★ À maîtriser
Compléments
★ À maîtriser
Compléments
Chez l’adulte, environ 60 % du corps est constitué de liquide, principalement d’une solution aqueuse d’ions et d’autres substances.
Le liquide extracellulaire circule rapidement dans le sang et s’équilibre avec les liquides tissulaires par diffusion à travers la paroi des capillaires.
Le milieu intérieur est en équilibre dynamique, car le métabolisme consomme de l’O₂ et du glucose et produit notamment du CO₂ et de l’urée, qui doivent être remplacés ou éliminés.
Tous les systèmes d’organes contribuent au maintien de l’homéostasie, à l’exception du système reproducteur.
★ À maîtriser
📌 L’adaptation immédiate utilise rapidement les mécanismes déjà disponibles, tandis que l’adaptation à long terme se met en place graduellement en augmentant le nombre de structures impliquées.
Compléments
Le rétrocontrôle positif peut provoquer des cycles vicieux et la mort, car il favorise l’instabilité plutôt que la stabilité.
La coagulation sanguine est un rétrocontrôle positif : après la rupture d’un vaisseau, l’activation de facteurs dans le bouchon se poursuit jusqu’à la fermeture de la brèche et l’arrêt de l’hémorragie.
Le froid provoque une constriction des vaisseaux et l’exercice augmente le rythme cardiaque, deux exemples d’adaptation immédiate.
L’exercice régulier augmente la masse musculaire et le séjour en montagne augmente le nombre de globules rouges, deux exemples d’adaptation à long terme.
Un dysfonctionnement extrême conduit à la mort, tandis qu’un dysfonctionnement modéré conduit à la maladie.
Une variable s’écarte de sa valeur de base → le rétrocontrôle négatif la ramène vers cette valeur.
★ À maîtriser
📌 La région lipidique centrale de la membrane est imperméable aux substances hydrosolubles comme les ions, le glucose et l’urée, tandis que les substances liposolubles comme O₂, CO₂ et l’alcool la traversent aisément.
📌 Un agoniste se fixe à un récepteur et le stimule en mimant une substance endogène, tandis qu’un antagoniste se fixe au récepteur et bloque l’action de substances endogènes.
Compléments
Une cellule type comprend un noyau et un cytoplasme, séparés respectivement par la membrane nucléaire et la membrane plasmique ; l’ensemble de ses substances constitue le protoplasme, principalement composé d’eau, d’électrolytes, de protéines, de lipides et de glucides.
Le cholestérol membranaire contribue à déterminer la perméabilité de la bicouche aux substances hydrosolubles et contrôle sa fluidité.
📌 Les protéines intégrées traversent la membrane, tandis que les protéines périphériques restent attachées à sa surface interne ou externe sans y pénétrer.
Les protéines membranaires assurent des fonctions de :
Le glycocalyx porte une charge négative qui contribue à empêcher les cellules circulantes de s’agglutiner, permet des contacts intercellulaires dans les tissus et fixe des cations extracellulaires, notamment Ca²⁺.
L’albutérol est un agoniste β-adrénergique qui dilate les voies respiratoires, tandis que la cimétidine bloque les récepteurs H₂ de l’histamine et réduit la sécrétion d’acide gastrique.
La tête hydrophile regarde l’eau ; les queues hydrophobes se rejoignent au centre.
★ À maîtriser
📌 Le réticulum endoplasmique rugueux porte des ribosomes qui synthétisent des protéines, tandis que le réticulum endoplasmique lisse en est dépourvu et participe à la synthèse des lipides et à d’autres processus enzymatiques.
L’appareil de Golgi reçoit les substances transportées par les vésicules du réticulum endoplasmique, les traite et contribue à former les lysosomes et les vésicules de sécrétion.
Les lysosomes digèrent les structures cellulaires endommagées, les particules alimentaires ingérées et les matières indésirables telles que les bactéries grâce à leurs hydrolases.
Les enzymes oxydatives des membranes internes et de la matrice mitochondriales oxydent les nutriments, libèrent de l’énergie pour synthétiser l’ATP, puis l’ATP fournit cette énergie aux fonctions cellulaires.
Le noyau contient l’ADN dont les gènes déterminent les caractéristiques des protéines cellulaires et contrôlent la reproduction cellulaire.
Compléments
📌 Les peroxysomes se forment par autoréplication ou éventuellement à partir du REL et contiennent des oxydases, tandis que les lysosomes dérivent de l’appareil de Golgi et contiennent des hydrolases.
Les vésicules de sécrétion proviennent presque toutes du système réticulum endoplasmique-Golgi et peuvent stocker des proenzymes activées ensuite dans le duodénum.
