Physiologie de base (Cours 1)

Physiologie de base (Cours 1)

• La physiologie est l'étude de la nature (du grec physis) et de sa science (logos).
• Elle étudie le rôle, le fonctionnement et l'organisation mécanique, physique et biochimique des organismes vivants et de leurs composants (organes, tissus, cellules et organites cellulaires).

Organisation de la matière vivante

• Une cellule est l'unité fonctionnelle et structurale de base de la matière vivante.
• Un tissu est un groupe de cellules avec une fonction commune.
• Un organe est un groupe de tissus formant une unité fonctionnelle spécifique.
• Un système est une collection d'organes travaillant ensemble pour une fonction générale.
• Les niveaux d'organisation incluent également les atomes et les molécules.

Différents systèmes de l'organisme

• Les systèmes de l'organisme sont importants pour la santé.
• Les systèmes squelettique, musculaire, respiratoire, circulatoire, urinaire et digestif sont illustrés comme exemples.
• Les systèmes lymphatique, reproducteur, nerveux, endocrinien et tégumentaire sont également mentionnés.

Plan de cours 1

• Le monde vivant est composé de cellules, mais toutes les cellules ne sont pas identiques.
• On a des exemples illustrés de bactéries, d'amibe et de Chopin (pour comparaison).

Apparition de la vie sur Terre

• Chronologie de l'apparition de la vie sur Terre.
• Premières cellules procaryotes, puis eucaryotes, pluricellulaires et hominidés.

Caractéristiques des procaryotes

• Les procaryotes sont unicellulaires, ont de petites dimensions (<10 µm), et n'ont pas de compartiments distincts (pas de noyau, pas de cytosquelette).
• Leur ADN est circulaire (différent des histones des eucaryotes). Ils ont de petits ribosomes (70S).
• Ils peuvent se déplacer grâce à un flagelle et effectuent des transcription et traduction.

Reproduction et division chez les procaryotes

• La reproduction est asexuée, pas d'intervention de gamètes de sexes opposés.
• La division se fait par fission binaire. Elle implique une seule cellule-mère qui se divise en deux cellules-filles. Cela inclut la réplication de l'ADN et la séparation.

Métabolisme des procaryotes

• Les procaryotes utilisent de multiples voies métaboliques et différentes sources d'énergie et de carbone (lumière, composés chimiques et matière organique).

Caractéristiques des eucaryotes

• Souvent pluricellulaires, ils ont une plus grande taille (10-100 μm) avec des ribosomes plus grands (80S).
• Ils ont un noyau et d'autres organites délimités par des membranes avec une organisation plus complexe.
• L'ADN est présent dans le noyau sous une forme filamenteuse linéaire stabilisé par des histones.
• La cellule eucaryote a des systèmes variés fonctionnels.

Cellule eucaryote de mammifère et ses organites

• La compartimentation dans les cellules eucaryotes est clé pour la cohabitation d'organites avec des propriétés biochimiques différentes.

Caractéristiques des eucaryotes (autres points)

• L'organisation des eucaryotes est basée sur une division du travail.
• Ils utilisent une diversité de mécanismes métaboliques complexes, et de sources d'énergie.
• Ils ont des cellules spécialisées pour remplir leurs fonctions spécifiques.

2 fonctions principales de la compartimentation

• Augmentation de la surface de la membrane cellulaire.
• Délimitation des compartiments pour des réactions spécifiques. Cela améliore les vitesses et élimine les interférences entre différents processus. Isolement des processus incompatibles ou concurrents.

Le cytosquelette

• Le cytosquelette est un réseau de protéines qui fournit structure et soutien à la cellule. Il est fait de trois types de filaments protéiques: les microfilaments, les filaments intermédiaires et les microtubules
• Le cytosquelette assure le transport intracellulaire des organites et des molécules.

Transport vésiculaire

• Le mouvement des vésicules le long du cytosquelette (ex: axone) est utilisé pour le transport vésiculaire. Les vésicules sont des sacs membranaires qui transportent des molécules dans la cellule.

Structure de la cellule et de sa membrane (autres aspects)

• Les mouvements cellulaires et la phagocytose se produisent dans les cellules. La phagocytose (une espèce de capture) et le transport vésiculaire sont essentiels au maintien de la cellule.

Osmolarité

• Une osmole est une mole de molécules osmotiquement actives en solution.
• L'osmolarité est le nombre d'osmoles par litre de liquide.
• Les solutions iso-osmotiques ont la même osmolarité que le liquide extracellulaire (environ 300 milliosmoles/litre).

