Fiche de révision : Transport membranaire : mécanismes et fonctions

📋 Plan du Cours

1. Organisation fonctionnelle des flux de matière à travers les membranes cellulaires
2. Structure et composition des membranes biologiques selon le modèle de mosaïque fluide
3. Typologie des déplacements transmembranaires passifs et actifs
4. Potentiel électrochimique, équilibre ionique et cinétique des transports membranaires
5. Transports actifs secondaires et cotransport symport/antiport
6. Organisation et fonctions du système nerveux autonome et tissu nerveux
7. Structure, fonction et organisation des neurones dans la transmission nerveuse
8. Mécanismes des potentiels d’action et rôle des canaux ioniques voltage-dépendants
9. Synapses chimiques et électriques : transmission et conversion du signal nerveux
10. Genèse du potentiel de plaque motrice et initiation du potentiel d’action musculaire
11. Rôles biologiques des glycoprotéines, glycolipides et glycocalyx dans la membrane plasmique
12. Diversité des mécanismes d’endocytose et exocytose dans le transport membranaire

📖 1. Organisation fonctionnelle des flux de matière à travers les membranes cellulaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Flux transmembranaires : Les mouvements de substances à travers la membrane plasmique ou les membranes des compartiments cellulaires, permettant le transport de matière entre différents milieux cellulaires.
• Systèmes endomembranaires : L'ensemble des membranes internes d'une cellule eucaryote qui délimitent des compartiments spécialisés et participent au transport et à la compartimentation des substances.

📝 Points essentiels

• La coopération fonctionnelle entre compartiments cellulaires est essentielle pour le transport des substances, illustrée par des exemples comme l'entérocyte, la cellule du parenchyme palissadique et E. coli.
• Les flux de matière à travers les membranes cellulaires sont fondamentaux pour le maintien de la vie cellulaire et la communication intercompartimentaire.
• Chapitre 8 Membranes et échanges membranaires Introduction Toutes les cellules sont délimitées par une membrane plasmique. Les cellules eucaryotes comprennent en outre des endomembranes entourant les compartiments cellulaires. Présentes chez tous les organismes vivants, les membranes biologiques sont des structures supramoléculaires constituées d’un assemblage de lipides et de protéines (associés parfois à des glucides) qui limitent les cellules ou les compartiments cellulaires. Les membranes ont des rôles variés, dont notamment la constitution :
  • de limites, des barrières qui contrôlent la composition des cellules et des compartiments ;
  • d’interfaces mécaniques entre compartiments, et surtout entre la cellule et son environnement, participant ainsi à la cohésion des tissus ;
  • de surfaces d’échanges : elle permettent, tout en les maîtrisant, des échanges de matière, d’énergie ou d’informations entre cellule et extérieur de la cellule, ou entre compartiments puisque tous ces ensembles sont des systèmes thermodynamiques ouverts. La membrane plasmique tient ainsi un rôle particulier car elle constitue à la fois la frontière d’une cellule et son interface d’interactions avec l’environnement. Les membranes biologiques ne sont donc pas des frontières infranchissables : elles sont traversées par des flux de matière, d’énergie et d’informations, ce qui constitue des échanges. cf.
• Mammifères d’être absorbés à travers l’épithélium intestinal du nourrisson. Enfin, l’exocytose comme l’endocytose permettent de contrôler le nombre de récepteurs présents sur la membrane plasmique et donc la réactivité d’une cellule cible à un messager. Des vésicules proches de la périphérie cellulaire constituent des réserves de récepteurs de certains messagers hormonaux (comme à l’insuline par exemple). Une exocytose rapide permet alors d’exposer ces récepteurs et de les rendre fonctionnels. Une endocytose impliquant le secteur de la membrane plasmique dans lequel ils sont insérés les rend à l’inverse momentanément inactifs. Ainsi, l’endocytose et l’exocytose sont des processus complémentaires qui exploitent la fluidité membranaire. Ils sont fondamentalement associés au fonctionnement du cytosquelette (microtubules et microfilaments en particulier) et jouent des rôles très importants dans la vie des cellules. Des transferts de matière entre les compartiments et avec le milieu extracellulaire (endocytose et exocytose) sont réalisés par l’intermédiaire de vésicules. Le bourgeonnement et la fusion des vésicules reposent sur les propriétés des membranes et l’implication des protéines. Le transport et le guidage des vésicules mettent en jeu le cytosquelette. 2.2. Des membranes qui autorisent des flux traversants de matière : les échanges transmembranaires Un échange

💡 À retenir

Les membranes et compartiments cellulaires collaborent pour assurer un transport efficace des substances vitales, ce qui est crucial pour la vie cellulaire.