Les mitochondries s’autorépliquent selon les besoins énergétiques de la cellule et contiennent un ADN similaire à celui du noyau.
Les filaments d’actine et de myosine forment la machine contractile des cellules musculaires, tandis que les microtubules constituent un cytosquelette rigide et participent notamment aux cils, flagelles, centrioles et fuseaux mitotiques.
📌 Pendant l’interphase, le noyau présente une matière chromatique dans le nucléoplasme, tandis que pendant la mitose la chromatine apparaît sous forme de chromosomes.
La membrane nucléaire externe est continue avec le réticulum endoplasmique et les pores de l’enveloppe nucléaire permettent le passage de molécules de 44 kDa.
Le nucléole, dépourvu de membrane limitante, est un amas principalement constitué d’ARN et de protéines qui participe au début de la formation des ribosomes dans le noyau.
★ À maîtriser
📌 L’endocytose transporte des substances vers l’intérieur de la cellule, tandis que l’exocytose les transporte hors de la cellule.
📌 La chimiotaxie positive dirige les cellules des zones de faible concentration vers les zones de forte concentration en substances chimiotactiques, tandis que la chimiotaxie négative les éloigne de la source.
Compléments
📌 La phagocytose absorbe des solides, tandis que la pinocytose absorbe des liquides sous forme de gouttelettes.
📌 L’exocytose sécrétoire décharge des hormones, des protéines ou des enzymes, tandis que l’exocytose excrétrice décharge des produits du métabolisme.
Lors de l’exocytose, les vésicules s’approchent de la face interne de la membrane, y fusionnent grâce à des protéines spéciales et libèrent leur contenu dans l’espace extracellulaire.
Pendant le mouvement amiboïde, un pseudopode s’étend et s’attache au tissu par des récepteurs liés aux ligands, tandis que des récepteurs à l’arrière se détachent et forment des vésicules endocytiques qui se déplacent vers l’avant pour former une nouvelle membrane.
L’ATP fournit l’énergie du mouvement amiboïde lors de l’interaction des filaments d’actine avec les molécules de myosine.
Les cellules mobiles par mouvement amiboïde comprennent principalement les globules blancs qui quittent le sang pour former des macrophages, ainsi que des fibroblastes, des cellules germinales de la peau et des cellules embryonnaires.
Le mouvement ciliaire déplace le mucus à la surface des voies respiratoires et le liquide transportant l’ovule vers l’utérus à l’intérieur des trompes de Fallope.
Un cil est une excroissance de la membrane cellulaire soutenue par 11 microtubules et ancrée à un corps basal.
L’endocytose fait entrer ; l’exocytose fait sortir.
★ À maîtriser
📌 La régulation génétique contrôle le degré d’activation des gènes et les produits formés, tandis que la régulation enzymatique contrôle les niveaux d’activité des enzymes déjà formées.
Compléments
Les gènes contrôlent les fonctions cellulaires en déterminant les substances synthétisées, notamment les protéines de structure et, majoritairement, les enzymes.
La régulation génétique peut agir de la transcription à la traduction et contribue à la spécialisation fonctionnelle des cellules.
La séquence promotrice TATA box, constituée de 7 bases et écrite TATAAAA, est un site de fixation de la protéine de liaison TATA (TBP) et d’autres facteurs de transcription.
La transcription est aussi influencée par des amorces, et des isolants chromosomiques séparent les gènes transcriptibles des gènes réprimés.
L’ADN compacté dans les chromosomes et associé aux histones ne peut pas former d’ARN tant qu’il reste sous cette forme compacte.
📌 L’inhibition enzymatique exerce un rétrocontrôle direct sur des systèmes enzymatiques spécifiques, tandis que l’activation enzymatique met en activité des enzymes normalement inactives lorsque le besoin apparaît.
★ À maîtriser
Lors de la réplication précédant la division somatique, les deux chaînes d’ADN servent chacune de matrice à la synthèse d’une chaîne complémentaire catalysée par l’ADN polymérase, puis chaque cellule fille reçoit une double hélice.
Les cellules filles issues de la mitose possèdent la même quantité d’ADN que la cellule mère.
📌 La méiose est une division réductionnelle au cours de laquelle un chromosome de chaque paire aboutit dans chaque cellule germinale mature, qui contient ainsi deux fois moins de matériel chromosomique qu’une cellule somatique.
La mitose se déroule en prophase, prométaphase, métaphase, anaphase et télophase, puis la cytodiérèse sépare physiquement les cellules filles.
En métaphase, les chromosomes condensés au maximum s’alignent sur la plaque équatoriale et chacun comporte deux chromatides reliées par un centromère.
