Fiche de révision : Organisation du corps humain

📋 Plan du Cours

1. Bases et niveaux d’organisation
2. Atomes et liaisons chimiques
3. Eau et solutions biologiques
4. Biomolécules et fonctions cellulaires
5. Tissus, systèmes et homéostasie
6. Repères anatomiques et cavités
7. Théorie et organisation cellulaire
8. Membrane et périphérie cellulaire
9. Périphérie et membrane plasmique
10. Jonctions et transports membranaires
11. Cytosol, noyau et cycle cellulaire
12. Réseau membranaire interne
13. Mitochondries et cytosquelette
14. Tissus et apoptose
15. Définition et caractéristiques de l’apoptose
16. Types de morts cellulaires
17. Mécanismes moléculaires de l’apoptose
18. Rôles physiologiques de l’apoptose

📖 1. Bases et niveaux d’organisation

★ À maîtriser

📌 L’anatomie étudie la structure du corps et les relations entre ses structures, tandis que la physiologie étudie le fonctionnement de ses différentes parties.

📌 Chez l’être humain, la structure détermine généralement la fonction.

• Les six niveaux d’organisation, du plus petit au plus grand, sont:
  • le niveau chimique
  • le niveau cellulaire
  • le niveau tissulaire
  • le niveau des organes
  • le niveau systémique
  • le niveau de l’organisme

Compléments

• Les besoins physiques fondamentaux sont: l’eau, la nourriture, les matériaux de construction et les composés chimiques, l’oxygène, la chaleur, la pression

💡 Astuce mémo

Du chimique à la cellule, puis aux tissus, organes, systèmes et organisme

📖 2. Atomes et liaisons chimiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Atome : Constitué d’un noyau contenant des protons et des neutrons, autour duquel se déplacent des électrons.

• Liaison hydrogène : Se forme lorsqu’un hydrogène lié par covalence à un atome électronégatif est attiré par un autre atome électronégatif, notamment l’oxygène ou l’azote.

★ À maîtriser

• Le corps humain est constitué à 96 % de carbone, d’azote, d’oxygène et d’hydrogène, tandis que le soufre, le chlore, le phosphore, le calcium, le magnésium, le sodium et le potassium représentent moins de 4 % de son poids total.

📌 Un cation est un atome ou groupe d’atomes qui a perdu des électrons, tandis qu’un anion a gagné des électrons.

📌 Une liaison covalente met en commun des électrons, tandis qu’une liaison ionique repose sur un transfert d’électrons et l’attraction entre ions de charges opposées.

Compléments

• Le noyau mesure environ $10^{-15}\ \text{m}$ et l’atome environ $10^{-10}\ \text{m}$, de sorte que le noyau est environ 100 000 fois plus petit que l’atome.

💡 Astuce mémo

Cation perd des électrons, anion en gagne

📖 3. Eau et solutions biologiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Eau : Une molécule polaire composée de deux atomes d’hydrogène et d’un atome d’oxygène, capable de former des liaisons hydrogène.
• Solvant : Substance capable de dissoudre des solutés, l’eau constituant le principal solvant de la matière vivante.

★ À maîtriser

📌 À travers une membrane perméable à l’eau mais semi-perméable aux solutés, l’eau se déplace du compartiment le moins concentré vers le compartiment le plus concentré afin de maintenir une osmolalité identique de part et d’autre.

Compléments

• Lors de l’hydratation d’un sel, les molécules d’eau entourent chaque ion du soluté lorsqu’il se dissout.

💡 Astuce mémo

Différence de concentration → déplacement de l’eau vers le compartiment le plus concentré

📖 4. Biomolécules et fonctions cellulaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Lipides : Molécules hydrophobes qui comprennent notamment les triacylglycérols, les phosphoglycérolipides et les stéroïdes.
• Protéines : Polymères d’acides aminés assurant des fonctions enzymatiques, structurales, de transport, hormonales, réceptrices, motrices et de défense.

📝 Points essentiels

• Les quatre grands groupes de biomolécules organiques sont:

  • les glucides
  • les lipides
  • les protéines
  • les acides nucléiques

• Les principales catégories et exemples de glucides sont:

  • les monosaccharides : glucose et fructose
  • les disaccharides : lactose et saccharose
  • les polysaccharides : cellulose, amidon, glycogène et chitine

📌 L’ADN contient du désoxyribose et les bases A, T, C et G, tandis que l’ARN contient du ribose et les bases A, U, C et G.

