Fiche de révision : Physiologie cellulaire et nerveuse

📋 Plan du Cours

1. Fondements de la physiologie de l’exercice
2. Niveaux d’organisation du corps
3. Atomes, molécules et liaisons
4. Grandes molécules du vivant
5. Structure et fonctions cellulaires
6. Membrane et échanges cellulaires
7. Énergie et métabolisme cellulaire
8. Homéostasie et systèmes de régulation
9. Organisation du système nerveux
10. Potentiel d’action et synapses

📖 1. Fondements de la physiologie de l’exercice

🔑 Notions clés & Définitions

• Physiologie de l’exercice : Bigrel, 1991 — Décrit et explique les changements fonctionnels qui surviennent dans l’organisme avant, pendant ou après un exercice, ainsi qu’après un entraînement.

★ À maîtriser

• Lors d’un effort, l’organisme augmente son activité et s’adapte afin de compenser les dépenses énergétiques nécessaires à la réalisation du mouvement.

• La production de force dépend des muscles squelettiques, la coordination des mouvements du système nerveux, la production d’énergie de la bioénergétique, et la régulation de systèmes nerveux et endocrinien.

Compléments

• Le premier ouvrage de physiologie de l’exercice a été écrit par Lagrange en 1889.

💡 Astuce mémo

Effort répété → adaptation de l’organisme → performance accrue

📖 2. Niveaux d’organisation du corps

🔑 Notions clés & Définitions

• Tissu épithélial : Recouvre la surface du corps et tapisse les organes creux, les cavités corporelles et les canaux, formant une barrière étanche qui protège les tissus sous-jacents.

📝 Points essentiels

• Les niveaux d’organisation du corps humain s’enchaînent des atomes et molécules aux cellules, tissus, organes, appareils ou systèmes, puis à l’organisme.

📌 Le tissu musculaire squelettique est strié et fixé aux os, le tissu cardiaque est strié et involontaire, tandis que le tissu musculaire lisse n’est pas strié et constitue la paroi de structures internes creuses.

💡 Astuce mémo

Atomes → molécules → cellules → tissus → organes → systèmes → organisme

📖 3. Atomes, molécules et liaisons

🔑 Notions clés & Définitions

• Liaison chimique : Attraction entre particules de charges opposées qui réunit des atomes au sein d’une molécule.

📝 Points essentiels

📌 Un atome contient des électrons négatifs, des protons positifs et des neutrons neutres, tandis que son noyau est formé de protons et de neutrons.

• Un atome électriquement neutre possède autant de charges positives que de charges négatives.

📌 Une molécule polaire partage les électrons de manière inégale entre ses atomes, tandis qu’une molécule non polaire les partage de manière égale.

💡 Astuce mémo

Perte d’électron → cation positif ; gain d’électron → anion négatif

📖 4. Grandes molécules du vivant

🔑 Notions clés & Définitions

• Glucides : Molécules composées de carbone, d’hydrogène et d’oxygène, comprenant les monosaccharides, les disaccharides et les polysaccharides.
• ATP : Molécule constituée d’une adénosine et de trois groupements phosphate, dont les liaisons phosphate à haut potentiel énergétique permettent de fournir l’énergie nécessaire aux activités cellulaires.

📝 Points essentiels

• Les substances inorganiques comprennent habituellement l’eau, l’oxygène et les minéraux, tandis que les substances organiques comprennent notamment les lipides, les glucides et les protéines.

• Le glycogène est un polysaccharide formé d’unités de glucose et stocké dans le foie et les muscles squelettiques.

• Les principaux types de protéines cités sont:

  • le collagène
  • la myosine
  • l’actine
  • les anticorps
  • les hormones
  • l’hémoglobine
  • la kératine
  • les enzymes

📖 5. Structure et fonctions cellulaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Membrane plasmique : Bicouche de phospholipides contenant du cholestérol, des protéines et des glycoprotéines, qui sépare la cellule du milieu extracellulaire et assure une perméabilité sélective.

📝 Points essentiels

• Le noyau contient les gènes, dirige les activités de la cellule et joue un rôle majeur dans la division cellulaire.

• Les ribosomes fabriquent les protéines en traduisant le message porté par l’ARN messager envoyé par le noyau.

• Les mitochondries réalisent la respiration cellulaire aérobie et produisent de l’ATP à partir de la dégradation du glucose et d’autres nutriments en présence d’oxygène.

