Fiche de révision : Membrane plasmique et transports cellulaires

📋 Plan du Cours

1. Bicouche lipidique et barrière hydrophobe
2. Perméabilité contrôlée de la membrane
3. Diffusion simple et ses limites
4. Protéines de transport passif
5. Transport actif primaire
6. Transport actif secondaire
7. Régulation du pH cytosolique
8. Polarisation et glycémie

📖 1. Bicouche lipidique et barrière hydrophobe

🔑 Notions clés & Définitions

• Membrane plasmique : Bicouche de phospholipides qui forme une frontière hydrophobe et un contenant étanche, assurant l’individualité biologique de la cellule.

★ À maîtriser

• La bicouche lipidique est quasiment imperméable aux ions et contribue ainsi au maintien des déséquilibres ioniques entre le cytosol et le milieu extracellulaire.

• La concentration du K+ est environ 30 fois plus élevée dans le cytosol que dans le milieu extracellulaire, tandis que celle du Na+ est environ 15 fois plus élevée à l’extérieur.

Compléments

• La concentration du Ca++ libre est environ 10^-7 mM dans le cytosol et 1 à 2 mM dans le milieu extracellulaire, soit un gradient d’environ 10^7.

💡 Astuce mémo

La bicouche lipidique comme un mur hydrophobe autour de la cellule

📖 2. Perméabilité contrôlée de la membrane

🔑 Notions clés & Définitions

• Perméabilité contrôlée : Capacité de la membrane plasmique à laisser passer certaines molécules selon le type cellulaire, l’activité cellulaire et la nature de la molécule.

📝 Points essentiels

• Les échanges transmembranaires permettent:

  • l’entrée de précurseurs de synthèse
  • l’entrée de précurseurs énergétiques
  • l’entrée de dioxygène
  • la sortie des déchets métaboliques
  • la sortie de dioxyde de carbone
  • la sortie des sécrétions

• 🔄 La perméabilité dépend successivement:

  1. du filtre membranaire
  2. du filtrat moléculaire
  3. de la pression de filtration

💡 Astuce mémo

Barrière imperméable aux ions, mais passage sélectif des molécules utiles

📖 3. Diffusion simple et ses limites

🔑 Notions clés & Définitions

• Diffusion simple : Transport spontané de molécules selon leur gradient de concentration, sans consommation d’ATP ni intervention de protéines de transport.

★ À maîtriser

• Les petites molécules hydrophobes comme le monoxyde d’azote, le dioxygène et le dioxyde de carbone diffusent très rapidement à travers la bicouche lipidique.

• Les bicouches lipidiques sont 10^9 fois plus perméables à l’eau qu’à des ions aussi petits que Na+ ou K+.

Compléments

• Les grosses molécules polaires non chargées diffusent trop lentement pour satisfaire les besoins cellulaires lorsque leur taille dépasse 100 d, comme le glucose qui mesure 180 d.

💡 Astuce mémo

Gradient favorable → diffusion spontanée sans ATP

📖 4. Protéines de transport passif

🔑 Notions clés & Définitions

• Diffusion facilitée : Transport passif qui accélère le passage d’une molécule ou d’un ion dans le sens de son gradient de concentration ou électrochimique, sans consommation d’ATP.

★ À maîtriser

📌 Les canaux ioniques sont des pores hydrophiles formés par plusieurs protéines qui permettent le passage des ions, tandis que les protéines porteuses fixent transitoirement des molécules sur des sites spécifiques.

• Les transporteurs GLUT sont spécifiques du D-glucose, présents dans toutes les cellules et capables de transporter le glucose uniquement dans le sens de son gradient de concentration, sans consommer d’énergie.

Compléments

• Un canal ionique peut atteindre une vitesse de passage de 10^6 ions par seconde et s’ouvrir très brièvement après un mécanisme de déclenchement spécifique.

💡 Astuce mémo

Canal ionique pour les ions, transporteur porteur pour les molécules

📖 5. Transport actif primaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Transport actif primaire : Utilise des pompes ATPasiques pour transporter des molécules ou des ions contre leur gradient de concentration ou électrochimique grâce à l’hydrolyse de l’ATP.

★ À maîtriser

• La pompe SERCA transporte deux ions Ca++ du cytosol vers la cavité du réticulum sarcoplasmique pour chaque ATP hydrolysé.

• La pompe Na+/K+ est un antiport qui expulse trois Na+ du cytosol et fait entrer deux K+ pour chaque cycle utilisant un ATP.

Compléments

• La pompe Na+/K+ consomme environ 30 % des besoins énergétiques d’une cellule et jusqu’à 70 % dans les cellules nerveuses.

💡 Astuce mémo

ATP → phosphorylation → changement de conformation → transport contre gradient

📖 6. Transport actif secondaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Transport actif secondaire : Utilise l’énergie du gradient électrochimique d’un ion, notamment le Na+, pour transporter une autre molécule contre son propre gradient, sans hydrolyse directe d’ATP par le co-transporteur.

📝 Points essentiels

• Les co-transporteurs Na+/X utilisent l’entrée favorable du Na+ pour importer une molécule X, comme le glucose, quelle que soit la concentration de X.

• Les co-transporteurs glucose/Na+ des entérocytes permettent l’absorption du glucose alimentaire même lorsque sa concentration alimentaire est inférieure à sa concentration cytosolique, jusqu’à un gradient de 30 000 dans l’entérocyte.

• Le gradient de Na+ est établi par la pompe Na+/K+, son énergie entraîne l’entrée du glucose par le symport glucose/Na+, puis le glucose quitte l’entérocyte vers le sang grâce aux GLUT.

💡 Astuce mémo

Gradient de Na+ → entrée de X contre son gradient

📖 7. Régulation du pH cytosolique

★ À maîtriser

• Le pH du cytosol doit rester dans des limites très étroites, entre 7,1 et 7,3, car les produits acides du métabolisme du glucose génèrent des protons H+ qui acidifient le cytosol.

• L’antiport Na+/H+ utilise l’entrée favorable d’un Na+ pour expulser un H+ et participe ainsi à la régulation du pH cytosolique.

Compléments

• L’échangeur double Na+/HCO3- contre H+/Cl- fait entrer Na+ et HCO3- et sortir Cl- et H+, tout en neutralisant un proton grâce à la réaction entre HCO3- et H+ qui produit H2O et CO2.

💡 Astuce mémo

Entrée de Na+ contre sortie de H+ : l’échangeur règle le pH

📖 8. Polarisation et glycémie

🔑 Notions clés & Définitions

• Polarisation fonctionnelle : Répartition asymétrique de transporteurs membranaires dans des régions différentes d’une cellule, séparées par des jonctions étanches.

★ À maîtriser

• Après une alimentation normale, le glucose est absorbé par les entérocytes, passe dans le sang, entre dans les cellules grâce aux GLUT sous l’action de l’insuline, puis est stocké sous forme de glycogène dans le foie.

• 🔄 En situation de jeûne: sécrétion de glucagon, dégradation du glycogène hépatique, inversion du gradient du glucose, sortie du glucose hépatique vers le sang par GLUT

Compléments

• La glycémie est normalement d’environ 1 g/l, et les GLUT contribuent à la restaurer après une hyperglycémie ou une hypoglycémie transitoire.

💡 Astuce mémo

Intestin → sang → cellules, puis glycogène et hormones

📊 Tableaux de synthèse

Principaux modes de transport membranaire