Fiche de révision : Perméabilité membranaire et histologie

📋 Plan du Cours

1. La cellule eucaryote humaine
2. Les organites cellulaires
3. Structure et fonctions membranaires
4. Perméabilité et transports membranaires
5. Transports actifs membranaires
6. Transporteurs membranaires
7. Endocytose et exocytose
8. Définition et classification des tissus
9. Organisation des épithéliums
10. Classification des épithéliums
11. Types et organisation musculaires

📖 1. La cellule eucaryote humaine

🔑 Notions clés & Définitions

• Cytoplasme : Composé des organites qui baignent dans le cytosol.

★ À maîtriser

• La cellule eucaryote est aérobie et nécessite de l’O₂ pour vivre.

• La cellule eucaryote possède un noyau qui enferme l’ADN et une membrane plasmique qui la délimite.

Compléments

• La cellule eucaryote est composée de 70 % d’eau et de macromolécules contenant du carbone, de l’hydrogène, de l’oxygène et de l’azote, notamment des protéines, des lipides, des sucres et de l’ADN.

• Les cellules eucaryotes varient en forme et en taille, avec notamment des cellules sanguines de 8 à 12 μm, des cellules musculaires de 100 à 200 μm et des cellules de l’épithélium intestinal de 20 à 50 μm.

📖 2. Les organites cellulaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Système endomembranaire : L’ensemble des organites membranaires capables de communiquer entre eux et avec la membrane plasmique grâce au transport vésiculaire.

★ À maîtriser

• Le réticulum endoplasmique et l’appareil de Golgi participent à la synthèse, à la maturation et à la sécrétion des protéines.

• Les mitochondries participent à la respiration cellulaire et à la phosphorylation oxydative, qui produit de l’ATP, mais n’appartiennent pas au système endomembranaire.

📌 La transcription produit un ARN messager à partir de la séquence d’ADN d’un gène dans le noyau, tandis que la traduction produit une protéine à partir de cet ARN messager dans le cytoplasme.

• Les organites filamenteux qui forment le cytosquelette sont :
  • les microfilaments d’actine
  • les microtubules
  • les filaments intermédiaires

Compléments

• Les organites cellulaires peuvent être membranaires, granulaires ou filamenteux.

• Les organites suivants appartiennent au système endomembranaire :

  • le réticulum endoplasmique rugueux
  • le réticulum endoplasmique lisse
  • l’appareil de Golgi
  • les endosomes
  • les lysosomes

• Les ribosomes se trouvent dans le cytoplasme, associés aux membranes du réticulum endoplasmique rugueux, et dans les mitochondries où ils sont appelés mitoribosomes.

📖 3. Structure et fonctions membranaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Membrane plasmique : Aussi appelée membrane cellulaire ou membrane cytoplasmique, elle délimite le milieu intracellulaire du milieu extérieur de la cellule.
• Mosaïque fluide : Une membrane dynamique, en perpétuel mouvement et renouvellement.

★ À maîtriser

• La membrane plasmique est une bicouche lipidique composée de 56 % de lipides, 38 % de protéines et 6 % de glucides.

• Les protéines membranaires peuvent se trouver du côté extracellulaire, du côté intracellulaire ou traverser la membrane, tandis que les glucides sont exclusivement du côté extracellulaire, notamment sous forme de glycolipides et de glycoprotéines.

• La membrane plasmique assure la compartimentation, les échanges et la reconnaissance entre cellules, les mouvements cellulaires, la reconnaissance de l’environnement, la régulation des fonctions et la perméabilité sélective.

Compléments

• Les membranes internes délimitent les organites subcellulaires ; la mitochondrie possède deux membranes et le noyau une enveloppe composée de deux membranes percées de pores nucléaires.

• Les lipides membranaires sont amphiphiles et disposés en bicouche, avec leur région hydrophobe au centre.

• La membrane plasmique est asymétrique au niveau des lipides, des glucides et des protéines ; cette asymétrie lipidique et glucidique entraîne une différence de charge globale entre les feuillets, et l’asymétrie protéique contribue aux propriétés distinctes des faces membranaires.

📖 4. Perméabilité et transports membranaires

★ À maîtriser

• La membrane cellulaire retient dans la cellule les molécules indispensables à sa vie, tout en permettant l’entrée des nutriments depuis le milieu extracellulaire et le rejet des produits de dégradation inutiles ou toxiques.

