Fiche de révision : Membrane plasmique et transports

📋 Plan du Cours

1. Canaux ioniques et gradients électrochimiques
2. Canaux voltage-dépendants et ligand-dépendants
3. Transport actif et pompes ATPases
4. Co-transports et gradients ioniques
5. Propriétés des transporteurs membranaires
6. Endocytose et vésicules membranaires
7. Endocytose à clathrine
8. Exocytose et équilibre membranaire

📖 1. Canaux ioniques et gradients électrochimiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Canaux ioniques : Complexes macromoléculaires formés de plusieurs protéines membranaires, transmembranaires et périphériques, qui permettent l’entrée ou la sortie d’ions selon le gradient électrochimique.
• Gradient électrochimique : Dépend à la fois de son gradient de concentration et du gradient des charges électriques.

📝 Points essentiels

• La face externe de la membrane plasmique est préférentiellement positive, tandis que la face interne est négative.

💡 Astuce mémo

Canal ionique : passage selon le gradient ; transport actif : passage contre le gradient

📖 2. Canaux voltage-dépendants et ligand-dépendants

★ À maîtriser

📌 Les canaux ioniques sont classés en canaux potentiel-dépendants, contrôlés par le potentiel de membrane, et canaux ligand-dépendants, contrôlés par la fixation d’un ligand.

• Lors du potentiel d’action, les canaux Na+ s’ouvrent pendant la dépolarisation, se ferment pendant la repolarisation tandis que les canaux K+ s’ouvrent, puis la sortie excessive de K+ provoque l’hyperpolarisation.

• Dans un canal ligand-dépendant, la fixation du ligand sur la face extracellulaire ou intracellulaire provoque l’ouverture du canal et le passage des ions.

Compléments

• Les canaux potentiel-dépendants permettent des changements de perméabilité membranaire aux ions en quelques millisecondes et sont principalement présents dans les neurones et les cellules cardiaques.

💡 Astuce mémo

Repos → dépolarisation → repolarisation → hyperpolarisation

📖 3. Transport actif et pompes ATPases

🔑 Notions clés & Définitions

• Transport actif : Mouvement de soluté contre son gradient de concentration ou électrochimique, du milieu le moins concentré vers le milieu le plus concentré, qui nécessite un transporteur et de l’énergie.

★ À maîtriser

• Les protéines MDR et MRP de la superfamille ABC exportent des médicaments et des molécules de chimiothérapie de manière dépendante de l’ATP, contribuant à la résistance des cellules tumorales.

• La pompe Na+/K+ expulse 3 Na+ hors de la cellule et fait entrer 2 K+ contre leurs gradients électrochimiques.

Compléments

• La pompe Na+/K+ participe à l’établissement du potentiel transmembranaire et utilise environ 25 % de l’ATP produit par la mitochondrie, soit environ 8000 molécules d’ATP par minute. — Jens Skou, 1997

💡 Astuce mémo

ATP hydrolysé → transport contre le gradient

📖 4. Co-transports et gradients ioniques

★ À maîtriser

📌 Dans un symport, deux solutés sont transportés dans le même sens, tandis que dans un antiport, ils sont transportés dans des sens opposés.

• Dans les entérocytes, le symport Na+/glucose fait entrer simultanément le sodium et le glucose au pôle apical, puis le glucose sort passivement au pôle basolatéral par des transporteurs GLUT vers le sang.

• L’antiport Na+/H+ fait entrer du Na+ dans la cellule et sortir des H+, ce qui participe à la régulation du pH intracellulaire.

Compléments

📌 La vitesse d’absorption du glucose par le symport intestinal dépend de la concentration de Na+ dans la lumière intestinale, et la Na+/K+ ATPase expulse ensuite le Na+ au pôle basal.

• Dans les cellules cancéreuses présentant l’effet Warburg, la glycolyse aérobie suivie d’une fermentation lactique acidifie le cytosol, ce qui augmente l’activité de l’échangeur Na+/H+.