Compléments
📌 Les cellules diploïdes normales au repos sont euploïdes et deviennent tétraploïdes juste avant de se diviser, tandis que l’aneuploïdie correspond à un nombre de chromosomes qui n’est ni haploïde ni un multiple exact de ce nombre.
La mitose dure entre 1 et 3 heures.
En prophase, la chromatine se condense en chromosomes, les quatre centrioles se répartissent en deux centrosomes qui migrent vers les pôles, le nucléole disparaît et les microtubules forment le fuseau mitotique.
En prométaphase, l’enveloppe nucléaire se rompt, les kinétochores se forment aux centromères et les microtubules kinétochoriens s’attachent aux chromosomes, tandis que les microtubules polaires ne s’y attachent pas et que les microtubules astraux forment l’aster.
En télophase, la migration des chromosomes s’arrête aux pôles, les chromatides commencent à se décondenser, l’enveloppe nucléaire se reconstitue et le nucléole réapparaît.
Pendant la cytodiérèse, un anneau contractile d’actine et de myosine forme un sillon perpendiculaire à l’axe du fuseau, qui se resserre jusqu’au corps intermédiaire avant la séparation des deux cellules filles.
Cycle cellulaire : G1 → S → G2 → M
★ À maîtriser
Compléments
L’ADN est présent chez les bactéries, dans le noyau des cellules eucaryotes et dans les mitochondries.
Une cellule humaine diploïde contient 46 chromosomes.
📌 Chez les eucaryotes, les régions codantes des gènes, les exons, sont généralement séparées par des introns non traduits, contrairement à l’organisation décrite chez les procaryotes.
Le promoteur, situé près du début de la transcription, est le site de fixation de l’ARN polymérase et de ses cofacteurs et comporte souvent une boîte TATA qui contribue à localiser correctement le début de la transcription.
Les régions régulatrices d’un gène comprennent des enhancers et des silencers, et chaque gène possède en moyenne cinq sites régulateurs.
La transcription peut produire :
📌 L’épissage différentiel permet de produire plusieurs ARNm à partir d’un même pré-ARNm, et donc plusieurs ARNm à partir d’un même gène.
ADN double brin, ARN simple brin
★ À maîtriser
La différenciation cellulaire est induite par des signaux extérieurs et un programme interne de détermination, et elle est irréversible.
Une cellule déterminée est engagée dans une voie de différenciation sans présenter encore de modifications structurales ou fonctionnelles visibles, tandis qu’une cellule différenciée présente des caractères spécialisés sans être nécessairement bloquée en G0.
Une induction instructive transmet un signal, tel qu’une hormone ou un facteur de croissance, qui entraîne l’expression de nouveaux gènes dans les cellules cibles, tandis qu’une induction permissive regroupe les interactions par molécules d’adhérence et jonctions intercellulaires.
La régulation en cis repose sur des séquences d’ADN, notamment la modification des histones, la méthylation du promoteur, les enhancers et les silencers, tandis que la régulation en trans repose sur des protéines facteurs de transcription qui se lient à l’ADN et activent ou inhibent la transcription.
Compléments
📌 Les cellules totipotentes ont un indice mitotique élevé, des cycles courts avec des phases G1 et G2 réduites et peu de caractères morphologiques spécialisés, car elles expriment surtout les gènes impliqués dans la division cellulaire.
★ À maîtriser
📌 La voie extrinsèque de l’apoptose est déclenchée par la stimulation des récepteurs de mort, tandis que la voie intrinsèque implique la mitochondrie et requiert des protéines de la famille Bcl-2.
📌 La plupart des modifications génétiques tumorales apparaissent dans une cellule initialement normale et se transmettent à ses cellules filles, mais elles ne sont généralement pas transmises aux enfants du patient ; une minorité de modifications critiques est héréditaire et peut entraîner une prédisposition familiale.
📌 Un cancer est invasif lorsque les cellules tumorales envahissent les tissus de l’organe d’origine et les tissus voisins, tandis qu’une métastase est une tumeur secondaire formée ailleurs après migration de cellules cancéreuses détachées de la tumeur initiale.
Compléments
L’apoptose intervient dans :
La phase initiale de l’apoptose est une phase de condamnation irréversible durant laquelle la cellule reçoit les signaux de mort tout en paraissant normale, et sa durée varie de quelques heures à plusieurs jours.
📌 Les caspases se divisent en caspases initiatrices et caspases effectrices.
Les étapes histologiques décrites pour l’évolution du cancer du côlon comprennent l’hyperplasie, l’adénome précoce et l’adénome tardif, associées à des modifications génétiques successives.