📌 Les molécules hydrophobes et les gaz traversent la membrane par diffusion simple, tandis que les petites molécules polaires, les grosses molécules polaires hydrophiles et les molécules chargées nécessitent l’aide d’un passeur protéique.

• La répartition inégale des ions entre les milieux intracellulaire et extracellulaire crée un potentiel de membrane, l’intérieur de la cellule étant chargé négativement par rapport à l’extérieur.

📌 Le transport passif ne nécessite pas d’énergie et suit le gradient de concentration, tandis que le transport actif nécessite de l’énergie et se fait contre ce gradient.

Compléments

• Au repos, le potentiel de membrane indiqué pour le neurone est de −70 mV ; une autre valeur de repos présentée est de −65 mV.

• Les gradients de concentration correspondent aux différences de concentration de part et d’autre de la membrane et constituent une forme d’énergie, car les molécules tendent à passer du milieu le plus concentré vers le moins concentré jusqu’à l’équilibre.

• Les canaux de fuite sont toujours ouverts et laissent passer librement les ions, tandis que les canaux ioniques proprement dits peuvent être ouverts ou fermés et comporter une ou plusieurs portes.

• Les canaux ioniques peuvent être voltage-dépendants, soumis au potentiel membranaire, ou ligand-dépendants, activés par exemple par une hormone ou un neurotransmetteur.

📖 5. Transports actifs membranaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Transport actif primaire : Utilise l’énergie issue de l’hydrolyse de l’ATP.
• Transport actif secondaire : Utilise l’énergie du gradient électrochimique créé par la pompe ATPase.

📝 Points essentiels

• La pompe Na⁺/K⁺ fait sortir 3 ions Na⁺ et entrer 2 ions K⁺ contre leurs gradients.

• La pompe Na⁺/K⁺ crée un gradient électrochimique qui constitue une source d’énergie pour le transport actif secondaire.

💡 Astuce mémo

La pompe Na⁺/K⁺ crée le gradient ; les co-transporteurs l’exploitent.

📖 6. Transporteurs membranaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Uniporteur : Transporte une seule substance selon son gradient par diffusion facilitée, donc par transport passif ; GLUT en est un exemple.
• Symporteur : Transporte deux substances dans la même direction, l’une selon son gradient et l’autre contre son gradient, par transport actif ; SGLT en est un exemple.
• Antiporteur : Transporte deux substances dans des directions opposées, l’une selon son gradient et l’autre contre son gradient, par transport actif ; l’échangeur Na⁺/H⁺ en est un exemple.

💡 Astuce mémo

Uniport : une substance ; symport : même direction ; antiport : directions opposées.

📖 7. Endocytose et exocytose

🔑 Notions clés & Définitions

• Endocytose : Capture du matériel extracellulaire — lipoprotéines, liquide et solutés — qui ne peut pas passer par un canal ni diffuser librement.
• Exocytose : Le phénomène inverse de l’endocytose.
• Transcytose : Une endocytose suivie d’une exocytose.

📝 Points essentiels

• L’endocytose concerne toutes les cellules sauf les hématies.

💡 Astuce mémo

Endocytose : entrée ; exocytose : sortie.

📖 8. Définition et classification des tissus

🔑 Notions clés & Définitions

• Histologie : L’étude des tissus.
• Tissu : Un ensemble de cellules d’un ou plusieurs types, associées à une matrice extracellulaire plus ou moins abondante et regroupées pour exercer une ou plusieurs fonctions dans un organe.

★ À maîtriser

• Les quatre tissus élémentaires sont :
  • Le tissu nerveux
  • Les tissus musculaires
  • Les tissus conjonctifs
  • Les épithéliums

Compléments

• La cellule est l’unité structurale et fonctionnelle des organismes vivants.

• 🔄 L’organisation biologique suit l’ordre suivant :
  1. Atome
  2. Molécule
  3. Cellule
  4. Tissu
  5. Organe
  6. Système
  7. Organisme

📖 9. Organisation des épithéliums

🔑 Notions clés & Définitions

• Épithélium : Un tissu de cellules jointives et juxtaposées, doté d’une matrice extracellulaire peu abondante, qui repose sur une lame basale surplombant un chorion.