Solutions hypo (faible), hyper (fort) et iso (égal) -osmotiques

• Ces solutions diffèrent par leur osmolarité, ce qui affecte le mouvement de l'eau. Une osmolarité non égale entre l'intérieur et l'extérieur d'une cellule provoque un mouvement d'eau dans les deux directions, modifiant ainsi le volume cellulaire.
• L'osmolarité est un facteur important pour le maintien du volume cellulaire.
• L'équilibre est important pour assurer le bon fonctionnement de la membrane cellulaire et de la cellule. L'équilibre hydrique est un élément essentiel de la santé cellulaire.

Compartiments liquidiens

• Le corps est composé de 60 % d'eau, avec différents compartiments liquidiens.
• Le liquide interstitiel entourant les cellules est similaire au plasma mais avec moins de protéines car elles ne traversent pas facilement les capillaires.
• Les proportions varient selon l'âge, le sexe et d'autres facteurs.

La membrane plasmique

• La membrane plasmique sépare le milieu intracellulaire du milieu extracellulaire. Ses fonctions incluent l'échange de matériaux (ex: nutriments), la réception de signaux, la régulation du volume cellulaire et l'interaction avec d'autres cellules.

Les protéines membranaires

• Les protéines membranaires sont impliquées dans la structure de la membrane et la régulation du transport de molécules. Les types principaux sont les protéines intégrales ou transmembranaires, les protéines périphériques.
• Les protéines membranaires remplissent des fonctions très variées notamment le transport, la signalisation, et l’adhésion cellulaire.

La mosaïque fluide

• Le modèle du mosaïque fluide décrit la structure de la membrane plasmique. Il met en évidence que les composant lipides et protéiques peuvent bouger à l'intérieur de la membrane. Ce modèle explique ainsi la fluidité de la membrane.

Les échanges entre une cellule et l'extérieur

• Les échanges entre la cellule et son environnement se font par différentes mécanismes.
• La diffusion et l'osmose sont deux mécanismes importants de transports passifs.

Les différents types de transports passifs

• Les transports passifs se font suivant un gradient de concentration et ne nécessitent pas d'énergie. Ils peuvent se faire directement par la membrane ou avec l'assistance de protéines transporteur comme les canaux, les pores et les transporteurs. Ces types concernent la diffusion simple ou la diffusion facilitée.

Les différents types de transports actifs

• Les types de transport actif primaires et secondaires nécessitent un apport d’énergie extérieur généralement sous la forme de l’hydrolyse de l'ATP. Cela permet un transport contre le gradient électrochimique. On peut citer comme exemple la pompe à Na+/K+ et la pompe à protons.

Entrée et sortie de substances de grande taille

• L'endocytose et l'exocytose sont des mécanismes utilisés pour le transport de substances de grande taille à travers la membrane cellulaire.

La pinocytose, l'endocytose médiée par un récepteur, la phagocytose,

• La pinocytose, l'endocytose médiée par un récepteur, et la phagocytose sont des formes spécifiques d'endocytose impliquant la capture de substances extracellulaires pour la digestion ou pour intégrer dans la cellule.

L'exocytose

• L'exocytose est un mécanisme par lequel les molécules sont libérées de la cellule. Il est utilisé pour la sécrétion de substances, l'élimination des déchets cellulaires, et l'interaction avec d'autres cellules.

Hémorragie

• Les signes cliniques d’une hémorragie incluent un écoulement de sang, des muqueuses pâles, des difficultés respiratoires, une fatigue, et un effondrement de l'animal. La cause de l’hémorragie peut être des circonstances diverses comme un accident, un combat, le travail ou autres problèmes.
• La perte de sang importante nécessite des actions de traitement rapides pour stabiliser la circulation sanguine. Une perfusion ou une transfusion sanguine peuvent être des interventions nécessaires.

Homéostasie

• L’homéostasie décrit l'équilibre dynamique du milieu intérieur des organismes (ex: concentration ionique, pression osmotique). Cet équilibre est essentiel et permet le fonctionnement des processus physiologiques.

Composition des compartiments liquidiens

• Les concentrations de différents ions (Na+, K+, Cl-, Ca2+) dans le milieu extracellulaire et intracellulaire sont différentes. Cela est crucial pour le fonctionnement cellulaire. Le maintien de ces différences de composition des compartiments liquidiens est essentiel aux fonctions cellulaires.

Déséquilibres ioniques

• Des fluctuations dans les concentrations ioniques (comme [K+] ou [H+]) peuvent avoir de graves conséquences sur la santé.
• Des déséquilibres ioniques peuvent entraîner des problèmes graves ainsi que des problématiques plus légères (comme des crampes ou des fasciculations musculaires).

Ce quiz couvre les concepts fondamentaux de la physiologie, y compris l'organisation de la matière vivante et les différents systèmes de l'organisme. Il examine la structure et le fonctionnement des cellules, tissus, organes et systèmes. Préparez-vous à tester vos connaissances sur ces bases essentielles de la biologie.