📖 2. Structure et composition des membranes biologiques selon le modèle de mosaïque fluide

🔑 Notions clés & Définitions

• Lipides amphiphiles : Des molécules lipidiques possédant une tête hydrophile et une queue hydrophobe, telles que les phospholipides, glycolipides et le cholestérol, qui s'assemblent spontanément en bicouches dans les membranes biologiques.
• Modèle de mosaïque fluide : Les propriétés de fluidité, de perméabilité sélective, de ƐƉĠĐŝĨŝĐŝƚĠƌĞƉŽƐĞŶƚƐƵƌů͛ŽƌŐĂŶŝƐĂƚŝŽŶĚĞůĂŵĞŵďƌĂŶĞ͘ - Argumenter le modèle de mosaïque fluide ăů͛ĂŝĚĞĚĞ résultats expérimentaux.

📝 Points essentiels

• Les membranes biologiques sont des structures supramoléculaires composées de lipides et protéines, formant une bicouche non covalente.
• Les lipides amphiphiles, notamment phospholipides, glycolipides et cholestérol, sont essentiels à la structure membranaire.
• Le cholestérol modifie la fluidité membranaire, augmentant la fluidité dans les membranes riches en acides gras saturés et stabilisant celles riches en acides gras insaturés.
• Les radeaux lipidiques, riches en cholestérol et sphingoglycolipides, forment des phases de gel limitant la diffusion des protéines.
• Chapitre 8 - page /7 47 ©T. Jean modifié ©PiRégnier Certains secteurs membranaires constituent des ensembles fonctionnels de protéines à l’extérieur desquels la diffusion est limitée, soit par des protéines des clôture (qui font obstacle à la diffusion des protéines situées à l’intérieur de l’aire), soit par de radeaux lipidiques, ou lipid rafts, (secteurs membranaires où les lipides constituent une phase de gel, moins fluide). Un radeau lipidique est une région localisée de la membrane, dont la composition est particulièrement riche en cholestérol et en sphingoglycolipides. De plus, ses phospholipides présentent surtout des acides gras saturés. Les déplacements des molécules sont donc fortement limités des ces sous-domaines membranaires plutôt rigides. Ils ont par conséquent un comportement en partie indépendant du reste de la membrane. les radeaux mesurent environ 100 nm de diamètre et peuvent occuper jusqu’à 30 % de la surface de la membrane plasmique. Par ailleurs, les endomembranes d’une cellule ont une composition différente de celle de la membrane plasmique. Elles sont en général plus pauvres en cholestérol, ce qui peut autoriser une plus grande fluidité favorisant alors les flux membranaires. Autre exemple, la membrane apicale de l’entérocyte est beaucoup plus riche en glycolipides (capables de former des liaisons H intermoléculaires) et en cholestérol que la membrane

💡 À retenir

La membrane plasmique est une structure dynamique et hétérogène où lipides et protéines interagissent pour moduler ses propriétés fonctionnelles.

📖 3. Typologie des déplacements transmembranaires passifs et actifs

🔑 Notions clés & Définitions

• Diffusion simple : Loi de Fick La diffusion simple est le passage de substances au travers de la bicouche lipidique (gaz, molécules solubles dans les lipides, eau…).
• Diffusion facilitée : Mécanisme passif de transport membranaire faisant intervenir une protéine transmembranaire spécifique qui facilite le passage d'une molécule, pouvant être un uniport, symport ou antiport, sans consommation d'énergie.

