Fiche de révision : Physiologie cellulaire fondamentale

📋 Plan du Cours

1. Organisation du vivant et physiologie
2. Cellules procaryotes et eucaryotes
3. Eau, ions, diffusion et osmose
4. Compartiments liquidiens et homéostasie
5. Structure de la membrane plasmique
6. Gradients et transports membranaires
7. Pompes et transports actifs
8. Endocytose et exocytose

📖 1. Organisation du vivant et physiologie

🔑 Notions clés & Définitions

• Physiologie : Étude du rôle, du fonctionnement et de l’organisation mécanique, physique et biochimique des organismes vivants et de leurs composants.
• Cellule : Unité fonctionnelle et structurale de base dotée de vie.
• Homéostasie : Maintien de constantes caractéristiques du milieu intérieur malgré les perturbations internes et externes.

📝 Points essentiels

• L’organisation de la matière vivante suit le niveau croissant suivant:
  • atome
  • molécule
  • organite
  • macromolécule
  • cellule
  • tissu
  • organe
  • système
  • organisme

💡 Astuce mémo

Atome → molécule → organite → cellule → tissu → organe → système → organisme

📖 2. Cellules procaryotes et eucaryotes

★ À maîtriser

📌 Les procaryotes sont généralement unicellulaires, de petite taille inférieure à 10 μm, dépourvus de noyau et d’organites membranaires, tandis que les eucaryotes sont souvent pluricellulaires, plus grands que 10 μm et compartimentés.

📌 L’ADN procaryote est circulaire et situé dans une région nucléoïde, tandis que l’ADN eucaryote est linéaire, associé aux histones et organisé en chromatine dans le noyau.

• 🔄 La fission binaire procaryote comprend:

  1. la réplication du chromosome circulaire
  2. la séparation des deux chromosomes
  3. l’étranglement de la membrane
  4. la séparation des deux cellules filles

• La compartimentation eucaryote augmente la surface membranaire et concentre ou sépare des réactions biochimiques dans des organites spécialisés.

Compléments

• Les ribosomes procaryotes sont des ribosomes 70S, tandis que les ribosomes eucaryotes sont des ribosomes 80S.

💡 Astuce mémo

Procaryote sans noyau, eucaryote compartimenté

📖 3. Eau, ions, diffusion et osmose

🔑 Notions clés & Définitions

• Électrolyte : Substance pouvant libérer en solution des ions, c’est-à-dire des espèces chargées électriquement.
• Diffusion : Mouvement passif des solutés d’une zone de forte concentration vers une zone de faible concentration, suivant un gradient descendant.
• Osmose : Déplacement de l’eau à travers une membrane semi-perméable qui sépare deux compartiments de concentrations différentes en solutés, vers le compartiment le plus concentré en solutés.
• Osmolarité : Nombre d’osmoles contenues dans un litre de solution.

📝 Points essentiels

• Les principaux ions de l’organisme sont:

  • K⁺
  • Na⁺
  • Cl⁻
  • Ca²⁺
  • Mg²⁺

• Les liquides intracellulaire et extracellulaire sont iso-osmotiques, avec une osmolarité d’environ 300 milliosmoles par litre.

📌 Une solution hypotonique diminue la concentration extracellulaire en solutés et fait gonfler la cellule, tandis qu’une solution hypertonique augmente cette concentration et fait rétrécir la cellule.

💡 Astuce mémo

Diffusion : solutés vers le moins concentré ; osmose : eau vers le plus concentré

📖 4. Compartiments liquidiens et homéostasie

★ À maîtriser

• Le liquide intracellulaire représente environ deux tiers de l’eau corporelle totale et est riche en K⁺, tandis que le liquide extracellulaire représente environ un tiers et est riche en Na⁺.

• La concentration extracellulaire est de 142 mEq/L pour Na⁺, 103 mEq/L pour Cl⁻, 2,4 mEq/L pour Ca²⁺ et 4 mEq/L pour K⁺, tandis que la concentration intracellulaire est de 10 mEq/L pour Na⁺, 4 mEq/L pour Cl⁻, 0,0001 mEq/L pour Ca²⁺ et 140 mEq/L pour K⁺.