Les cellules cancéreuses peuvent perdre leur capacité d’interaction, proliférer de façon incontrôlée, envahir les tissus voisins et se disséminer par voie sanguine ou lymphatique vers des organes distants.
La probabilité des mutations peut augmenter avec :
Récepteur de mort : extrinsèque ; mitochondrie : intrinsèque
★ À maîtriser
📌 Le transport passif suit les gradients existants, tandis que le transport actif s’effectue contre les gradients de concentration, de charge électrique ou de pression.
📌 Les canaux voltage-dépendants sont commandés par le potentiel électrique membranaire, tandis que les canaux ligand-dépendants sont commandés par la présence de molécules chimiques qui modifient la conformation de leur protéine.
📐 Formule - Le taux de diffusion est décrit par la loi de Fick : , où est le coefficient de diffusion, la surface membranaire, l’épaisseur de la membrane et la différence de concentration.
Compléments
Les substances liposolubles comme les alcools, l’oxygène, le dioxyde de carbone et l’azote, ainsi que l’eau, diffusent à travers la bicouche lipidique.
La vitesse de diffusion diminue avec la taille moléculaire : le diamètre du glucose est trois fois celui de l’eau et sa vitesse de diffusion est 100 000 fois plus faible.
🔄 La diffusion facilitée par transporteur suit ces étapes :
Le glucose et la plupart des acides aminés sont transportés par diffusion facilitée.
Les canaux protéiques peuvent être non sélectifs ou sélectifs, et leur sélectivité peut être absolue ou relative.
La liaison de l’acétylcholine aux canaux Na des fibres musculaires provoque leur ouverture.
L’intensité de la diffusion facilitée est limitée par le nombre de protéines de transport et par la cinétique de leur liaison aux substances transportées.
La perméabilité membranaire correspond à la vitesse de diffusion d’une substance par unité de surface et par unité de différence de concentration, en l’absence de gradient électrique ou de pression.
La perméabilité diminue lorsque la membrane s’épaissit, augmente avec la fluidité favorisée par les acides gras insaturés et diminue lorsque l’hypothermie rigidifie la membrane.
La diffusion membranaire dépend aussi du nombre et de l’état des canaux et transporteurs, de la surface membranaire, de la solubilité lipidique, de la température, de la charge électrique et de la masse moléculaire de la substance.
★ À maîtriser
📌 Le transport actif primaire utilise directement l’énergie de l’ATP ou d’autres composés macroénergétiques, tandis que le transport actif secondaire utilise directement l’énergie du gradient de concentration d’ions, souvent le Na+, gradient qui dépend lui-même du transport primaire alimenté par l’ATP.
La pompe Na+-K+ fixe trois ions Na+ du côté interne et deux ions K+ du côté externe, puis l’hydrolyse de l’ATP modifie sa conformation et expulse le Na+ tout en faisant entrer le K+.
La pompe Na+-K+ maintient les différences de concentration de Na+ et de K+, contribue au potentiel électrique membranaire en faisant sortir trois charges positives pour deux entrantes et maintient le volume cellulaire.
📌 Le symport transporte deux substances dans la même direction, tandis que l’antiport les transporte dans des directions opposées.
📌 Les solutions intraveineuses doivent généralement être isotoniques avec les globules rouges : une solution hypertonique fait sortir l’eau des globules rouges et les déshydrate, tandis qu’une solution hypotonique fait entrer l’eau et peut provoquer leur gonflement ou leur lyse.
Compléments
Une pompe de transport actif primaire comprend une protéine qui fixe et transporte la substance ainsi qu’un complexe protéine-enzyme-ATPase qui libère l’ATP et fournit l’énergie aux changements de conformation.
Les pompes de transport actif primaire comprennent :
Dans le symport Na+-glucose, la fixation du Na+ et du glucose sur leurs sites spécifiques déclenche un changement de conformation qui fait entrer les deux substances dans la cellule.
Le cotransport du glucose et des acides aminés est particulièrement intense dans les cellules épithéliales intestinales et dans l’épithélium tubulaire rénal, et cinq types de protéines transportent les acides aminés par ce mécanisme.
Dans l’antiport Na+-Ca2+, la fixation du Na+ à l’extérieur et du Ca2+ à l’intérieur entraîne un changement de conformation qui fait entrer le Na+ et sortir le Ca2+.
Les solutions intraveineuses remplacent les liquides corporels ou servent de véhicule aux médicaments injectables, avec une action rapide et une possibilité d’administration lorsque la voie orale est impossible ou qu’aucune autre forme du médicament n’est disponible.
★ À maîtriser
📌 La dépolarisation diminue la valeur absolue du potentiel de repos, tandis que l’hyperpolarisation l’augmente.
