Fiche de révision : Physiologie de la membrane plasmique

📋 Plan du Cours

1. Caractéristiques des membranes biologiques
2. Constituants biochimiques membranaires
3. Organisation et asymétrie membranaires
4. Transport vésiculaire des macromolécules
5. Transport des petites molécules
6. Communication et récepteurs cellulaires

📖 1. Caractéristiques des membranes biologiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Membranes biologiques : Assemblages moléculaires de lipides et de protéines unis par des interactions non covalentes.

📝 Points essentiels

📌 La membrane plasmique délimite le volume cellulaire et maintient les différences entre le cytoplasme et le milieu extracellulaire, tandis que les endomembranes délimitent les organites et maintiennent les différences entre le cytoplasme et ces compartiments spécialisés.

💡 Astuce mémo

Membrane plasmique : cytoplasme ↔ milieu extracellulaire ; endomembrane : cytoplasme ↔ organite

📖 2. Constituants biochimiques membranaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Lipides amphiphiles : Molécules possédant une extrémité polaire hydrophile et une extrémité apolaire hydrophobe.

★ À maîtriser

• Le poids sec d’une membrane biologique comprend 50 à 60 % de protéines, 40 à 50 % de lipides et moins de 10 % de glucides.

• Les trois principales espèces de lipides membranaires sont:

  • les phospholipides
  • le cholestérol
  • les glycolipides

• Les phospholipides possèdent une tête polaire et deux queues hydrocarbonées hydrophobes comprenant des acides gras de 14 à 24 carbones.

📌 Les protéines intégrales sont insérées dans la membrane et représentent 75 % des protéines membranaires, tandis que les protéines périphériques sont associées à sa surface et représentent 20 à 25 %.

Compléments

• En raison de leur taille, les lipides sont les constituants membranaires les plus nombreux, avec environ une molécule protéique pour 50 molécules lipidiques.

• Les glycoconjugués sont situés sur la face externe de la membrane et participent à la reconnaissance cellulaire, à la protection et à l’adhérence cellulaire.

💡 Astuce mémo

PLC : protéines, lipides, glucides

📖 3. Organisation et asymétrie membranaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Modèle de la mosaïque fluide : Singer et Nicholson, 1972 — Entité dynamique dont les molécules se déplacent et sont renouvelées en permanence.

★ À maîtriser

• La membrane plasmique présente un aspect tripartite au microscope électronique et mesure environ 10 nm d’épaisseur.

📌 La membrane plasmique est asymétrique : les glycoconjugués sont uniquement externes, tandis que les lipides, les protéines et les charges électriques sont répartis différemment entre les deux faces.

Compléments

• Les lipides membranaires peuvent effectuer les mouvements suivants:

  • la flexion
  • la rotation
  • la diffusion latérale
  • la bascule ou flip-flop
  • le bobbing

• Dans les globules rouges, la couche externe contient surtout de la phosphatidylcholine et de la sphingomyéline, tandis que la couche interne contient surtout de la phosphatidyléthanolamine et de la phosphatidylsérine chargée négativement.

💡 Astuce mémo

Une mosaïque fluide asymétrique, dont les composants se déplacent dans une bicouche de 10 nm

📖 4. Transport vésiculaire des macromolécules

🔑 Notions clés & Définitions

• Endocytose : Entrée de molécules ou de particules dans la cellule par formation de vésicules à partir de la membrane plasmique.
• Exocytose : Libération de produits synthétisés par la cellule dans le milieu extracellulaire ou élimination de déchets par fusion de vésicules avec la membrane plasmique.

★ À maîtriser

📌 La phagocytose internalise de gros matériels comme les bactéries ou les cellules mortes, tandis que la pinocytose internalise du liquide interstitiel et des molécules dissoutes.

Compléments

• Les vésicules d’endocytose peuvent fusionner avec un endosome puis un lysosome secondaire pour assurer une dégradation, ou suivre une voie de transcytose.

💡 Astuce mémo

Endocytose : entrée ; exocytose : sortie

📖 5. Transport des petites molécules

🔑 Notions clés & Définitions

• Canaux ioniques : Protéines membranaires formant un pore hydrophile doté d’un filtre ionique sélectif ou non sélectif.

★ À maîtriser

• La vitesse de diffusion dépend de:
  • la taille de la molécule
  • son coefficient de solubilité dans l’huile
  • le gradient de concentration

• La diffusion simple concerne surtout l’eau et les molécules non polaires, tandis que les ions, les oses, les acides aminés et de nombreux métabolites utilisent des protéines de transport.

• Le transport passif suit le gradient électrochimique sans apport d’énergie, tandis que le transport actif nécessite de l’énergie et fonctionne contre ce gradient.

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

Compléments

• Les canaux ioniques peuvent être activés par:
  • une variation du potentiel membranaire
  • la fixation d’un ligand extracellulaire
  • la fixation d’un ligand intracellulaire
  • une stimulation mécanique

💡 Astuce mémo

Passif : suit le gradient ; actif : le remonte grâce à l’énergie

📖 6. Communication et récepteurs cellulaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Récepteur ionotropique : Récepteur de surface couplé directement à un canal ionique dont l’activation modifie le flux ionique et la réponse cellulaire.
• Récepteur métabotropique : Récepteur de surface couplé à une protéine G ou doté d’une activité enzymatique, entraînant la production de seconds messagers ou la phosphorylation de protéines cibles.

★ À maîtriser

📌 Les cellules communiquent directement par des jonctions communicantes ou indirectement par des médiateurs chimiques locaux, des hormones et des neurotransmetteurs agissant sur des récepteurs protéiques.

• Les jonctions communicantes assurent un couplage métabolique limité à environ 1 kDa et un couplage électrique entre deux cellules.

Compléments

• Une jonction communicante est constituée de deux connexons, chacun formé de six connexines, et présente un diamètre d’environ 1,5 nm.

• La technique du patch-clamp, mise au point par Neher et Sakmann en 1976, permet d’étudier l’activité des canaux ioniques et a été associée au prix Nobel de physiologie ou médecine en 1991.

💡 Astuce mémo

Jonction → canal ionique → protéine G → enzyme

📊 Tableaux de synthèse

Types de transport membranaire