📌 Une hyperkaliémie diminue le gradient de K⁺, peut provoquer un dysfonctionnement cellulaire et cardiaque, tandis qu’une hypokaliémie peut entraîner une faiblesse musculaire et une arythmie cardiaque.

Compléments

• Chez l’adulte, l’eau représente environ 60 % de la masse corporelle et les solides environ 40 %.

• Le liquide extracellulaire comprend environ 75 % de liquide interstitiel et 25 % de plasma.

💡 Astuce mémo

LIC riche en K⁺, LEC riche en Na⁺

📖 5. Structure de la membrane plasmique

🔑 Notions clés & Définitions

• Membrane plasmique : Bicouche lipidique contenant des protéines et des glucides, qui contrôle les échanges entre l’intérieur et l’extérieur de la cellule.
• Mosaïque fluide : Le modèle de la mosaïque fluide de S. J. Singer et G. Nicolson (1972) décrit les membranes biologiques comme des structures fluides et asymétriques formées par une combinaison de lipides et de protéines.

★ À maîtriser

• La membrane plasmique contient environ 40 à 50 % de lipides, 40 à 50 % de protéines et 1 à 10 % de glucides.

Compléments

• Les lipides membranaires comprennent environ 60 % de phospholipides, 20 % de cholestérol et 20 % de glycolipides.

• Les glucides membranaires sont exposés du côté extracellulaire et participent à la protection, à la reconnaissance et à l’adhésion cellulaires.

💡 Astuce mémo

Une mosaïque fluide de lipides, protéines et glucides

📖 6. Gradients et transports membranaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Gradient électrochimique : Résultante d’une force de diffusion liée à une différence de concentration et d’une force électrique liée à une différence de potentiel.

★ À maîtriser

📌 Un transport passif est exergonique, spontané et suit le gradient électrochimique, tandis qu’un transport actif est endergonique et s’effectue contre ce gradient.

📌 La diffusion simple traverse directement la bicouche lipidique et concerne notamment O₂, CO₂, l’éthanol et des molécules liposolubles, tandis que la diffusion facilitée utilise une protéine de transport pour des molécules polaires ou des ions.

Compléments

• 🔄 Une protéine transporteuse:
  1. fixe spécifiquement une molécule
  2. change de conformation
  3. libère la molécule sur la face opposée
  4. revient à son état initial vide

💡 Astuce mémo

Passif avec le gradient, actif contre le gradient

📖 7. Pompes et transports actifs

★ À maîtriser

📌 Le transport actif primaire utilise directement l’hydrolyse de l’ATP, tandis que le transport actif secondaire utilise l’énergie d’un gradient créé par un transport primaire.

• La pompe Na⁺/K⁺ hydrolyse une molécule d’ATP par cycle et transporte trois Na⁺ vers le milieu extracellulaire et deux K⁺ vers le milieu intracellulaire.

• La pompe Na⁺/K⁺ réalise environ 100 cycles par seconde et contribue aux impulsions électriques, à l’équilibre osmotique cellulaire et aux transports actifs secondaires.

Compléments

• Dans les cellules intestinales, l’entrée du glucose contre son gradient est entraînée par le retour du Na⁺ suivant son gradient électrochimique.

💡 Astuce mémo

Na⁺/K⁺ : 3 Na⁺ sortent, 2 K⁺ entrent

📖 8. Endocytose et exocytose

★ À maîtriser

📌 L’endocytose fait entrer des particules ou des macromolécules par invagination de la membrane, tandis que l’exocytose libère des molécules par fusion de vésicules avec la membrane plasmique.

• 🔄 L’endocytose médiée par récepteur comprend: la liaison spécifique entre un récepteur et son ligand, la formation d’une vésicule, la fusion avec des endosomes

📌 L’exocytose constitutive libère continuellement des composants membranaires et des protéines néosynthétisées, tandis que l’exocytose déclenchée nécessite un signal, notamment le Ca²⁺.

Compléments

• La phagocytose capture des particules volumineuses comme des bactéries, des cellules mortes, des parasites ou des antigènes, puis le phagosome fusionne avec des lysosomes pour former un phagolysosome.

💡 Astuce mémo

Endocytose fait entrer, exocytose fait sortir

📊 Tableaux de synthèse

Procaryotes et eucaryotes

Types de transport membranaire