💡 Astuce mémo

GLAP : glucides, lipides, acides nucléiques, protéines

📖 5. Tissus, systèmes et homéostasie

🔑 Notions clés & Définitions

• Tissu : Groupe de cellules semblables qui assurent une fonction spécialisée commune.
• Organe : Ensemble structural et fonctionnel composé de plusieurs types de tissus qui assurent de façon coordonnée une fonction déterminée.
• Homéostasie : Processus qui maintient une stabilité relative du milieu intérieur afin de permettre aux fonctions métaboliques cellulaires de se dérouler efficacement.

📝 Points essentiels

• Les quatre tissus fondamentaux sont:
  • le tissu épithélial
  • le tissu conjonctif et de soutien
  • le tissu musculaire
  • le tissu nerveux

📖 6. Repères anatomiques et cavités

📝 Points essentiels

• 🔄 La position anatomique de référence associe:

  1. la station debout face à l’observateur
  2. les membres inférieurs joints
  3. le regard horizontal
  4. les bras le long du corps
  5. les mains en supination, paumes vers l’avant

• Les plans anatomiques principaux sont: le plan sagittal médian, séparant les parties droite et gauche, le plan frontal, séparant les parties antérieure et postérieure, le plan transverse, séparant les parties supérieure et inférieure

📌 La cavité dorsale comprend les cavités crânienne et vertébrale, tandis que la cavité ventrale comprend les cavités thoracique, abdominale et pelvienne.

📖 7. Théorie et organisation cellulaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Cellule eucaryote : Cellule compartimentée dont l’ADN est enfermé dans un noyau et dont les compartiments ont des fonctions spécialisées.

★ À maîtriser

• La théorie cellulaire repose sur trois affirmations:
  • la cellule est le plus petit objet vivant autonome
  • tous les êtres vivants sont constitués de cellules
  • une cellule provient toujours de la division d’une autre cellule

• En 1861, Louis Pasteur a démontré que la génération spontanée n’avait pas lieu et que les êtres vivants ne pouvaient pas apparaître à partir de matière inerte.

📌 Une cellule eucaryote possède un noyau contenant l’ADN et des compartiments spécialisés, tandis qu’une cellule procaryote ne possède pas de noyau et contient son ADN dans une zone cytoplasmique appelée nucléoïde.

• Une cellule eucaryote comprend typiquement: un noyau, un cytoplasme contenant le cytosol et les organites, une membrane plasmique contrôlant les échanges avec le milieu extracellulaire

Compléments

• En 1665, Robert Hooke a créé le mot « cellule » en observant du liège.

• Les mitochondries sont le siège de la respiration cellulaire et de la production d’ATP, les ribosomes fabriquent les protéines, l’appareil de Golgi trie et sécrète les produits cellulaires, et les lysosomes hydrolysent les macromolécules.

💡 Astuce mémo

Microscope → observations → réfutation de la génération spontanée → théorie cellulaire

📖 8. Membrane et périphérie cellulaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Membrane plasmique : Délimite la cellule et assure les échanges entre la cellule et le milieu extracellulaire.
• Bicouche lipidique : Formée de phospholipides amphiphiles dont les parties hydrophiles sont orientées vers les milieux aqueux et les parties hydrophobes se font face au centre.

📝 Points essentiels

• La membrane plasmique contient notamment:
  • des phospholipides
  • du cholestérol
  • des glycolipides
  • des glycoprotéines
  • des protéines périphériques
  • des protéines transmembranaires

💡 Astuce mémo

Une bicouche lipidique avec les têtes hydrophiles vers l’eau et les queues hydrophobes au centre

📖 9. Périphérie et membrane plasmique

🔑 Notions clés & Définitions

• Matrice extracellulaire : Structure principalement composée de fibres glycoprotéiques, notamment de glycosaminoglycanes, de protéoglycanes et de collagène, qui forme une interface entre la cellule et son environnement.
• Bicouche phospholipidique : Formée de deux feuillets de phospholipides amphiphiles dont les têtes hydrophiles sont orientées vers les milieux aqueux et dont les queues hydrophobes interagissent au centre de la membrane.