📝 Points essentiels

• La diffusion simple permet le passage de molécules hydrophobes à travers la bicouche lipidique sans protéine.
• La diffusion facilitée implique une protéine transporteuse spécifique qui facilite le passage d'une molécule.
• Les uniports transportent une seule molécule dans une seule direction.
• Les symports et antiports sont des co-transporteurs qui déplacent deux molécules simultanément dans le même sens ou en sens opposé.
• Les transports actifs nécessitent un apport d'énergie pour déplacer des substances contre leur gradient électrochimique.
• 34). Et dans le cas d’un co-transport de 2 molécules, la protéine est qualifiée de symport ou d’antiport suivant si les circulations des 2 substances se font respectivement dans le même sens ou dans des sens opposés. Ces termes de port peuvent être utilisés même si l’un des transports est actif. Si la protéine de transport ne se lie pas à la substance transportée, il s’agit d’un canal protéique. Les canaux ne sont donc pas modifiés pendant le passage de la substance. Il existe des canaux pour les ions (canaux ioniques) et des canaux à eau, ou aquaporines. Il existe une grande diversité de canaux ioniques suivant leur affinité pour un ion donné et le contrôle éventuel de leur ouverture :
  • les canaux de fuite ne peuvent pas changer de conformation et sont toujours ouverts ;
  • les canaux chimio-dépendants (ou ligand-dépendants) s’ouvrent suite à la fixation d’un ligand ;
  • les canaux voltage-dépendants s’ouvrent suite à l’obtention d’une certaine valeur seuil de différence de potentiel membranaire ;
  • les canaux mécano-dépendants s’ouvrent suite à une action mécanique. Les canaux de fuite de K+ sont un exemple de protéine canal permettant une diffusion facilitée des ions. Le flux se fait dans le sens qui rapproche le potentiel de membrane de son potentiel d’équilibre (à savoir un flux sortant pour K+). Il s’agit de protéines composées de 4 sous-unités qui ménagent un vestibule intramembranaire dont les surfaces sont tapissées de radicaux anioniques qui attirent les ions K+ sous leur forme solvatée (cf. FIGURE

💡 À retenir

La diffusion simple permet le passage de molécules hydrophobes à travers la bicouche lipidique sans protéine.

📖 4. Potentiel électrochimique, équilibre ionique et cinétique des transports membranaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Potentiel électrochimique : Grandeur thermodynamique combinant la composante chimique liée à la concentration et la composante électrique liée au potentiel électrique, qui détermine l'énergie libre associée au transfert d'un ion à travers une membrane.
• Potentiel de repos : Cellules musculaires est plus bas (–90 mV).
• Loi de Fick : Expliquer les caractéristiques cinétiques de certains échanges transmembranaires.͕͛͛ passif simple ou facilité ou dans le sens inverse par transport actif primaire ou secondaire (couplages énergétiques).

📝 Points essentiels

• Le potentiel électrochimique combine les gradients de concentration et électrique pour déterminer le sens du transport ionique.
• Le potentiel d'équilibre ionique est atteint lorsque le flux net d'un ion est nul, équilibre entre forces chimiques et électriques.
• La loi de Fick décrit la diffusion simple, où le flux est proportionnel au gradient de concentration.
• Les transports passifs sont plus importants lorsque le gradient électrochimique est élevé.
• 39). Les ions K+ sont soumis à deux composantes opposées, responsables de la mise en place d’un gradient électrochimique :
  • une force, de nature osmotique, due à l’inégale répartition des ions de part et d’autre de la membrane (ici plasmique) ;
  • une autre force, de nature électrique, due à l’existence d’une différence de potentiel électrique (ou potentiel de membrane) entre les deux faces de l’interface : le milieu extérieur est caractérisé par un excès local de charges positives. Si ces deux forces sont exactement opposées, un état d’équilibre est instauré : le flux net de K+ est nul et une différence de potentiel transmembranaire stable est établie. Cette valeur correspond au potentiel d’équilibre de K+, noté . La relation de Nernst permet de calculer cette valeur : Cette équation permet de calculer la valeur du potentiel d’équilibre pour K+, indépendamment de tous les autres ions. L’application numérique donne un potentiel d’équilibre ≈ −80 mV. Plus le potentiel de membrane est proche du potentiel d’équilibre d’un ion, plus la membrane est perméable à cet ion. Le flux passif d’un ion à travers une membrane se fait dans le sens qui permet de rapprocher le potentiel de membrane du potentiel d’équilibre de cet ion. Ainsi pour K+, si le potentiel de repos d’une cellule est ∆V ≈ −70 mV, et le potentiel d’équilibre ≈ −80 mV, le flux passif de K+ est sortant (un efflux de charges positives diminue le potentiel de membrane). Si le potentiel de membrane est différent du potentiel d’équilibre d’un ion donné, et s’il existe dans la membranes des canaux perméables à cet ion, alors il s’établit un courant de cet ion, dont l’intensité iion est donnée par la relation : avec le potentiel de membrane (en

💡 À retenir

Le potentiel électrochimique, résultant de la combinaison des gradients électrique et chimique, gouverne le mouvement ionique et influence l'excitabilité cellulaire.

