Fiche de révision : Bases de physiologie cellulaire

📋 Plan du Cours

1. Physiologie et milieu interne
2. Organisation du corps humain
3. Structure et fonctionnement cellulaire
4. Transports à travers la membrane
5. Métabolisme et biomolécules
6. ATP et énergie cellulaire

📖 1. Physiologie et milieu interne

🔑 Notions clés & Définitions

• Système ouvert : Système qui échange avec l’extérieur ; le corps échange de la chaleur, de l’oxygène, des nutriments, des déchets et des informations.
• Milieu interne : Liquide qui baigne les cellules dans un environnement stable et contrôlé, protégé des perturbations extérieures.

📝 Points essentiels

📌 L’anatomie décrit la structure du corps, tandis que la physiologie étudie son fonctionnement.

• La physiologie étudie le fonctionnement des systèmes, leurs interactions entre eux et avec l’environnement, ainsi que leur adaptation.

💡 Astuce mémo

Corps ouvert aux échanges, milieu interne protégé

📖 2. Organisation du corps humain

🔑 Notions clés & Définitions

• Cellule : Unité structurale et fonctionnelle de base des organismes vivants.
• Tissu : Groupe de cellules semblables qui travaillent ensemble.

★ À maîtriser

• 🔄 Les niveaux d’organisation structurale sont :

  1. les atomes
  2. les molécules
  3. les cellules
  4. les tissus
  5. les organes
  6. les systèmes
  7. l’organisme

• Les quatre types de tissus et leurs rôles sont :

  • tissu épithélial : protection, absorption, sécrétion, filtration et excrétion
  • tissu musculaire : production de mouvement
  • tissu conjonctif : soutien, protection, fixation, isolement et transport
  • tissu nerveux : transmission d’informations sous forme de signaux

📌 Un organe associe plusieurs types de tissus pour une fonction, tandis qu’un système rassemble des organes pour une même grande fonction.

• Le cours distingue onze systèmes : nerveux, musculaire, respiratoire, cardio-vasculaire, endocrinien, lymphatique et immunitaire, osseux, tégumentaire, digestif, urinaire et génital.

Compléments

• Les atomes C, H, O et N représentent 97 % de la matière du corps.

• Pendant une activité physique, les systèmes musculaire, osseux, cardio-vasculaire, respiratoire, nerveux et endocrinien agissent en synergie pour produire le mouvement et adapter l’effort.

💡 Astuce mémo

Atomes → molécules → cellules → tissus → organes → systèmes → organisme

📖 3. Structure et fonctionnement cellulaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Membrane plasmique : Délimite la cellule et assure les échanges entre son intérieur et l’extérieur ; elle est constituée d’une bicouche de phospholipides et de protéines.
• Cytosol : Liquide dans lequel baignent les organites et qui contient le cytosquelette.

★ À maîtriser

• La cellule comporte trois régions :

  • le noyau
  • la membrane plasmique
  • le cytoplasme, qui contient les organites

• La mitochondrie produit l’ATP par la chaîne respiratoire et le cycle de Krebs.

📌 Le réticulum endoplasmique rugueux porte des ribosomes et participe à la synthèse des protéines, tandis que le réticulum lisse n’en porte pas et participe à la synthèse des lipides.

• Le noyau contient l’ADN rangé en chromosomes, fabrique l’ARN qui copie les instructions, puis ces instructions servent à la synthèse des protéines et des enzymes qui contribuent à l’activité cellulaire.

Compléments

📌 Les protéines intégrées traversent la membrane de part en part, tandis que les protéines périphériques sont accrochées à sa surface.

• Le cytosquelette, composé de microfilaments et de microtubules, soutient la cellule et contribue à ses mouvements.

• Dans le muscle, le réticulum endoplasmique lisse, appelé réticulum sarcoplasmique, stocke les ions Ca²⁺ nécessaires à la contraction musculaire.

• L’appareil de Golgi modifie, concentre et emballe les protéines selon leur destination, assurant leur maturation.

💡 Astuce mémo

La cellule-usine : noyau directeur, membrane-mur et organites-ateliers

📖 4. Transports à travers la membrane

🔑 Notions clés & Définitions

• Perméabilité sélective : Propriété de la membrane de laisser passer certaines substances et pas d’autres.
• Diffusion simple : Fait passer directement les molécules à travers la membrane ou par des canaux, sans dépense d’énergie et en descendant leur gradient.
• Diffusion facilitée : Permet à des substances non liposolubles trop grosses pour les pores, comme le glucose, de traverser la membrane grâce à un transporteur protéique, sans ATP et en descendant leur gradient.
• Transport actif : Utilise des pompes protéiques spécifiques qui consomment de l’ATP pour faire passer des substances contre leur gradient de concentration.

★ À maîtriser

📌 Un transport passif ne dépense pas d’énergie et suit le gradient de concentration, tandis qu’un transport actif dépense de l’ATP et fait souvent passer les substances contre leur gradient.

• L’oxygène diffuse du sang vers la cellule, tandis que le dioxyde de carbone diffuse de la cellule vers le sang.