★ À maîtriser

• Le glycocalyx est un ensemble de petits glucides portés par certaines protéines et certains lipides du feuillet externe de la membrane plasmique, notamment les marqueurs ABO à la surface des hématies.

📌 Les protéines transmembranaires traversent la membrane, tandis que les protéines périphériques se situent sur un côté de la membrane sans la traverser.

Compléments

• Une membrane plasmique observée en microscopie électronique en transmission présente deux feuillets sombres séparés par un espace clair, formant une structure trilamellaire d’environ 7 nm.

💡 Astuce mémo

Une bicouche lipidique comme un sandwich : têtes hydrophiles vers l’eau et queues hydrophobes au centre.

📖 10. Jonctions et transports membranaires

★ À maîtriser

📌 Les jonctions serrées forment une barrière presque imperméable entre les cellules, tandis que les jonctions lacunaires permettent le passage d’ions et de petites molécules organiques entre leurs cytosols.

• Les transports passifs déplacent spontanément une substance sans apport d’énergie, du compartiment où elle est la plus concentrée vers celui où elle est la moins concentrée.

• L’osmose est le déplacement passif de l’eau d’un compartiment de faible osmolarité vers un compartiment de forte osmolarité, tandis que la diffusion simple concerne le passage de gaz, de molécules liposolubles ou d’eau à travers la bicouche lipidique.

• Les canaux permettent le passage spécifique de molécules sans changer de conformation, tandis que les perméases changent de conformation et présentent une vitesse maximale responsable de leur saturation.

• Le transport actif primaire utilise directement l’énergie de l’hydrolyse de l’ATP, tandis que le transport actif secondaire utilise le gradient d’un autre soluté transporté passivement.

Compléments

📌 Dans un symport secondaire, les deux solutés se déplacent dans le même sens, tandis que dans un antiport secondaire ils se déplacent en sens opposés.

💡 Astuce mémo

Passif = suit le gradient ; actif = remonte le gradient.

📖 11. Cytosol, noyau et cycle cellulaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Cytosol : Liquide fondamental de la cellule, riche en ions et en protéines dissoutes, dans lequel se trouvent les ribosomes.
• Noyau : Compartiment cellulaire qui stocke l’information génétique et comprend une enveloppe nucléaire, un ou plusieurs nucléoles, de la chromatine et du nucléoplasme.

★ À maîtriser

📌 L’hétérochromatine est fortement condensée, tandis que l’euchromatine est décondensée et constitue la forme dans laquelle l’ADN s’exprime.

• Le cycle cellulaire comprend une interphase composée des phases G1, S et G2, suivie d’une mitose qui répartit équitablement l’information génétique entre deux cellules filles.

• La mitose comprend la prophase, la métaphase, l’anaphase et la télophase, puis la cytodiérèse produit deux cellules filles génétiquement semblables à la cellule mère.

Compléments

📌 La première division de la méiose sépare les chromosomes homologues et produit deux cellules haploïdes à 23 chromosomes à deux chromatides, tandis que la deuxième division sépare les chromatides et produit quatre cellules haploïdes à 23 chromosomes à une chromatide.

💡 Astuce mémo

G1 → S → G2 → mitose : croissance, copie, préparation, division.

📖 12. Réseau membranaire interne

🔑 Notions clés & Définitions

• Réticulum endoplasmique rugueux : Ensemble de citernes portant de nombreux ribosomes, où s’effectuent la maturation des protéines membranaires et des protéines destinées à la sécrétion.
• Réticulum endoplasmique lisse : Réseau de tubules dépourvus de ribosomes qui synthétise de nombreux lipides et stocke du calcium, notamment dans le réticulum sarcoplasmique des cellules musculaires.
• Appareil de Golgi : Ensemble de dictyosomes qui emballent, isolent, trient et modifient les protéines et les lipides destinés à la sécrétion ou aux membranes.
• Lysosome : Organite animal à pH acide, d’environ 5, contenant des enzymes hydrolytiques qui digèrent le contenu des vésicules d’endocytose, les déchets et les organites endommagés.

📝 Points essentiels

📌 La sécrétion constitutive est spontanée et régulière, tandis que la sécrétion contrôlée ne se déclenche qu’en réponse à un stimulus extérieur hormonal ou nerveux.