📖 5. Transports actifs secondaires et cotransport symport/antiport

🔑 Notions clés & Définitions

• Transport actif secondaire : Mécanisme de transport utilisant l'énergie libérée par le transport passif simultané d'un autre soluté se déplaçant selon son gradient de concentration pour déplacer une substance contre son propre gradient électrochimique.
• Symport : Type de cotransport dans lequel deux substances sont transportées simultanément dans la même direction, le déplacement passif d'une substance suivant son gradient permettant le transport actif de l'autre contre son gradient.

📝 Points essentiels

• Les symports déplacent simultanément deux substances dans le même sens, l'une suivant le gradient de l'autre.
• Les antiports déplacent deux substances en sens opposé, exploitant le gradient d'une substance pour faire entrer ou sortir l'autre.
• Ces mécanismes permettent le transport de molécules contre leur gradient sans consommation directe d'ATP.
• 47). Ces deux substances sont transportées ensemble vers l’intérieur de la cellule : c’est un symport résultat du couplage du flux entrant de Na+ selon son gradient électrochimique (flux exergonique) au flux entrant de glucose contre son différentiel de concentration (flux endergonique). C’est bien un couplage osmo-osmotique. Elle joue joue un rôle très important car c’est elle qui permet de faire entrer le nutriment dans l’organisme depuis la lumière de l’intestin grêle. Cette protéine se retrouve aussi dans les cellules du tubule rénal des Mammifères. 2.2.7. Des transferts transmembranaires insérés dans le fonctionnement global des cellules : l’exemple de l’entérocyte La membrane apicale des entérocytes est le siège de l’absorption d’eau, d’ions minéraux et de petites molécules (glucose, acides aminés…) issues de la digestion. Ces substances passent ensuite vers le liquide interstitiel en traversant la membrane basale de l’entérocyte dont la composition en protéines et en lipides est différente de celle de la membrane apicale. Les transports membranaires aux deux pôles de la cellule peuvent être différents et faire intervenir des protéines membranaires localisées de façon spécifique sur l’une de ces deux membranes. Ainsi, le glucose est importé de la lumière intestinale par un transport actif secondaire au pôle apical et exporté vers le sang au pôle basal par une perméase de type GLUT (cf. FIGURE
• 34). Et dans le cas d’un co-transport de 2 molécules, la protéine est qualifiée de symport ou d’antiport suivant si les circulations des 2 substances se font respectivement dans le même sens ou dans des sens opposés. Ces termes de port peuvent être utilisés même si l’un des transports est actif. Si la protéine de transport ne se lie pas à la substance transportée, il s’agit d’un canal protéique. Les canaux ne sont donc pas modifiés pendant le passage de la substance. Il existe des canaux pour les ions (canaux ioniques) et des canaux à eau, ou aquaporines. Il existe une grande diversité de canaux ioniques suivant leur affinité pour un ion donné et le contrôle éventuel de leur ouverture :
  • les canaux de fuite ne peuvent pas changer de conformation et sont toujours ouverts ;
  • les canaux chimio-dépendants (ou ligand-dépendants) s’ouvrent suite à la fixation d’un ligand ;
  • les canaux voltage-dépendants s’ouvrent suite à l’obtention d’une certaine valeur seuil de différence de potentiel membranaire ;
  • les canaux mécano-dépendants s’ouvrent suite à une action mécanique. Les canaux de fuite de K+ sont un exemple de protéine canal permettant une diffusion facilitée des ions. Le flux se fait dans le sens qui rapproche le potentiel de membrane de son potentiel d’équilibre (à savoir un flux sortant pour K+). Il s’agit de protéines composées de 4 sous-unités qui ménagent un vestibule intramembranaire dont les surfaces sont tapissées de radicaux anioniques qui attirent les ions K+ sous leur forme solvatée (cf. FIGURE

💡 À retenir

Les symports déplacent simultanément deux substances dans le même sens, l'une suivant le gradient de l'autre.

📖 6. Organisation et fonctions du système nerveux autonome et tissu nerveux

🔑 Notions clés & Définitions

• Système nerveux central (SNC) : Partie du système nerveux constituée de l'encéphale et de la moelle spinale, qui agissent comme centres d'intégration et de commande nerveuse.
• Système nerveux autonome : Composante du système nerveux efférent qui régule les fonctions involontaires de l'organisme, contribuant au maintien de l'homéostasie.

