phagocytose, le phagosome contenant le microorganisme fusionne avec un lysosome pour former un phagolysosome où les molécules sont dégradées.

• Le lysosome agit notamment sur: les acides nucléiques, les glucides, les lipides, les protéines, le renouvellement des constituants cellulaires, la production de métabolites actifs

Compléments

• Le lysosome constitue un compartiment de stockage pour certains neurotransmetteurs et le calcium et participe à la transmission axonale.

💡 Astuce mémo

Endocytose ou autophagie → enzymes lysosomales → sous-unités simples

📖 8. Physiopathologie lysosomale

★ À maîtriser

• Les substrats lysosomaux proviennent notamment de l’endocytose et de l’autophagie.

• Les enzymes lysosomales et leurs produits comprennent:

  • les nucléases
  • les protéases
  • les glycosidases
  • les lipases
  • les acides aminés
  • le phosphate
  • les nucléosides
  • les monosaccharides
  • les acides gras
  • le glycérol

• 🔄 La physiopathologie d’une maladie lysosomale suit les étapes suivantes: anomalie génétique, déficit enzymatique ou anomalie d’un transporteur ou d’un activateur, accumulation du substrat, dysfonctionnement cellulaire, pathologie

Compléments

📌 Une anomalie de constitution de l’étiquette des enzymes lysosomales peut empêcher leur ciblage correct et faire perdre au cytosol la capacité de dégrader certaines molécules.

💡 Astuce mémo

Déficit enzymatique ou transporteur → surcharge → dysfonctionnement cellulaire

📖 9. Clinique et transmission lysosomales

★ À maîtriser

• La diversité des symptômes des maladies lysosomales dépend de la spécificité tissulaire du métabolisme, de son évolution au cours du développement et du taux résiduel de l’enzyme.

• Les manifestations cliniques possibles comprennent:

  • une organomégalie du foie ou de la rate
  • une régression psychomotrice
  • une dysmorphie à traits grossiers
  • des atteintes ORL
  • des hernies inguinales
  • des atteintes osseuses
  • une atteinte multisystémique

📌 Les maladies lysosomales sont le plus souvent transmises sur un mode autosomique récessif, et un diagnostic prénatal est possible en présence d’antécédents familiaux.

Compléments

• Plus de 50 maladies lysosomales sont connues et leur prévalence cumulée est d’environ une sur 8 000.

• Les principales familles ou maladies citées sont:

  • les mucopolysaccharidoses
  • les glycoprotéinoses
  • les mucolipidoses
  • la glycogénose de type II ou maladie de Pompe
  • les sphingolipidoses
  • la maladie de Gaucher
  • la maladie de Fabry
  • les maladies de Niemann-Pick A et B
  • les gangliosidoses

📊 Tableaux de synthèse

Comparaison mitochondrie et lysosome