• Les peroxysomes détoxifient la cellule en dégradant notamment les acides gras très longs et l’alcool, avec la présence d’espèces réactives de l’oxygène comme le peroxyde d’hydrogène H2O2.

💡 Astuce mémo

RER fabrique, Golgi trie, lysosome digère.

📖 13. Mitochondries et cytosquelette

🔑 Notions clés & Définitions

• Mitochondrie : Organite pluricompartimenté qui produit l’essentiel de l’ATP cellulaire par la respiration cellulaire et possède une membrane interne formant des crêtes riches en ATP synthases.
• Cytosquelette : Réseau de protéines fibreuses du cytosol qui assure l’armature cellulaire, maintient la forme et participe à la cohésion, aux mouvements, aux transports et aux divisions cellulaires.

★ À maîtriser

• La respiration mitochondriale transforme le pyruvate en acétyl-coenzyme A, dégrade celui-ci dans le cycle de Krebs, puis utilise les électrons du NADH et du FADH2 pour créer un gradient de protons qui permet la synthèse d’ATP.

Compléments

• Les microtubules sont des tubes de tubuline de 25 nm de diamètre, tandis que les filaments intermédiaires mesurent 8 à 12 nm et que les microfilaments sont constitués d’actine.

💡 Astuce mémo

Gradient de protons → ATP ; cytosquelette organisé → forme, transport et mouvement.

📖 14. Tissus et apoptose

🔑 Notions clés & Définitions

• Tissu épithélial : Ensemble de cellules jointives reliées par des jonctions intercellulaires et fixées à une lame basale, qui assure notamment des fonctions de revêtement, d’absorption, de sécrétion et de protection.
• Tissu conjonctif : Ensemble de cellules non jointives séparées par une matrice extracellulaire qui les maintient cohérentes et assure principalement une fonction de soutien.
• Apoptose : Forme active et régulée de mort cellulaire déclenchée par un signal externe ou interne afin d’équilibrer la production et l’élimination des cellules dans l’organisme.

★ À maîtriser

• Les quatre grands types de tissus sont:
  • Les tissus épithéliaux
  • Les tissus conjonctifs
  • Le tissu musculaire
  • Le tissu nerveux

Compléments

• Chez l’être humain, entre 50 et 70 milliards de cellules meurent chaque jour par apoptose, et une dérégulation de ce processus peut contribuer aux cancers et aux maladies neurodégénératives.

💡 Astuce mémo

Épithélium : cellules jointives sur lame basale ; conjonctif : cellules séparées par la matrice.

📖 15. Définition et caractéristiques de l’apoptose

🔑 Notions clés & Définitions

• Apoptose : Une forme active et régulée de mort cellulaire déclenchée par un signal interne ou externe afin d’éliminer des cellules superflues, anciennes ou potentiellement dangereuses.

★ À maîtriser

• 🔄 L’apoptose se caractérise successivement par:
  1. l’arrondissement cellulaire
  2. la réduction du volume cellulaire
  3. la condensation de la chromatine
  4. le bourgeonnement membranaire
  5. la fragmentation du noyau
  6. la formation de corps apoptotiques

📌 Lors de l’apoptose, la membrane plasmique reste intacte et les cellules mortes sont phagocytées sans déclencher de réponse inflammatoire importante, contrairement à la nécrose qui libère le contenu cellulaire et provoque une inflammation.

Compléments

• La notion d’apoptose a été introduite en 1972 par Kerr et ses collaborateurs pour désigner une forme de mort cellulaire différente de la nécrose. - Kerr et coll.

💡 Astuce mémo

Apoptose : membrane intacte et inflammation évitée ; nécrose : contenu libéré et inflammation déclenchée

📖 16. Types de morts cellulaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Autophagie : Un mécanisme de survie permettant à une cellule privée de nutriments de dégrader ses organites pour fournir des substrats.
• Nécroptose : Une voie régulée d’induction d’une mort cellulaire de type nécrotique.

📝 Points essentiels

📌 La nécrose est une mort cellulaire accidentelle généralement provoquée par des agressions physiques ou chimiques sévères, tandis que l’apoptose appartient aux morts cellulaires régulées.

