Fiche de révision : Physiologie générale et cellulaire

📋 Plan du Cours

1. Bases de la physiologie de l’exercice
2. Niveaux d’organisation du vivant
3. Atomes, molécules et biomolécules
4. Structure et fonctions cellulaires
5. Transports membranaires
6. Énergie et métabolisme cellulaire
7. Homéostasie et régulation
8. Système nerveux et communication

📖 1. Bases de la physiologie de l’exercice

🔑 Notions clés & Définitions

• Physiologie de l’exercice : Description et explication des changements fonctionnels qui surviennent dans l’organisme avant, pendant ou après un exercice, ou après un entraînement, selon Bigrel (1991).
• Morphologie : Étude de la forme et de la structure externe des êtres vivants, réalisée sans outil, uniquement avec les yeux.

★ À maîtriser

• Lors du passage du repos à l’exercice, l’organisme compense les dépenses énergétiques de l’effort, notamment en se réchauffant, puis l’entraînement répété augmente progressivement la durée et l’intensité réalisables.

Compléments

• En 1889, Lagrange publie le premier livre de physiologie de l’exercice.

💡 Astuce mémo

Exercice → dépenses énergétiques → adaptations → performance

📖 2. Niveaux d’organisation du vivant

🔑 Notions clés & Définitions

• Tissu épithélial : Tissu qui recouvre la surface du corps et tapisse les organes, les cavités corporelles et les canaux, formant une barrière étanche qui protège des invasions microbiennes et de la déshydratation.
• Tissu conjonctif : Tissu abondant dans l’organisme qui procure de solides points d’attache entre diverses structures, notamment dans les tendons et les ligaments.

📝 Points essentiels

• 🔄 Les niveaux d’organisation sont:
  1. Atomes
  2. Molécules
  3. Cellules
  4. Tissus
  5. Organes
  6. Appareils ou systèmes
  7. Organisme

📌 Les tissus musculaires comprennent le tissu squelettique capable de s’étirer, le tissu cardiaque qui propulse involontairement le sang et le tissu lisse impliqué dans des mouvements autonomes.

💡 Astuce mémo

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

📖 3. Atomes, molécules et biomolécules

🔑 Notions clés & Définitions

• Atome : Particule constituée d’électrons, de protons et de neutrons, dont la masse dépend principalement du nombre de protons et de neutrons car la masse des électrons est négligeable.
• Molécule : Réunion d’atomes unis par des liaisons chimiques résultant de l’attraction entre des particules de charges opposées.
• ATP : Molécule composée d’une adénosine et de trois groupements phosphate, qui transfère l’énergie nécessaire aux réactions cellulaires.

★ À maîtriser

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

📌 La perte d’un électron forme un ion positif appelé cation, tandis que le gain d’un électron forme un ion négatif appelé anion.

• Les substances inorganiques ne contiennent pas d’atome de carbone, tandis que les substances organiques contiennent des atomes de carbone et comprennent notamment les lipides, les glucides et les protéines.

• Les glucides comprennent les monosaccharides, les disaccharides et les polysaccharides, dont le glycogène stocke des unités de glucose dans le foie et les muscles squelettiques.

• L’ADN forme le code génétique dans la cellule, tandis que l’ARN transmet les directives des gènes pour guider l’assemblage des acides aminés en protéines.

Compléments

• Les lipides représentent 18 à 25 % du poids du corps et comprennent notamment les triglycérides, les phospholipides et les stéroïdes.

💡 Astuce mémo

Inorganique sans carbone, organique avec carbone

📖 4. Structure et fonctions cellulaires

★ À maîtriser

• La membrane plasmique est une bicouche de phospholipides contenant du cholestérol, des protéines et des glycoprotéines, qui sépare la cellule du milieu extracellulaire et assure une perméabilité sélective.

📌 Le noyau contient les gènes et dirige les activités cellulaires, tandis que les ribosomes fabriquent les protéines en traduisant le message porté par l’ARN messager.

• Le réticulum endoplasmique rugueux achemine et finit les protéines vers l’appareil de Golgi, tandis que le réticulum endoplasmique lisse forme le réticulum sarcoplasmique dans les muscles et stocke ou libère le calcium.

📐 Formule — Les mitochondries réalisent la respiration cellulaire aérobie selon la réaction $C_6H_{12}O_6 + 6O_2 = 6CO_2 + 6H_2O$, dont l’énergie libérée sert notamment à fabriquer de l’ATP.