📝 Points essentiels

• Le SNC comprend l'encéphale et la moelle spinale, centres d'intégration et de commande nerveuse.
• Le SNP comprend les nerfs et récepteurs sensoriels, assurant la communication entre le SNC et l'organisme.
• Le système nerveux autonome régule les fonctions involontaires et maintient l'homéostasie.
• La majorité des corps cellulaires nerveux se trouve dans le SNC, à l'exception de certains neurones ganglionnaires situés dans le SNP.

💡 À retenir

La division fonctionnelle et anatomique du système nerveux permet de comprendre la coordination des réponses involontaires et volontaires.

📖 7. Structure, fonction et organisation des neurones dans la transmission nerveuse

🔑 Notions clés & Définitions

• Neurone : Cellule hautement différenciée et polarisée du système nerveux, spécialisée dans la réception, l'intégration et la transmission de l'information nerveuse.
• Corps cellulaire : Les dendrites sont localisés dans le système nerveux central, tandis que la plus grande partie de l’axone est dans le système nerveux périphérique où elle réalise une synapse avec des cellules effectrices ;

📝 Points essentiels

• Le neurone est une cellule hautement différenciée et polarisée, avec une organisation structurale spécifique.
• La polarité neuronale se manifeste par des régions distinctes : dendrites (réception) et axone (transmission).
• Le corps cellulaire contient le noyau et les organites nécessaires au métabolisme neuronal.

💡 À retenir

Le neurone est une unité structurale et fonctionnelle spécialisée dans la réception, l'intégration et la transmission de l'information nerveuse.

📖 8. Mécanismes des potentiels d’action et rôle des canaux ioniques voltage-dépendants

🔑 Notions clés & Définitions

• Canaux ioniques voltage-dépendants : Protéines membranaires qui s'ouvrent en réponse à une dépolarisation, permettant le passage sélectif d'ions spécifiques à travers la membrane.
• Loi du tout ou rien : Principe selon lequel un potentiel d'action se déclenche uniquement si le seuil est franchi, et que son amplitude reste constante quelle que soit l'intensité de la stimulation au-delà de ce seuil.
• Seuil de déclenchement : ‣ soit la somme des potentiels est inférieure au seuil de déclenchement d’un potentiel d’action (potentiel infraliminaire), alors dans ce cas aucun potentiel d’action n’est généré ;

📝 Points essentiels

• Le potentiel d'action est une variation stéréotypée du potentiel membranaire déclenchée au-delà d’un seuil de voltage.
• Les canaux ioniques voltage-dépendants s’ouvrent en réponse à une dépolarisation, permettant le flux d’ions spécifiques.
• Le seuil de déclenchement est la valeur de voltage nécessaire pour initier un PA.
• La loi du tout ou rien stipule que l’amplitude du PA est constante, indépendamment de l’intensité de la stimulation au-delà du seuil.
• Chapitre 8 - page /30 47 ©T. Jean modifié ©PiRégnier ‣ Les potentiels d’action (PA) sont des variations de la différence de potentiel membranaire déclenchées par une valeur de voltage donnée (le seuil de déclenchement), impliquant des canaux ioniques voltage-dépendants et présentant une allure stéréotypée (dépolarisation suivie d’une repolarisation, de valeurs et durées constantes dans un type cellulaire donné). Leur amplitude n’est pas fonction de l’intensité de la stimulation, mais reste constante sur toute la distance parcourue (non décrémentielle). Il existe des potentiels d’actions dans les neurones et toutes les cellules musculaires (myocytes striés squelettiques, cellules cardionectrices, cardiomyocytes, cellules musculaires lisses). Des flux transmembranaires d'ions sont à l’origine d'un potentiel électrique appelé potentiel de membrane. 3.2. La conduction d’un message nerveux par des potentiels d’actions au niveau de la membrane plasmique du neurone 3.2.1. Les neurones, des cellules excitables conduisant de l’information dans l’organisme 3.2.1.1. Les neurones, des cellules associées aux cellules gliales au sein du tissu nerveux 3.2.1.1.1. Le système nerveux, un système de communication structuré Le système nerveux est un système de perception de stimulus (internes ou externes), de propagation et d’analyse d’informations, de commande et de régulation composé de tissu
• Jean modifié ©PiRégnier ‣ Les potentiels d’action (PA) sont des variations de la différence de potentiel membranaire déclenchées par une valeur de voltage donnée (le seuil de déclenchement), impliquant des canaux ioniques voltage-dépendants et présentant une allure stéréotypée (dépolarisation suivie d’une repolarisation, de valeurs et durées constantes dans un type cellulaire donné).

