Physiologie (TD) - Document PDF

# PHYSIOLOGIE (TD) ## I/ SPÉCIALISATIONS DE LA MEMBRANE CYTOPLASMIQUE - **Toutes nos cellules sont entourées d'une membrane** - Facilite ou empêche les échanges ### 1) Facilite les échanges - Plus la quantité de membrane est importante + il y a d'échanges: beaucoup de surface dans peu de volume...

# PHYSIOLOGIE (TD) ## I/ SPÉCIALISATIONS DE LA MEMBRANE CYTOPLASMIQUE - **Toutes nos cellules sont entourées d'une membrane** - Facilite ou empêche les échanges ### 1) Facilite les échanges - Plus la quantité de membrane est importante + il y a d'échanges: beaucoup de surface dans peu de volume (proportionnalité surface-volume) - Volume cage thoracique: 6 L - Surface des poumons: 100 m2 = grande surface d'échange - Système digestif: grande surface d'échanges -> pour permettre rapidité digestion. - **Replier membrane = grande surface dans un petit volume** ### Microvillosités: - Augmente surface d'échange - Rigidité maintenue par des filaments d'actine: pour qu'une membrane tienne on met des piquets grâce à l'actine = transports faciles des microbes par le sang - Polarisation d'une cellule = un côté spécialisé (différent de l'autre côté) - Situés à l'apex des cellules - Laisser entrer - Membrane apicale = sommet de la cellule. - + les gens ont besoin d'oxygène = + surface d'échange augmente grâce aux microvillosités. - Vaisseaux sanguins transportent: - **Les capillaires sanguins des villosités absorbent les molécules nutritives et les envoient dans le sang.** ### 2) Jonctions cellulaires #### Jonctions serrées: - Rôle opposé aux microvillosités - Assure l'étanchéité des épithéliums et de l'endothélium entre 2 compartiments tissulaires. - Protéger l'organisme de l'entrée des agents pathogènes (virus, parasites...) - Au niveau des épithélium en contact avec l'extérieur (épiderme et muqueuses) - 1ère barrière du système immunitaire - Occlusion = fermeture complète - On ne les retrouve jamais au niveau des microvillosités - Étanche mais pas solide - **Elles constituent un rapprochement étroit et localisé des membranes de deux cellules voisines qui limite considérablement le passage des solutés par l'espace intercellulaire (barrière paracellulaire): cette barrière oblige le soluté à transiter au travers du feuillet cellulaire grâce à des transporteurs membranaires sélectifs (transport transcellulaire).** - **La jonction n'est pas entièrement étanche: selon la nature du tissu, certains solutés peuvent ou non la franchir. La jonction est due à des interactions homophiles qui concernent plusieurs molécules d'adhérence:** - **La première est l'occludine: constituée d'une chaîne polypeptidique qui traverse quatre fois la membrane.** - **La deuxième est la claudine: constituée également d'une chaîne polypeptidique qui traverse quatre fois la membrane. La claudine fait partie d'une famille de 20 membres, dont plusieurs peuvent être présents dans une même jonction. Les nombreuses possibilités de combinaison des claudines pourraient expliquer les différences dans la perméabilité des jonctions serrées selon les tissus.** - **La troisième protéine est JAM : la chaîne polypeptidique traverse la membrane une seule fois.** - **Occludine, claudines et JAM s'assemblent pour former un réseau de fibrilles qui ceinture le domaine apical des cellules épithéliales (ou le domaine membranaire latéral des cellules endotheliales). Les jonctions serrées sont liées avec des protéines intracellulaires comme ZO-1 et ZO-2 (zonula occludens) qui à leur tour sont liées au cytosquelette (actine). Cette interaction (avec le cytosquelette) détermine la localisation de la jonction au domaine apical de la cellule.