Compléments

• L’appareil de Golgi emballe les protéines et les glycoprotéines dans des vésicules destinées à l’exportation ou à l’insertion dans la membrane plasmique.

💡 Astuce mémo

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

📖 5. Transports membranaires

🔑 Notions clés & Définitions

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

★ À maîtriser

📌 Un processus passif déplace les substances sans utiliser d’énergie, tandis qu’un processus actif utilise de l’énergie pour les transporter.

📌 L’osmose est la diffusion d’un solvant à travers une membrane sélective, tandis que la diffusion facilitée fait traverser certaines molécules par un transporteur protéique suivant leur gradient.

Compléments

• Le transport en vrac utilise de l’énergie pour déplacer de grosses particules ou des macromolécules, par exocytose vers l’extérieur ou endocytose vers l’intérieur de la cellule.

💡 Astuce mémo

Passif selon le gradient, actif contre le gradient

📖 6. Énergie et métabolisme cellulaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Métabolisme : Ensemble des réactions chimiques qui se produisent dans l’organisme et comprennent des réactions de synthèse et de dégradation.
• Enzyme : Substance qui règle et accélère la vitesse d’une réaction chimique sans être modifiée ni détruite.

📝 Points essentiels

📌 L’énergie potentielle est une énergie stockée capable de fournir un travail, tandis que l’énergie cinétique est l’énergie active d’un objet en mouvement.

📌 Les réactions anaboliques combinent des atomes ou des molécules pour former des molécules plus complexes et consomment de l’énergie, tandis que les réactions cataboliques dégradent les molécules et libèrent de l’énergie.

💡 Astuce mémo

Anabolisme construit et consomme, catabolisme dégrade et libère

📖 7. Homéostasie et régulation

🔑 Notions clés & Définitions

• Homéostasie : Stabilité des propriétés physico-chimiques du milieu intérieur malgré les fluctuations de l’environnement, selon Claude Bernard.
• Rétrocontrôle négatif : Boucle de régulation dans laquelle une variation d’un paramètre déclenche une réponse qui compense cette variation et maintient un état stable.

📝 Points essentiels

• Le sang est la phase circulante du milieu intérieur et comprend des érythrocytes transportant l’oxygène et le dioxyde de carbone, des leucocytes participant à l’immunité et des thrombocytes limitant les pertes de sang.

• 🔄 Une boucle de commande comprend:

  1. Stimulus
  2. Récepteur
  3. Voie afférente
  4. Centre d’intégration
  5. Voie efférente
  6. Effecteur

💡 Astuce mémo

Variation du milieu intérieur → rétrocontrôle → retour vers la stabilité

📖 8. Système nerveux et communication

🔑 Notions clés & Définitions

• Neurone : Cellule nerveuse excitable capable de conduire des impulsions électriques et comprenant un corps cellulaire, des dendrites, un axone et des ramifications terminales.

★ À maîtriser

📌 Les neurones afférents transmettent les messages des récepteurs périphériques vers le cerveau ou la moelle, les neurones efférents transmettent les messages du système nerveux central vers les effecteurs et les interneurones servent de relais entre eux dans le système nerveux central.

• Le potentiel de repos membranaire est d’environ -70 mV, avec une concentration élevée de sodium dans le liquide extracellulaire et de potassium dans le liquide intracellulaire, gradients maintenus par la pompe sodium-potassium.

• La dépolarisation réduit la valeur négative du potentiel membranaire, l’hyperpolarisation la rend plus négative et la repolarisation ramène le potentiel vers sa valeur initiale.

• La transmission synaptique chimique utilise un neurotransmetteur dans une fente de 10 à 50 nm, tandis que la transmission électrique passe directement entre cellules séparées d’environ 2 nm.

• Un PPSE provoque une dépolarisation postsynaptique excitatrice favorisant l’entrée de sodium, tandis qu’un PPSI provoque une hyperpolarisation inhibitrice par entrée de chlorure ou sortie de potassium.

Compléments

• Les neurotransmetteurs cités et leurs effets sont:
  • Acétylcholine : principalement excitatrice à la jonction neuromusculaire
  • Glutamate : excitateur dans le système nerveux central
  • Aspartate : excitateur dans le système nerveux central
  • GABA : inhibiteur dans le système nerveux central
  • Glycine : inhibitrice dans la moelle épinière

💡 Astuce mémo

Récepteur → voie afférente → centre intégrateur → voie efférente → effecteur

📊 Tableaux de synthèse

Principaux tissus musculaires

Types de transport membranaire