📌 L’endocytose fait entrer une particule en l’entourant avec la membrane, tandis que l’exocytose rejette à l’extérieur le contenu d’une vésicule.

Compléments

• Les substances liposolubles traversent directement la bicouche lipidique, tandis que les petits ions peuvent passer par des canaux protéiques sélectifs.

• La diffusion facilitée est rapide et très sélective, mais sa vitesse est limitée par le nombre de transporteurs disponibles.

💡 Astuce mémo

Passif : descendre le gradient sans ATP ; actif : dépenser de l’ATP, souvent pour le remonter

📖 5. Métabolisme et biomolécules

🔑 Notions clés & Définitions

• Métabolisme : Ensemble des réactions chimiques qui ont lieu dans les cellules et fournissent la matière et l’énergie nécessaires à la vie en fabriquant et transformant des molécules organiques.
• Protéine : Macromolécule formée d’un enchaînement particulier d’acides aminés.
• Enzyme : Protéine qui agit comme catalyseur en accélérant une réaction chimique et qui est spécifique de certains substrats et réactions.

★ À maîtriser

📌 L’anabolisme construit de grosses molécules à partir de petites et consomme de l’énergie chimique, tandis que le catabolisme dégrade de grosses molécules en plus petites et libère de l’énergie chimique.

• La vitesse d’une réaction enzymatique dépend du nombre de molécules de substrat liées à l’enzyme, lui-même déterminé par la disponibilité en substrat et la quantité d’enzyme disponible.

Compléments

📌 Les composés inorganiques, généralement sans liaison carbone-hydrogène, comprennent ici l’eau et les ions et représentent environ 60 % du corps ; les composés organiques, généralement construits autour du carbone lié à l’hydrogène, comprennent les glucides, les lipides, les protéines et les acides nucléiques et représentent environ 40 % du corps.

• Un monosaccharide est un glucide simple composé de carbone, d’hydrogène et d’oxygène, avec une chaîne de trois à sept carbones ; le glucose a pour formule C₆H₁₂O₆.

• 🔄 La dégradation du glucose suit ces étapes : la glycolyse commence dans le cytoplasme sans besoin d’oxygène, si l’oxygène est présent, la dégradation se poursuit dans les mitochondries, cette poursuite rapporte bien plus d’énergie

• Un disaccharide est formé de deux sucres simples ; le saccharose et le maltose en sont des exemples, le maltose étant constitué de glucose et de glucose.

• Les polysaccharides sont de longues chaînes de sucres simples servant notamment au stockage, et le glycogène est une réserve de glucose.

• La glycogenèse fabrique du glycogène pour le mettre en réserve, tandis que la glycogénolyse dégrade le glycogène pour libérer du glucose utilisable.

• Les acides gras sont des substrats énergétiques essentiellement composés de carbone et d’hydrogène, et leur dégradation a lieu dans les mitochondries.

📌 Un acide gras saturé ne possède aucune double liaison entre carbones, tandis qu’un acide gras insaturé en possède une ou plusieurs ; les oméga 3 sont polyinsaturés.

• Les acides gras essentiels ne peuvent pas être fabriqués par l’organisme et doivent donc provenir de l’alimentation.

• Un triglycéride, composé de glycérol et d’acides gras, est une forme de stockage dans les fibres musculaires et les cellules du tissu adipeux ; sa dégradation s’appelle la lipolyse.

• Les phosphoglycérides, aussi appelés phospholipides, constituent la membrane cellulaire ; les autres lipides cités comprennent les stéroïdes comme le cholestérol et les vitamines.

💡 Astuce mémo

Anabolisme construit et consomme ; catabolisme démolit et libère

📖 6. ATP et énergie cellulaire

🔑 Notions clés & Définitions

• ATP : Seule source d’énergie directement utilisable par la cellule et se compose d’adénosine liée à trois phosphates.

★ À maîtriser

📐 Formule - L’hydrolyse de l’ATP s’écrit $\mathrm{ATP + H_2O \rightarrow ADP + P_i + énergie}$.

• Lors de l’hydrolyse de l’ATP, la rupture de la liaison du dernier phosphate libère de l’énergie immédiatement utilisable par la cellule.

📌 La formation d’ATP à partir d’ADP et de Pi demande de l’énergie issue notamment de la dégradation des glucides et des lipides, tandis que l’hydrolyse de l’ATP fournit de l’énergie aux réactions qui en ont besoin.

• Les stocks cellulaires d’ATP sont très faibles, de sorte que la cellule doit le refabriquer en permanence à partir de ses carburants ; les réserves énergétiques citées sont le glycogène et les triglycérides.

Compléments

• Dans le muscle, la myosine hydrolyse l’ATP grâce à son activité myosine ATPase, et l’énergie libérée fait bouger les filaments musculaires.

💡 Astuce mémo

ATP → ADP + Pi libère de l’énergie ; ADP + Pi → ATP en demande

📊 Tableaux de synthèse

Transports membranaires