💡 À retenir

Les canaux ioniques voltage-dépendants s’ouvrent en réponse à une dépolarisation, permettant le flux d’ions spécifiques.

📖 9. Synapses chimiques et électriques : transmission et conversion du signal nerveux

🔑 Notions clés & Définitions

• Neurotransmetteurs : Donc d’autant plus importante que la concentration intracellulaire en calcium est élevée ;

📝 Points essentiels

• Les synapses chimiques transmettent le signal par libération de neurotransmetteurs dans la fente synaptique.
• Les synapses électriques permettent la transmission directe du courant ionique via des jonctions communicantes.

💡 À retenir

Les synapses chimiques transmettent le signal nerveux par libération de neurotransmetteurs, permettant une modulation précise du message entre neurones ou avec d’autres cellules.

📖 10. Genèse du potentiel de plaque motrice et initiation du potentiel d’action musculaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Potentiel de plaque motrice (PPm) : Variation locale et électrotonique du potentiel membranaire générée à la jonction neuromusculaire suite à la libération de neurotransmetteurs, dont l'amplitude dépend de l'intensité de la stimulation et qui se propage de manière décrémentielle.
• Potentiel d’action musculaire (PAM) : Dépolarisation membranaire transitoire et stéréotypée du muscle, déclenchée par l'activation de canaux ioniques voltage-dépendants lorsque le potentiel de plaque motrice atteint un seuil de dépolarisation, suivant la loi du tout ou rien avec une amplitude constante.

📝 Points essentiels

• Le PPm est un potentiel électrotonique généré à la jonction neuromusculaire suite à la libération de neurotransmetteurs.
• Le PPm se propage et active des canaux voltage-dépendants au Na+ et K+ pour initier un potentiel d’action musculaire.
• Le potentiel d’action musculaire (PAM) suit la loi du tout ou rien et a une amplitude constante.
• Un PPm supérieur au seuil supraliminaire déclenche un PAM, tandis qu’un PPm inférieur au seuil infraliminaire ne le déclenche pas.
• Le potentiel de repos des cellules musculaires est d’environ –90 mV, et le seuil de dépolarisation est autour de –50 mV.
• Chapitre 8 - page /30 47 ©T. Jean modifié ©PiRégnier ‣ Les potentiels d’action (PA) sont des variations de la différence de potentiel membranaire déclenchées par une valeur de voltage donnée (le seuil de déclenchement), impliquant des canaux ioniques voltage-dépendants et présentant une allure stéréotypée (dépolarisation suivie d’une repolarisation, de valeurs et durées constantes dans un type cellulaire donné). Leur amplitude n’est pas fonction de l’intensité de la stimulation, mais reste constante sur toute la distance parcourue (non décrémentielle). Il existe des potentiels d’actions dans les neurones et toutes les cellules musculaires (myocytes striés squelettiques, cellules cardionectrices, cardiomyocytes, cellules musculaires lisses). Des flux transmembranaires d'ions sont à l’origine d'un potentiel électrique appelé potentiel de membrane. 3.2. La conduction d’un message nerveux par des potentiels d’actions au niveau de la membrane plasmique du neurone 3.2.1. Les neurones, des cellules excitables conduisant de l’information dans l’organisme 3.2.1.1. Les neurones, des cellules associées aux cellules gliales au sein du tissu nerveux 3.2.1.1.1. Le système nerveux, un système de communication structuré Le système nerveux est un système de perception de stimulus (internes ou externes), de propagation et d’analyse d’informations, de commande et de régulation composé de tissu
• FIGURE 72 (à compléter) présente l’allure d’un potentiel d’action neuronal. Dans le détail, la séquence des événements caractérisant un potentiel d’action est donc la suivante (cf. FIGURE 73, à compléter) :
  • la membrane de l’axone présente initialement un potentiel de repos proche de –70 mV (avec un excès de charges positives du côté extracellulaire) ;
  • suite à l’arrivée d’une dépolarisation et au franchissement d’un seuil d’environ –55 mV, des canaux sodiques voltage-dépendants s’ouvrent, ce qui suscite une entrée d’ions sodium Na+ à l’origine d’une dépolarisation locale jusqu’à environ +30 mV ; ces canaux s’inactivent puis se ferment assez rapidement ;
  • cette dépolarisation suscite alors l’ouverture, plus lente, de canaux potassiques voltage dépendants qui s’ouvrent et se ferment plus lentement que les canaux sodiques ; l’arrêt du flux entrant d’ions sodium Na+ couplé au flux sortant d’ions K+ permet une repolarisation rapide de la membrane ;
  • comme en permanence la Na+-K+ ATPase garde son activité, elle permet de rétablir rapidement la situation initiale de déséquilibre ionique responsable de la polarisation membranaire ;
  • parfois (mais pas toujours), la durée d’ouverture des canaux K+ est telle que peut être observée une hyperpolarisation de la membrane avant retour au potentiel de repos. TB 1 - Valentine Labbé