💡 Astuce mémo

Nécrose accidentelle, apoptose régulée, autophagie d’abord protectrice

📖 17. Mécanismes moléculaires de l’apoptose

🔑 Notions clés & Définitions

• Caspases : Des protéases dont l’activation permet l’exécution de l’apoptose en clivant des protéines essentielles aux fonctions cellulaires normales.

📝 Points essentiels

• Les protéines de la famille Bcl-2 régulent la perméabilisation de la membrane externe mitochondriale, une étape déterminante de l’apoptose.

• La perméabilisation mitochondriale libère le cytochrome c, qui participe à la formation de l’apoptosome et à l’activation des procaspases 9, puis la caspase 3 effectrice est activée.

📌 La voie extrinsèque de l’apoptose est déclenchée par l’activation de récepteurs membranaires, tandis que la voie intrinsèque ou mitochondriale est déclenchée par la libération de facteurs apoptogènes depuis la mitochondrie.

💡 Astuce mémo

Mitochondrie perméabilisée → cytochrome c → apoptosome → caspase 3

📖 18. Rôles physiologiques de l’apoptose

🔑 Notions clés & Définitions

• Cancer : Un ensemble de maladies caractérisées par une croissance cellulaire incontrôlée résultant notamment de l’accumulation séquentielle d’anomalies génétiques et épigénétiques.
• Proto-oncogènes : Des gènes normaux qui codent des protéines favorisant la régulation positive du cycle cellulaire et qui peuvent devenir des oncogènes après une mutation particulière.
• Gènes suppresseurs de tumeurs : Des protéines régulatrices négatives capables de ralentir ou d’interrompre le cycle cellulaire lorsqu’un problème survient.

★ À maîtriser

• Pendant le développement du système nerveux, l’apoptose élimine des neurones qui ont établi des connexions inappropriées ou aucune connexion, ainsi que des cellules gliales n’ayant pas établi un contact étroit avec un neurone.

• Lors de la mise en place du système immunitaire, l’apoptose élimine plus de 95 % des lymphocytes B et T produits en excès qui portent des récepteurs potentiellement dirigés contre des antigènes du soi.

📌 Chez l’adulte, l’homéostasie tissulaire résulte de l’équilibre entre la division cellulaire et la mort cellulaire, ce qui maintient la fonction et la taille des tissus.

• Les cellules normales ont un nombre de divisions limité par le raccourcissement progressif des télomères, qui fonctionne comme une horloge interne de la vie cellulaire.

• 🔄 La formation d’une tumeur maligne progresse de la manière suivante:

  1. cellule génétiquement modifiée
  2. hyperplasie
  3. dysplasie
  4. cancer in situ
  5. cancer invasif
  6. métastases possibles

• Les protéines Rb, p53 et p21 constituent des suppresseurs de tumeurs qui empêchent la progression du cycle cellulaire jusqu’à l’achèvement de certains événements.

📌 Une p53 fonctionnelle détecte les dommages de l’ADN, déclenche leur réparation et, si la réparation échoue, induit l’apoptose.

• Des mutations du gène p53 sont observées dans plus de 50 % des cellules tumorales humaines.

• La perte de fonction de p53 peut empêcher la production de p21, laisser les Cdk actives, compromettre le point de contrôle G1 et permettre le passage de G1 à S malgré des conditions inadéquates, ce qui favorise l’accumulation de mutations.

Compléments

• Lors de la morphogenèse des doigts chez les vertébrés, l’apoptose massive des cellules interdigit ales fait disparaître les tissus interdigitaux et permet l’individualisation des doigts.

• Chez le mâle, le canal de Müller est détruit par apoptose pendant le développement embryonnaire, tandis que chez la femelle, le canal de Wolff est détruit.

• L’apoptose élimine des cellules endommagées ou dangereuses en réponse à des dommages de l’ADN, une blessure physique, une ischémie, un stress oxydatif, un stress du réticulum endoplasmique ou une infection virale.

📌 Les cellules normales répondent aux facteurs de croissance et à leur environnement, subissent l’inhibition de contact et peuvent entrer en apoptose.

💡 Astuce mémo

Élimination sélective → développement organisé et homéostasie tissulaire

📊 Tableaux de synthèse

Types de tissus fondamentaux

Comparaison des transports membranaires