★ À maîtriser

• Les deux propriétés complémentaires des épithéliums sont la forte cohésion cellulaire et l’asymétrie fonctionnelle et morphologique.

Compléments

• Le tissu épithélial ne contient pas de vaisseaux, mais peut parfois contenir des nerfs.

• Un épithélium peut réunir plusieurs types cellulaires et parfois contenir des cellules non épithéliales, comme des lymphocytes, entre ses cellules.

• La forte cohésion cellulaire contribue à la morphologie de l’épithélium, à son étanchéité et à la synchronisation de ses cellules.

• L’asymétrie épithéliale se manifeste par la polarité des pôles apical et basal et par la position des noyaux.

💡 Astuce mémo

Cellules épithéliales jointives ; cellules conjonctives dispersées.

📖 10. Classification des épithéliums

🔑 Notions clés & Définitions

• Muqueuse : Associe un épithélium de muqueuse, une lame basale et un chorion et tapisse une cavité ouverte sur le milieu extérieur.
• Séreuse : Associe un mésothélium, une lame basale et un chorion et tapisse une cavité fermée.

★ À maîtriser

• Les épithéliums de revêtement tapissent la surface de l’organisme (épiderme), les cavités (épithéliums des muqueuses et des séreuses, ou mésothélium) et la lumière des vaisseaux (endothélium).

• Un épithélium simple, ou unistratifié, comporte une seule couche cellulaire ; un épithélium pluristratifié, ou stratifié, en comporte plusieurs ; un épithélium pseudostratifié paraît multicouche mais n’a en réalité qu’une seule couche.

• Une fonction de transport est associée à un rapport surface/épaisseur important et à un épithélium unistratifié, tandis qu’une fonction de protection est associée à un rapport faible et à un épithélium pluristratifié.

Compléments

📌 Pour un transport simple sans remaniement de la substance, les cellules épithéliales sont aplaties ; pour un transport simple avec remaniement, elles sont allongées.

• L’épithélium pavimenteux pluristratifié non kératinisé est aussi appelé épithélium épidermoïde ou malpighien.

📖 11. Types et organisation musculaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Sarcomère : L’unité contractile de base d’une myofibrille, délimitée de strie Z à strie Z et mesurant 2,5 µm dans le muscle relâché.

• Triade : Constituée d’un tubule T entre deux citernes de réticulum sarcoplasmique.

★ À maîtriser

• Les trois types de fibres musculaires sont :

  • La fibre striée squelettique à motricité volontaire
  • La fibre striée myocardique à motricité involontaire autonome
  • La fibre lisse à motricité involontaire

• Les myofibrilles sont composées de myofilaments fins d’actine et de myofilaments épais de myosine.

• Dans le muscle strié squelettique, la fixation du Ca²⁺ sur la troponine expose le site de liaison de la myosine sur l’actine et permet l’interaction actine-myosine, le déplacement des filaments d’actine et la contraction.

Compléments

• Les cellules contractiles correspondantes sont :

  • Le rhabdomyocyte
  • Le cardiomyocyte
  • Le léiomyocyte

• Les tissus conjonctifs comprennent :

  • Les tissus conjonctifs proprement dits
  • Les tissus conjonctifs spécialisés
  • Le sang
  • Le cartilage
  • L’os

• La contraction musculaire diminue la longueur du sarcomère ainsi que celle des bandes I et H.

• L’invagination du sarcolemme aux jonctions des bandes A et I forme les tubules T, entourés de citernes de réticulum endoplasmique lisse remplies de Ca²⁺.

• 🔄 Le couplage excitation-contraction suit cette séquence :

  1. Le potentiel d’action se propage dans les tubules T.
  2. Le réticulum sarcoplasmique reçoit le signal et libère du Ca²⁺ au contact des myofibrilles.
  3. Le Ca²⁺ se fixe sur les myofibrilles.
  4. L’interaction actine-myosine entraîne la contraction.

• Les fibres musculaires lisses se trouvent notamment dans les viscères, les parois vasculaires, les cellules myoépithéliales entourant les glandes exocrines, les cellules myoépithélioïdes à propriétés contractiles et endocrines, et les myofibroblastes des zones cicatricielles.

📊 Tableaux de synthèse

Transports membranaires

Épithéliums selon leur organisation