💡 À retenir

Le PPm est un potentiel électrotonique généré à la jonction neuromusculaire suite à la libération de neurotransmetteurs.

📖 11. Rôles biologiques des glycoprotéines, glycolipides et glycocalyx dans la membrane plasmique

🔑 Notions clés & Définitions

• Glycolipides : Lipides membranaires glycosylés qui contribuent à la stabilité de la membrane plasmique et participent aux interactions membranaires.

📝 Points essentiels

• Les glycoprotéines sont des protéines membranaires glycosylées impliquées dans la reconnaissance cellulaire.
• Les glycolipides sont des lipides membranaires glycosylés qui contribuent à la stabilité et aux interactions membranaires.
• Le glycocalyx est une couche externe de la membrane plasmique riche en glycoprotéines et glycolipides, jouant un rôle dans la protection et la communication cellulaire.
• Ces composants glucidiques membranaires participent aux interactions cellule-cellule et à la reconnaissance immunitaire.
• 1. :
  • transporteurs qui permettent le passage de substances au travers de la membrane ;
  • enzymes qui permettent la réalisation de réactions chimiques au niveau de la membrane ;
  • récepteurs qui permettent la fixation d’une molécule informative (hormone, neurotransmetteur…) et participent à la production d’un signal intracellulaire ;
  • protéines de jonctions intercellulaires ou à la matrice extracellulaire : les jonctions intercellulaires sont des complexes protéiques permettant de lier des cellules adjacentes entre elles ou d’accrocher une cellule à la matrice extracellulaire ;
  • protéines de fixation au cytosquelette : la forme des cellules animales est notamment permise par un fin et dense réseau cytosquelettique en bordure de cellule solidement arrimé à de nombreuses protéines membranaires ;
  • marqueurs qui permettent la reconnaissance entre cellules et sont souvent des glycoprotéines… 1.1.3.3. Des molécules pouvant être glycosylées sur le feuillet externe Les constituants membranaires du feuillet externe de la membrane plasmique (ou du feuillet interne des vésicules de sécrétion qui sont appelées à former la membrane plasmique) peuvent présenter des glycosylations, c’est-à-dire de petits radicaux glucidiques rajoutés du côté extracellulaire aux phospholipides ou aux protéines membranaires (cf. FIGURE
• 47). Ces deux substances sont transportées ensemble vers l’intérieur de la cellule : c’est un symport résultat du couplage du flux entrant de Na+ selon son gradient électrochimique (flux exergonique) au flux entrant de glucose contre son différentiel de concentration (flux endergonique). C’est bien un couplage osmo-osmotique. Elle joue joue un rôle très important car c’est elle qui permet de faire entrer le nutriment dans l’organisme depuis la lumière de l’intestin grêle. Cette protéine se retrouve aussi dans les cellules du tubule rénal des Mammifères. 2.2.7. Des transferts transmembranaires insérés dans le fonctionnement global des cellules : l’exemple de l’entérocyte La membrane apicale des entérocytes est le siège de l’absorption d’eau, d’ions minéraux et de petites molécules (glucose, acides aminés…) issues de la digestion. Ces substances passent ensuite vers le liquide interstitiel en traversant la membrane basale de l’entérocyte dont la composition en protéines et en lipides est différente de celle de la membrane apicale. Les transports membranaires aux deux pôles de la cellule peuvent être différents et faire intervenir des protéines membranaires localisées de façon spécifique sur l’une de ces deux membranes. Ainsi, le glucose est importé de la lumière intestinale par un transport actif secondaire au pôle apical et exporté vers le sang au pôle basal par une perméase de type GLUT (cf. FIGURE

💡 À retenir

Les composants glucidiques membranaires, notamment les glycoprotéines, glycolipides et le glycocalyx, sont essentiels pour la communication intercellulaire et la protection des cellules.