** #### Desmosomes: - Solidité (muscles, squelette...) : solidité mécanique et répartition des forces dans les épithéliums - Rupture du desmosome = fracture - Attacher des cellules en répartissant la charge - Au niveau des tissus soumis à de fortes contraintes - Sur les grandes surfaces on retrouve avec des ceintures d'adhérence: pour que la force soit répartie (desmosome + super desmosome) ### 3) Système d'adhérence #### Adhérence sur la paroi même d'un vaisseau sanguin: - **Globules blancs: efficaces mais lents** - Présents dans le sang qui circule vite. - Globules blancs excité lors d'une blessure (grâce à des éléments chimique produits par la cellule infectée) : il fabrique alors du sucre sur la membrane extérieure + le vaisseau sanguin va aussi en fabriquer (accroche des 2) = bloque le globule blanc qui va se transformer en macrophage qui pénètre dans les tissus et va détruire. #### Adhérence et compactions : - Adhésion des cellules grâce au sucre #### Gap jonction (jonctions ouvertes ou communicantes) : - Créer des voies de passage qui vont couper les membranes #### Assure la communication entre le cytoplasme de 2 cellules, couplage électrique et métabolique entre cellules - Au niveau du muscle et des embryons - Des protéines se jointes pour former des tubes - Canaux qui mettent en communication le cytoplasme de deux cellules. - **Chaque canal est formé de deux connexions, un par membrane cellulaire, un connexon est constitué de protéines identiques intégrées à la membrane. Les protéines ménagent entre elles un canal hydrophile de 2 nm de diamètre.** #### Toutes les molécules solubles dans l'eau inférieure à cette taille peuvent donc le traverser. Ces jonctions peuvent s'établir entre n'importe quelles cellules à condition qu'elles appartiennent au même tissu. - En mettant en relation les cytoplasmes, elles assurent un couplage métabolique et électrique du tissu. Les membranes cellulaires étant polarisées (envion -70mv), ce couplage électrique permet de faire en sorte que toutes les cellules soient au même potentiel. - Les jonctions gaps ne sont pas des structures figées. Elles peuvent s'établir dynamiquement. Les exemples les plus connus ont lieu au cours du développement embryonnaires #### Chaque canal est formé de deux connexons, un par membrane cellulaire, un connexon est constitué de protéines identiques intégrées à la membrane. Les protéines ménagent entre elles un canal hydrophile de 2 nm de diamètre. - **Toutes les molécules solubles dans l'eau inférieure à cette taille peuvent donc le traverser. Ces jonctions peuvent s'établir entre n'importe quelles cellules à condition qu'elles appartiennent au même tissu.** - **En mettant en relation les cytoplasmes, elles assurent un couplage métabolique et électrique du tissu. Les membrane cellulaire étant polarisées (envion -70mv), ce couplage electrique permet de faire en sorte que toutes les cellules soient au même potentiel.** - **Les jonctions gaps ne sont pas des structures figées. Elles peuvent s'établir dynamiquement. Les exemples les plus connus ont lieu au cours du développement embryonnaires** ## II/ MÉCANISMES DE TRANSPORTS CELLULAIRES ### Transports cellulaires - Diffusion simple - Osmose - Diffusion facilitée - Endocytose - Pinocytose - Endocytose avec récepteur interposé - Phagocytose - Exocytose - Transports actifs - Uniport - Symport - Antiport - **Membrane = interface entre milieu extra et intra cellulaire** - Pour traverser la membrane : soit on traverse les Phospholipides soit les protéines - Traverser de 2 façons: - Soit on utilise de l'énergie (ATP) -> transports actifs - Soit on ne dépense pas d'énergie -> transport passif (pas de consommation d'ATP) ### 1) Diffusion simple - Concerne les substances liposolubles - Hormones stéroïdes - Vitamines A, D, E et K - Acides gras etc..... - O2 et CO2 - Dans le sens du gradient de concentration - Pas de consommation d'énergie (ATP) - Passage à travers les phospholipides - Plus un il