Le potentiel de repos vaut environ −90 mV dans les fibres nerveuses et musculaires squelettiques, −50 à −60 mV dans les muscles lisses et −40 à −60 mV dans les neurones du SNC.
La diffusion de K⁺ vers l’extérieur laisse des anions intracellulaires, notamment des protéines, et crée une différence de potentiel qui finit par équilibrer le gradient de concentration.
Dans les fibres nerveuses, la concentration intracellulaire de K⁺ est environ 35 fois celle du milieu extracellulaire, et la membrane est beaucoup plus perméable au K⁺ qu’au Na⁺, tout en étant imperméable aux anions protéiques.
La pompe Na⁺/K⁺ maintient les gradients ioniques en expulsant 3 Na⁺ et en faisant entrer 2 K⁺ par cycle, ce qui hyperpolarise légèrement la membrane.
Compléments
Avec des concentrations de K⁺ de 140 mEq/L à l’intérieur et de 4 mEq/L à l’extérieur, le potentiel d’équilibre du K⁺ est de −94 mV.
Le potentiel de membrane résultant de plusieurs ions perméants est calculé par l’équation de Goldman-Hodgkin-Katz.
Au repos, la perméabilité membranaire au K⁺ est environ 100 fois supérieure à celle au Na⁺, tandis que le Na⁺ est environ 10 fois plus concentré à l’extérieur qu’à l’intérieur de la cellule.
La pompe Na⁺/K⁺ contribue à maintenir le potentiel de repos des fibres nerveuses et musculaires squelettiques à −90 mV plutôt qu’à la valeur calculée de −86 mV.
Le potentiel de repos est nécessaire à l’émergence du potentiel d’action et contribue à l’excitabilité cellulaire.
L’enregistrement intracellulaire du potentiel de repos utilise une électrode de verre de diamètre inférieur à 1 µm introduite dans le cytoplasme.
L’enregistrement extracellulaire place deux électrodes à l’extérieur de la cellule et permet notamment de mesurer la différence de potentiel entre une région tissulaire intacte et une région endommagée, cette dernière étant dépolarisée.
Le gradient chimique pousse K⁺ vers l’extérieur, le gradient électrique le ramène vers l’intérieur.
★ À maîtriser
📌 La loi du tout ou rien signifie qu’un potentiel d’action apparaît lorsque le stimulus atteint le seuil et que son amplitude, sa durée et sa forme ne dépendent pas de la force du stimulus.
Compléments
Dans les grandes fibres nerveuses, la dépolarisation du potentiel d’action passe de −90 mV à +35 mV en environ 0,1 ms, tandis que l’overshoot peut également être présent dans les petites fibres nerveuses et les neurones.
L’amplitude du potentiel d’action, mesurée du potentiel de repos au sommet de l’overshoot, est de 110 à 130 mV dans les gros nerfs et les fibres musculaires squelettiques.
La durée du potentiel d’action est de 0,5 à 5 ms dans les gros nerfs et les fibres musculaires squelettiques, et d’environ 30 ms dans les fibres musculaires cardiaques.
La vitesse de propagation du potentiel d’action varie de 0,5 à 120 m/s selon le type de fibre.
L’enregistrement intracellulaire du potentiel d’action utilise des microélectrodes introduites dans la cellule.
📌 L’enregistrement extracellulaire bipolaire produit un potentiel d’action à deux phases sur des fibres intactes, tandis que l’enregistrement unipolaire produit un potentiel à une phase en lésant la fibre.
Repos, dépolarisation, repolarisation, puis potentiel après.
★ À maîtriser
📌 Dans un canal Na⁺ voltage-dépendant au repos, la porte d’activation est fermée et la porte d’inactivation ouverte ; à l’état activé, les deux portes sont ouvertes ; à l’état inactivé, la porte d’activation est ouverte et celle d’inactivation fermée.
La dépolarisation jusqu’au seuil ouvre les canaux Na⁺ voltage-dépendants, augmente fortement l’entrée de Na⁺ et déclenche une rétroaction positive qui amplifie la dépolarisation.
Après environ 0,1 ms, la fermeture lente des portes d’inactivation des canaux Na⁺ réduit l’entrée de Na⁺, tandis que l’ouverture retardée des canaux K⁺ entraîne une sortie de K⁺ et la repolarisation.
Compléments
Les canaux sodiques voltage-dépendants sont sélectifs du Na⁺ et changent d’état en réponse aux variations du potentiel membranaire.
Les canaux Na⁺ voltage-dépendants sont au repos vers −90 mV et leur porte d’activation s’ouvre lors d’une dépolarisation atteignant le seuil, souvent vers −55 mV.