📖 12. Diversité des mécanismes d’endocytose et exocytose dans le transport membranaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Endocytose : Sens strict permet l’incorporation en masse de grosses molécules dont le passage individuel par transport membranaire est impossible ;
• Exocytose : Mécanisme de transport membranaire par lequel des substances sont expulsées de la cellule grâce à la fusion de vésicules intracellulaires avec la membrane plasmique.

📝 Points essentiels

• L’endocytose permet l’entrée de substances dans la cellule par invagination membranaire.
• L’exocytose permet la sortie de substances via la fusion de vésicules avec la membrane plasmique.
• La phagocytose est une forme d’endocytose ciblée sur les particules solides.
• La pinocytose est une forme d’endocytose impliquant la capture de liquide extracellulaire.
• Ces mécanismes sont essentiels pour le renouvellement membranaire, la communication cellulaire et la défense immunitaire.
• Mammifères d’être absorbés à travers l’épithélium intestinal du nourrisson. Enfin, l’exocytose comme l’endocytose permettent de contrôler le nombre de récepteurs présents sur la membrane plasmique et donc la réactivité d’une cellule cible à un messager. Des vésicules proches de la périphérie cellulaire constituent des réserves de récepteurs de certains messagers hormonaux (comme à l’insuline par exemple). Une exocytose rapide permet alors d’exposer ces récepteurs et de les rendre fonctionnels. Une endocytose impliquant le secteur de la membrane plasmique dans lequel ils sont insérés les rend à l’inverse momentanément inactifs. Ainsi, l’endocytose et l’exocytose sont des processus complémentaires qui exploitent la fluidité membranaire. Ils sont fondamentalement associés au fonctionnement du cytosquelette (microtubules et microfilaments en particulier) et jouent des rôles très importants dans la vie des cellules. Des transferts de matière entre les compartiments et avec le milieu extracellulaire (endocytose et exocytose) sont réalisés par l’intermédiaire de vésicules. Le bourgeonnement et la fusion des vésicules reposent sur les propriétés des membranes et l’implication des protéines. Le transport et le guidage des vésicules mettent en jeu le cytosquelette. 2.2. Des membranes qui autorisent des flux traversants de matière : les échanges transmembranaires Un échange
• La transcytose, qui associe l’endocytose à un pôle de la cellule et l’exocytose à un autre, est un mode de transport courant dans les cellules endothéliales des capillaires, où il permet le transfert de grosses molécules entre le plasma et la lymphe interstitielle.

💡 À retenir

L’endocytose permet l’entrée de substances dans la cellule par invagination membranaire.

📊 Tableaux de Synthèse

Comparaison des modes de transport membranaire

Types de canaux ioniques

⚠️ Pièges & Confusions Fréquentes

1. Confondre diffusion simple et facilitée, qui sont toutes deux passives mais diffèrent par la présence ou non d'une protéine facilitatrice.
2. Confondre transport actif et passif, notamment en oubliant que le premier nécessite de l'énergie.
3. Mélanger symport et antiport, qui sont deux types de co-transporteurs avec sens de déplacement opposé.
4. Confondre canaux ioniques et transporteurs, qui ont des mécanismes et fonctions différents.
5. Oublier que certains canaux sont toujours ouverts, comme les canaux de fuite.

✅ Checklist Examen

1. Identifier les différents types de transport membranaire.
2. Expliquer le rôle des protéines dans la diffusion facilitée.
3. Distinguer transport passif et actif.
4. Lister les différents types de canaux ioniques.
5. Comprendre la loi du tout ou rien pour le potentiel d'action.
6. Décrire la structure et la fonction du système nerveux central et autonome.
7. Expliquer le mécanisme des potentiels d'action et le rôle des canaux voltage-dépendants.
8. Différencier synapses chimiques et électriques.
9. Comprendre la genèse du potentiel de plaque motrice.
10. Identifier les rôles des glycoprotéines, glycolipides et glycocalyx.
11. Connaître les mécanismes d'endocytose et d'exocytose.