Biologie cellulaire: Transports membranaires

Le cours porte sur la biologie cellulaire et moléculaire, avec un focus particulier sur les transports membranaires.

Les transports membranaires sont étudiés.
La membrane plasmique est composée d'une bicouche lipidique.
La bicouche lipidique est perméable aux molécules apolaires et aux molécules polaires.
La bicouche lipidique est imperméable aux molécules polaires et aux ions.
La membrane plasmique contient des pores protéiques qui permettent un passage sélectif des molécules polaires.
Différents composants de la membrane sont listés, tels que les fibres de la matrice extracellulaire, les glycoprotéines, les glucides, les microfilaments du cytosquelette, le cholestérol, et les glycolipides.
La membrane plasmique maintient un équilibre entre les concentrations intra- et extracellulaires des solutés.
Des concentrations spécifiques de différents ions sont maintenues. Ex: Na+, K+, Ca2+, Cl-.

I- Généralités : Du fait de la structure hydrophobe de la bicouche lipidique, les molécules polaires ne peuvent pas traverser facilement.
II- Transports sans mouvement de la membrane plasmique :
- A) Pompes : Elles utilisent l'énergie externe.
- B) Transporteurs : Certains sont passifs, d'autres couplent le transport actif avec le transport passif.
- C) Canaux : Ils permettent un transport passif, sans utilisation d'énergie.
III- Transports avec mouvements de la membrane plasmique :
- A) Endocytose : Internalisation de matière de l'espace extracellulaire à l'intérieur de la cellule.
- B) Exocytose : Processus inverse de l'endocytose, libérant des substances de l'intérieur de la cellule vers l'extérieur.
- C) Transcytose : Synthétisant la combinaison de l'endocytose et de l'exocytose.

Différents coefficients de perméabilité (P) sont associés à différents types de molécules.
Les molécules hydrophobes ont un coefficient de perméabilité élevé (ex: Benzène, O2), tandis que les molécules polaires ont un coefficient de perméabilité faible ou sont imperméables (ex: glucose, saccharose).
Ce tableau donne la force de pénétration d’une molécule dans la cellule.

La diffusion simple est un phénomène passif sans apport d'énergie.
Le mouvement se produit des zones de forte concentration vers des zones de faible concentration.
Le mouvement se poursuit jusqu'à l'équilibre dynamique.
La vitesse de diffusion est influencée par des facteurs comme la taille, la liposolubilité de la molécule concernée.
La vitesse est également influencée par l’épaisseur et la composition en lipides de la membrane.

L'eau se déplace du compartiment à faible concentration en solutés vers le compartiment à forte concentration en solutés.
Des termes comme hyperosmotique et hypoosmotique sont utilisés pour décrire la solution dans la cellule.
C'est un transport passif qui ne requiert pas d'énergie.

Les aquaporines sont des protéines de transport membranaire qui accélèrent le passage de l'eau à travers la membrane.
Elles sont perméables à l'eau mais imperméables aux ions.

Tonicité: Un terme physiologique pour décrire les solutions et comment elles influencent le volume cellulaire
Des termes tels que isotonique, hypotonique et hypertonique sont utilisés pour décrire les solutions par rapport aux cellules.
Un changement de tonicité peut entraîner les changements de volume dans la cellule, tel qu'un gonflement ou une crênelisation.

Utilisant des transporteurs ou des canaux, le flux des molécules spécifiques se produit des zones de forte concentration vers des zones de faible concentration.
Contrairement à la diffusion simple, la diffusion facilitée requiert des transporteurs transmembranaires.
Plusieurs transporteurs sont spécifiques à un type de molécule.
Elle est influencée par la spécificité, la cinétique de saturation, la possibilité d'inhibition compétitive et la possibilité d'inactivation chimique.
Le transporteur de glucose des érythrocytes (GLUT1) utilise le gradient de concentration pour transporter le glucose à travers la membrane.
Les canaux potassiques sont sélectifs pour les ions potassium et dépendent des interactions entre le K et le canal.

Des enzymes transmembranaires sont utilisées pour transporter activement un ou plusieurs solutés contre leur gradient de concentration.

Couplage d'un transport actif avec un transport passif utilise un gradient préexistant.
Il existe deux types de couplage: symport et antiport.
Un exemple de transport activé comme ceci est le transport de glucose dans l'intestin.
Le transport de Na+ et K+ à travers une membrane utilise l'énergie de l’hydrolyse d'ATP.

L'endocytose est le processus d'internalisation de matériel extracellulaire.
Elle comprend la phagocytose, pour la capture de particules de grande taille, et la pinocytose, pour la capture de petits volumes de fluide extracellulaire,
La phagocytose est une étape essentielle du système immunitaire pour ingérer et dégrader les pathogènes.

Capture et consommation de particules de grande taille par certaines cellules.
Processus complexe comprenant des étapes de reconnaissance, d'internalisation et de dégradation.
Le virus du VIH-1 a un impact négatif sur la phagocytose des macrophages.

Internalisation du fluide extracellulaire ou petites particules.
Différents mécanismes peuvent être utilisés (macropinocytose, endocytose dépendante de cavéolines, endocytose dépendante de clathrine).

Libération de molécules de l'intérieur de la cellule vers l'extérieur de la cellule en intégrant des vésicules à la membrane.
Processus vital dans la sécrétion de molécules.

Combinaison de l'endocytose et l'exocytose.
Principalement impliqué dans le transport de substances à travers les cellules endothéliales.
Exemple: Transports de nutriments à travers les capillaires vers les tissus.