💡 Astuce mémo

Symport : même sens ; antiport : sens opposés

📖 5. Propriétés des transporteurs membranaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Km : La concentration en soluté pour laquelle la vitesse de transport atteint 50 % de la Vmax.

★ À maîtriser

📌 Un Km faible indique une forte affinité du transporteur pour son soluté, tandis qu’un Km élevé indique une affinité plus faible.

📌 L’inhibition compétitive bloque le site de liaison du soluté par compétition directe, tandis que l’inhibition non compétitive se fixe en dehors de ce site et modifie la structure du transporteur.

Compléments

• Dans le cytosol, les concentrations sont de 139 mM pour K+, 5–15 mM pour Na+, 5–15 mM pour Cl−, 0,5 mM pour Mg2+, 10−4 mM pour Ca2+ et 12 mM pour HCO3−.

• Dans le milieu extracellulaire, les concentrations sont de 4 mM pour K+, 145 mM pour Na+, 110 mM pour Cl−, 1–2 mM pour Mg2+, 1–2 mM pour Ca2+ et 29 mM pour HCO3−.

💡 Astuce mémo

Km faible = forte affinité ; Vmax = sites saturés

📖 6. Endocytose et vésicules membranaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Dynamine : Protéine G cytoplasmique à activité GTPase, qui forme des polymères et permet la séparation des vésicules d’endocytose de la membrane plasmique.

★ À maîtriser

📌 L’endocytose internalise une partie du milieu extracellulaire dans une vésicule, tandis que l’exocytose libère dans le milieu extracellulaire des produits contenus dans des vésicules intracellulaires.

• Les transports de macromolécules par mouvements de la membrane plasmique consomment de l’ATP et mettent en jeu le système endomembranaire ainsi que le cytosquelette.

• Les cinq types d’endocytose sont:

  • Vésicules de clathrine dépendantes de la dynamine
  • Vésicules de cavéoline dépendantes de la dynamine
  • Vésicules sans revêtement dépendantes de la dynamine
  • Vésicules sans revêtement indépendantes de la dynamine
  • Phagocytose

Compléments

• L’endocytose peut représenter jusqu’à 25 % du volume cellulaire en une heure chez certains macrophages.

💡 Astuce mémo

Cargo reconnu → puits → invagination → scission → recyclage

📖 7. Endocytose à clathrine

★ À maîtriser

• Lors de l’endocytose à clathrine, les récepteurs lient les cargos, la clathrine forme un puits, le puits s’invagine, la dynamine sépare la vésicule, puis la clathrine se désassemble et est recyclée.

Compléments

• Les triskélions sont les unités d’assemblage des cages de clathrine et sont constitués de trois monomères de clathrine et de trois chaînes légères.

• Les protéines d’adaptation AP2, Epsin et β-arrestin relient les clathrines aux protéines transmembranaires destinées à être endocytées.

• L’endocytose à clathrine participe à l’homéostasie membranaire, à la signalisation cellulaire, au recyclage des récepteurs et à l’internalisation de particules virales.

📖 8. Exocytose et équilibre membranaire

★ À maîtriser

📌 L’endocytose et l’exocytose se déroulent en parallèle au niveau de la membrane plasmique, ce qui contribue à maintenir stables la surface et le volume cellulaires.

• 🔄 La transduction visuelle suit cette séquence:
  1. Activation de la rhodopsine par un photon
  2. Activation de la protéine G
  3. Activation d’un effecteur et production de GMPc
  4. Fermeture des canaux cationiques
  5. Hyperpolarisation membranaire

Compléments

• Dans la synapse neuromusculaire, la fixation de l’acétylcholine sur un canal cationique nicotinique ouvre le canal, permet l’entrée de Na+ dans la fibre musculaire et provoque sa dépolarisation.

💡 Astuce mémo

Endocytose : entrée ; exocytose : sortie

📊 Tableaux de synthèse

Principaux modes de transport