y a de molécules, plus il y a de chocs donc plus il y a de déplacements (agitation naturelle des molécules : la tº augmente l'agitation) - Diffusion faites par l'agitation des molécules: pas de dépense d'énergie - Molécules qui diffusent sont les molécules qui peuvent traverser les phospholipides = molécules liposolubles (peuvent facilement diffuser) : - Tous les gazs: principalement l'oxygène (l'O2 rentre facilement dans notre organisme car moins à l'intérieur qu'à l'extérieur) et le CO2 aussi - Les hormones stéroïdes : permet d'augmenter la masse musculaire (le dopage stéroïde : favorise le développement des cancers, - Les vitamines A, D, E et K (composées d'acide gras : ce sont donc des lipides): en grande quantité elles sont dangereuses. Elles peuvent être stockées dans l'organisme et sont indispensables. Vitamine D bonne pour la calcification : manque de vitamine D : cancers, accouchement prématuré. - Acide gras etc... (les graisses sont facilement stockées) - La diffusion s'arrête quand il n'y a plus de différence: donc diffusion possible quand il y a un gradient (= différence entre 2 milieux) - Plus il y a gradient plus il y a diffusion - Alimentation en lipides importante à notre âge = au moins 30% - Mort aux rats = anticoagulant (pour l'enlever : mettre de la vitamine K) ### 2) Osmose - Passage d'eau a travers la membrane qui sert à équilibrer les concentrations (participer à l'homéostasie) - Passage d'un soluté à travers une membrane - Passage à travers des pores membranaires constituées de protéines intégrées - Permet aussi passage de solutés - Pores avec forme de canal - Transport non spécifique - Petite taille du pore donc ne laisse pas passer de grosse molécule - Manger très sale : sel va dans le sang : on aura soif : donc tous nos tissus donnent de l'eau (cartilage possède bcp d'eau) - Principales pertes d'eau : transpiration et respiration (ventilation) - Si plus salé d'un côté l'eau va aller de l'autre côté de la cellule. - Choc cosmotique = boire trop b'eau d'un coup : les globules blancs explosent. - **Équilibre = milieu isotonique (celui qu'il faut rechercher):** - Ex: globule rouge : - Le plasma = liquide extracellulaire dans lequel baignent les GR. - Plasma isotonique par rapport milieu intracellulaire des GR - Taille et forme des GR sont normales - **Plus dilué = milieu hypotonique (cellules augmentent de taille) beaucoup d'eau** - Ex: globule rouge : - Le liquide extracellulaire dans lequel baignent les GR est moins concentré que le M. Intracellulaire. - Eau rentre dans le GR - Taille du GR augmente pouvant entraîner éclatement - **Plus concentré = milieu hyper tonique (cellules diminuent de taille) peu d'eau** - Le liquide extracellulaire dans lequel baignent les GR est plus concentré que le M. Intracellulaire. - Eau sort du GR - Taille du GR diminue pouvant entrainer destruction ### 3) Diffusion facilitée - Les molécules hydrosolubles comme les ions, les glucides et les acides aminés ne peuvent diffuser à travers la membrane lipidique à des vitesses suffisantes pour satisfaire les besoins des cellules. Le transport de ces molécules sera donc assuré par un groupe de protéines membranaires intégrées spécialisées: il s'agit des "protéines transporteurs" spécifiques aussi appelées "perméases". - **Protéines spécialisées : perméases rendent la membrane perméable** - Sucres ne peut pas traverser les phospolipides donc doit être transporté par des protéines - Adrénaline: hormone de l'effort et du stress : augmente le taux de sucre dans sang, la fréquence cardiaque... - Entraînement augmente le nb de mitochondrie et de perméases - Activité physique régule le diabète - Spécificité du récepteur (complémentarité) - Notion de compétition (molécules de formes voisines transportées par la même protéine-transporteur) - Notion de saturation