📌 Les canaux K⁺ voltage-dépendants possèdent une seule porte, qui s’ouvre lentement pendant la dépolarisation, contrairement aux canaux Na⁺ qui ont des portes d’activation et d’inactivation.
La perméabilité membranaire au Na⁺ augmente de 500 à 5 000 fois pendant la phase de dépolarisation du potentiel d’action.
L’ouverture des canaux Na⁺ voltage-dépendants commence lorsque la dépolarisation atteint un seuil critique situé entre −70 et −50 mV.
À la fin de la repolarisation, la fermeture lente des canaux K⁺ peut prolonger la sortie de K⁺ et produire une hyperpolarisation proche du potentiel d’équilibre du K⁺, soit −94 mV.
Entrée de Na⁺ → dépolarisation ; sortie de K⁺ → repolarisation.
★ À maîtriser
📌 La conduction est bilatérale à partir du site d’excitation, mais elle reste isolée dans chaque fibre périphérique sans passage vers les fibres voisines.
📌 La conduction exige la continuité anatomique et physiologique de la fibre, se fait sans atténuation du potentiel d’action et ne fatigue pas la fibre nerveuse.
📌 Dans une fibre nerveuse isolée, la réponse suit la loi du tout ou rien, tandis que l’amplitude du potentiel total d’un tronc nerveux augmente avec le stimulus jusqu’au recrutement de toutes ses fibres.
Compléments
📌 Un diamètre de fibre plus grand réduit la résistance longitudinale de l’axoplasme et augmente la vitesse de conduction, tandis qu’un diamètre plus petit produit l’effet inverse.
Dans les fibres myélinisées, la myéline isole la membrane et augmente fortement son impédance, favorisant la propagation du potentiel d’action.
Une amplitude de potentiel d’action plus élevée augmente la distance parcourue par les courants locaux, tandis qu’un seuil de dépolarisation plus élevé ralentit la conduction et peut la bloquer.
Le facteur de fiabilité normal des fibres nerveuses est de 5 à 6, et une valeur inférieure à 1 correspond à un bloc de conduction.
La conduction saltatoire augmente la vitesse de transmission de 5 à 50 fois et peut réduire jusqu’à 100 fois la perte d’ions, car seuls les nœuds se dépolarisent.
Les potentiels A, B et C d’un tronc nerveux correspondent à des groupes de fibres conduisant à des vitesses différentes.
La pompe Na⁺/K⁺ restaure les gradients ioniques réduits par les flux associés aux potentiels d’action et son fonctionnement nécessite de l’énergie.
★ À maîtriser
Compléments
L’action des anesthésiques locaux est généralement limitée au site d’application et diminue lorsque le médicament diffuse hors de son site d’action dans le nerf.
Une baisse de la concentration extracellulaire de Na⁺ ou l’action de bloqueurs des canaux Na⁺ réduit l’amplitude du potentiel d’action et peut perturber la conduction.
Les troubles de continuité physiologique peuvent résulter d’une hyperkaliémie, d’une hypokaliémie, d’une hypercalcémie, d’une lésion membranaire ou d’une augmentation locale de K⁺ extracellulaire dans les cellules lésées.
L’hypoxie, le jeûne, les carences vitaminiques, les toxines et les poisons perturbent le métabolisme énergétique, altèrent les pompes Na⁺/K⁺ et peuvent diminuer l’excitabilité des fibres nerveuses.
Les causes de démyélinisation citées comprennent : la perte ou la destruction des cellules de Schwann, les défauts de synthèse des composants de la myéline, les mécanismes auto-immuns
Une altération de la conduction peut être due à une section ou une lésion du nerf, qui rompt sa continuité anatomique.
★ À maîtriser
Des décharges spontanées répétitives surviennent notamment dans le cœur, la plupart des muscles lisses et de nombreux neurones du SNC, participant au battement cardiaque, au péristaltisme intestinal et au contrôle de la respiration.
Une perméabilité spontanée au Na⁺ ou aux ions Na⁺ et Ca²⁺ à travers des canaux lents provoque une dépolarisation progressive jusqu’au déclenchement d’un potentiel d’action, puis le cycle recommence après repolarisation.
Après un potentiel d’action, l’efflux accru de K⁺ hyperpolarise la membrane pendant environ 1 s, puis la conductance potassique diminue, le potentiel remonte vers le seuil et un nouveau potentiel d’action apparaît.
Les muscles squelettiques, innervés par le système nerveux somatique et volontaires, représentent jusqu’à 40 % du poids corporel.
Les muscles squelettiques assurent notamment :
Les fibres musculaires squelettiques ne peuvent pas effectuer de mitose et leur grossissement résulte d’une hypertrophie.