💡 Astuce mémo

Une cellule-usine : noyau directeur, ribosomes fabricants, Golgi emballeur, mitochondries énergétiques

📖 6. Membrane et échanges cellulaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Diffusion : Déplacement net de particules d’une région de forte concentration vers une région de faible concentration jusqu’à l’équilibre.

★ À maîtriser

📌 Les processus passifs déplacent les substances sans dépense d’énergie, tandis que les processus actifs nécessitent de l’énergie.

📌 L’osmose est la diffusion de l’eau à travers une membrane sélectivement perméable, tandis que la diffusion facilitée concerne des molécules comme le glucose transportées par une protéine spécifique.

Compléments

📌 L’exocytose fait passer des substances de l’intérieur vers l’extérieur de la cellule, tandis que l’endocytose constitue le phénomène inverse.

💡 Astuce mémo

Transport passif selon le gradient, transport actif contre le gradient

📖 7. Énergie et métabolisme cellulaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Métabolisme : Ensemble des réactions chimiques qui se produisent dans l’organisme, comprenant les réactions de synthèse et de dégradation.
• Enzyme : Catalyseur qui règle et accélère la vitesse d’une réaction chimique sans être modifié ni détruit.

★ À maîtriser

📌 Les réactions de synthèse combinent des molécules pour en former une plus grosse et consomment de l’énergie, tandis que les réactions de dégradation divisent les molécules et libèrent de l’énergie.

Compléments

📐 Formule — La respiration cellulaire du glucose peut s’écrire $C_6H_{12}O_6 + 6O_2 \rightarrow 6CO_2 + 6H_2O$.

💡 Astuce mémo

Catabolisme → libération d’énergie → production d’ATP

📖 8. Homéostasie et systèmes de régulation

🔑 Notions clés & Définitions

• Homéostasie : Maintien de la stabilité des propriétés physico-chimiques du milieu intérieur malgré les fluctuations de l’environnement.

★ À maîtriser

• Le milieu intérieur est constitué par les liquides circulants de l’organisme et constitue le véritable produit de l’organisme selon Claude Bernard. — C. Bernard

📌 Le rétrocontrôle négatif corrige une variation en provoquant une réponse de sens opposé, tandis que le rétrocontrôle positif amplifie la variation dans le même sens.

Compléments

• Le volume sanguin est d’environ 4 à 5 litres et représente environ 8 % du poids corporel total.

💡 Astuce mémo

Rétrocontrôle négatif corrige une variation ; rétrocontrôle positif l’amplifie

📖 9. Organisation du système nerveux

🔑 Notions clés & Définitions

• Neurone : Cellule nerveuse excitable capable de produire et de conduire des impulsions électriques.

★ À maîtriser

📌 Les neurones afférents transmettent les messages des récepteurs périphériques vers le cerveau ou la moelle, tandis que les neurones efférents transmettent les messages du système nerveux central vers les cellules effectrices.

• Le potentiel de repos membranaire est d’environ -70 mV, avec des charges positives prédominant à l’extérieur et des charges négatives à l’intérieur de la cellule.

Compléments

• Un neurone comprend un corps cellulaire, des dendrites, un axone et des ramifications terminales de l’axone.

💡 Astuce mémo

Récepteur → neurone afférent → interneurone → neurone efférent → effecteur

📖 10. Potentiel d’action et synapses

🔑 Notions clés & Définitions

• Potentiel d’action : Modification importante et transitoire de la perméabilité membranaire aux ions sodium et potassium, permettant au neurone de transmettre une information.
• Synapse : Jonction permettant le transfert de l’information nerveuse d’une cellule à une autre, entre deux neurones ou entre un neurone et une cellule effectrice.

★ À maîtriser

📌 Le potentiel postsynaptique excitateur provoque une dépolarisation locale favorisant l’entrée de sodium, tandis que le potentiel postsynaptique inhibiteur provoque une hyperpolarisation favorisant l’entrée de chlore ou la sortie de potassium.

Compléments

• La vitesse de propagation d’un potentiel d’action augmente avec la température, le diamètre de la fibre et la myélinisation de la fibre.

💡 Astuce mémo

PPSE dépolarise ; PPSI hyperpolarise

📊 Tableaux de synthèse

Types de transport membranaire