Compléments
Dans le centre de contrôle du rythme cardiaque, le potentiel de repos est d’environ −60 à −70 mV et ne ferme pas complètement les canaux Na⁺ et Ca²⁺.
La veratrine ou une forte diminution de la concentration en Ca²⁺ peut provoquer des décharges répétitives dans de grosses fibres nerveuses et des fibres musculaires squelettiques en augmentant la perméabilité au Na⁺.
Les muscles squelettiques produisent les mouvements des membres et des yeux, manipulent les objets et maintiennent la posture par l’action des muscles antigravitaires.
Environ 20 à 30 % de l’énergie consommée pendant l’activité musculaire squelettique est convertie en travail, tandis que 70 à 80 % est dissipée sous forme de chaleur.
Les fibres musculaires squelettiques sont des cellules allongées et cylindriques, issues de la fusion de plusieurs myoblastes pendant le développement embryonnaire.
Chaque fibre musculaire est innervée par une branche d’un motoneurone alpha, car l’activité électrique ne se propage pas d’une fibre à l’autre en l’absence de jonctions ouvertes.
Une myofibrille contient des centaines ou des milliers de sarcomères disposés en série.
Entrée de Na⁺ et Ca²⁺, dépolarisation, potentiel d’action, hyperpolarisation, puis reprise.
★ À maîtriser
Les myofibrilles sont constituées de filaments épais et fins arrangés en bandes sombres et claires, ce qui donne au muscle squelettique son aspect strié.
Les lignes Z ancrent les filaments fins aux extrémités du sarcomère, tandis que les filaments épais occupent sa région centrale.
Les filaments fins sont composés d’actine, de tropomyosine et de troponine.
Le couplage excitation-contraction suit une séquence allant du potentiel d’action du neurone moteur à la libération de Ca²⁺, puis au glissement des filaments et à la contraction, avant le repompage du Ca²⁺ dans le réticulum sarcoplasmique.
Compléments
Chaque filament épais contient 200 à 300 molécules de myosine, orientées vers le centre du filament, avec leurs têtes tournées vers l’extérieur à chaque extrémité.
Au repos, la tropomyosine couvre les sites de liaison de la myosine sur l’actine, et la troponine maintient la tropomyosine dans cette position de blocage.
La triade est constituée d’une invagination du sarcolemme et de deux tubules T associés au réticulum sarcoplasmique au centre de la fibre musculaire.
Le potentiel de membrane au repos d’une fibre musculaire squelettique est d’environ −80 à −90 mV.
Le potentiel d’action musculaire dure de 1 à 5 ms et sa vitesse de conduction est de 3 à 5 m/s.
★ À maîtriser
L’ATP est la seule molécule qui fournit directement au muscle l’énergie nécessaire à la contraction et au relâchement, mais ses réserves doivent être continuellement reconstituées.
Les sources énergétiques musculaires comprennent :
La chute du rapport ATP/(ADP + AMP + Pi), l’adrénaline et le calcium activent l’hexokinase et la glycogène-phosphorylase, tandis que la phosphofructokinase et la pyruvate kinase régulent le flux glycolytique selon les besoins en ATP.
La glycolyse lactique devient particulièrement prépondérante entre 20 secondes et 3 minutes lorsque les réserves de phosphocréatine sont fortement réduites, que le système aérobie n’a pas atteint son plein régime ou que l’intensité dépasse ses capacités.
📌 L’acide lactique se dissocie en protons H⁺ et lactate ; les protons augmentent l’acidité, tandis que le lactate n’est pas lui-même la cause de l’acidose musculaire.
Compléments
📐 Formule - Le travail musculaire est égal à la charge multipliée par la distance du mouvement : .
La réaction myokinase condense deux molécules d’ADP en ATP et AMP lorsque la concentration locale d’ATP est très basse et celle d’ADP très élevée.
La resynthèse des réserves ATP-phosphocréatine atteint 70 % après une minute, 85 % après deux minutes, 90 % après quatre minutes et la totalité après cinq à six minutes de récupération.
L’apport d’oxygène aux mitochondries pendant la récupération permet de synthétiser l’ATP nécessaire notamment à la resynthèse des phosphagènes.
La glycolyse lactique contribue de façon non négligeable même aux exercices courts, comme le sprint de 100 m.
L’accumulation de protons H⁺ abaisse le pH, lequel peut, dans des cas extrêmes, passer de 7,03 à 6,3.
Les protons H⁺ peuvent inhiber les enzymes clés de la glycolyse et réduire la liaison du calcium à la troponine, mais l’acidose n’est pas reconnue comme l’unique cause de la fatigue aiguë.
Le lactate peut être oxydé en CO₂ et en eau dans la mitochondrie, converti en alanine ou peut-être en glycogène, transformé en glucose ou glycogène dans le foie, oxydé pour produire de l’ATP dans le cœur et les reins, ou éliminé en faible quantité par la sueur et les reins.
★ À maîtriser
Dans une synapse chimique, le potentiel d’action atteint la terminaison présynaptique, le neurotransmetteur est libéré dans la fente, puis se lie aux récepteurs postsynaptiques et produit un effet électrophysiologique.
L’acétylcholine est synthétisée dans le cytosol de la terminaison nerveuse, stockée dans des vésicules, puis libérée spontanément ou en réponse à un potentiel d’action dans la fente synaptique.
L’acétylcholine ouvre un canal postsynaptique composé de cinq sous-unités, laissant passer Na⁺, K⁺ et Ca²⁺ mais pas les ions négatifs comme Cl⁻ ; l’entrée de Na⁺ produit le potentiel de plaque motrice, qui déclenche un potentiel d’action s’il atteint le niveau critique.
Compléments
📌 Une synapse chimique excitatrice dépolarise la membrane postsynaptique et peut déclencher un potentiel d’action, tandis qu’une synapse inhibitrice l’hyperpolarise et gêne son déclenchement.
La transmission chimique est unidirectionnelle, plus lente que la conduction dans une fibre nerveuse et sujette à une fatigue rapide.
Une fibre musculaire forme typiquement une seule synapse avec une terminaison nerveuse située au milieu de la fibre.
La fente synaptique neuromusculaire mesure 20 à 30 nm, et sa lame basale contient de l’acétylcholinestérase qui dégrade l’acétylcholine.
📌 Le transport axonal rapide est antérograde à 15 mm/h et nécessite de l’ATP et des ions Ca²⁺, le transport lent est antérograde à 1 à 3 mm/jour avec dépense énergétique, et le transport rétrograde est à 2,5 à 7,5 mm/h.
Le transport axonal apporte aux terminaisons des enzymes de synthèse des neurotransmetteurs, des vésicules synaptiques vides et des mitochondries.
La section de l’axone près du corps neuronal peut entraîner une chromatolyse, et le transport rétrograde peut acheminer au neurone certains virus et toxines bactériennes, notamment ceux impliqués dans la poliomyélite et le tétanos.
Chaque vésicule synaptique contient environ 10 000 molécules d’acétylcholine, et la libération d’une vésicule constitue un quantum pouvant produire un potentiel de plaque motrice miniature.
Les potentiels de plaque motrice miniatures ont une amplitude d’environ 1 mV et durent plusieurs millisecondes, sans pouvoir déclencher un potentiel d’action.
★ À maîtriser
Les blocages neuromusculaires peuvent résulter d’une lésion nerveuse, d’une perturbation du transport axonal, de toxines ou poisons, de facteurs héréditaires, ou d’une anomalie de synthèse, de stockage, de libération ou de réception de l’acétylcholine.
Les blocages neuromusculaires peuvent provoquer une faiblesse, une fatigue ou une paralysie musculaire, et leur manifestation la plus grave est l’arrêt respiratoire périphérique.
📌 Les myorelaxants dépolarisants provoquent une dépolarisation postsynaptique prolongée et une désensibilisation des récepteurs, tandis que les myorelaxants non dépolarisants bloquent les récepteurs de l’acétylcholine.
Compléments
La myasthenia gravis survient à une fréquence de 1 pour 20 000 et se manifeste par une faiblesse et une fatigabilité musculaires liées à une perturbation de la transmission neuromusculaire.
Dans la myasthenia gravis, des anticorps dirigés contre les récepteurs de l’acétylcholine les bloquent puis les détruisent, réduisant leur nombre.
Les inhibiteurs de la cholinestérase augmentent la quantité d’acétylcholine dans la fente synaptique ; la physostigmine et la proserine sont réversibles, tandis que le phosphacolum est irréversible.
Les inhibiteurs de la cholinestérase peuvent être utilisés comme antagonistes des bloqueurs des récepteurs de l’acétylcholine et des myorelaxants non dépolarisants après une chirurgie.
Dépolarisant : dépolarise durablement ; non dépolarisant : bloque le récepteur ACh
| Voie | Déclencheur ou mécanisme |
|---|---|
| Extrinsèque | Stimulation des récepteurs de mort |
| Intrinsèque | Participation de la mitochondrie et des protéines Bcl-2 |
| Mécanisme | Direction | Exemple |
|---|---|---|
| Symport | Deux substances dans la même direction | Na+-glucose vers l’intérieur |
| Antiport | Substances dans des directions opposées | Na+ entre et Ca2+ sort |
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