Echanges cellulaires

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1 Echanges cellulaires

2 La membrane cytoplasmique Frontière entre l intérieur et l extérieur de la cellule et compartimentation interne. Intervient dans les phénomènes de reconnaissance cellulaire par le système immunitaire. Échanges entre le cytoplasme et le liquide interstitiel. Adhérence entre cellules. Toutes les membranes de la cellule et des différents organites sont indiqués sur le schéma (en rouge).

3 Transport des macromolécules Endocytose Exocytose

4 Cas particulier d endocytose : LA PHAGOCYTOSE Par exemple, phagocytose d une bactérie par un globule blanc (ou phagocytose d une euglène par une amibe) :

5 Les phospholipides nm nm nm La membrane cytoplasmique est une double-membrane de phospholipides d une épaisseur d environ 6-8 nm.

6 Comportement des phospholipides face à l'eau: Groupement phosphate polaire et hydrophile 2 chaînes d acides gras non polaires et hydrophobes

7 Les phospholipides mélangés à de l eau peuvent former des micelles, sphères formées d une simple couche de molécules, ou des liposomes, sphères formées d une double couche de molécules.

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9 A : Double couche de phospholipides B : Protéine de liaison entre les cellules C : Protéine périphérique (extracellulaire) D : Glycoprotéine E : Protéine transmembranaire F : Glycolipide G : Protéine intrinsèque

10 Composition chimique de la membrane cytoplasmique Lipides ù Phospholipides (et glycolipides) ù Cholestérol (15% à 50% des lipides) Protéines Glucides

11 Perméabilité sélective de la membrane La double couche de lipides est perméable: Aux molécules très petites (CO 2, O 2 ) Aux molécules liposolubles (hydrophobes, non polaires) La double couche de lipides est imperméable: Aux grosses molécules et à la plupart des molécules hydrophiles et polaires Aux ions (K +, Cl -, Na + )

12 Les systèmes de transports Le passage de substances à travers la membrane peut se faire : Par transport passif (sans dépense d énergie) - diffusion simple - diffusion facilitée - osmose Par transport actif (avec dépense d énergie) - pompe Na+/K+

13 GRADIENT DE CONCENTRATION + concentré - concentré

14 Diffusion

15 Une substance diffuse suivant son gradient de concentration : de la zone la plus concentrée à la zone qui l est moins. Gradient = différence Le gradient de concentration entre deux milieux c'est la différence de concentration entre les deux milieux.

16 Comment la vitesse de diffusion sera-t-elle modifiée si : On élève la température du milieu. On augmente le gradient (la différence) de concentration. Le nombre de canaux permettant la diffusion augmente.

17 Diffusion simple liposolubilité poids moléculaire ionisation surface d échange épaisseur de la membrane

18 Diffusion facilitée Beaucoup de substances pénètrent dans la cellule en passant par des protéines transmembranaires formant des canaux à travers la membrane lipidique. Certains de ces "tunnels" peuvent se fermer ou s'ouvrir = valves nanotechnologiques

19 Diffusion facilitée La diffusion se fait par l intermédiaire de protéines transmembranaires formant des transporteurs. Il n y a pas de dépense d énergie (sous forme d ATP) Se fait selon le gradient de concentration

20 - Transport actif Nécessite un transporteur (comme la diffusion facilitée). MAIS: Gradient de concentration Besoin d une source d énergie (sous forme d ATP) Se fait contre le gradient de concentration +

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23 GRADIENT DE CONCENTRATION + concentré - concentré - concentré + concentré

24 La diffusion de l eau ou Osmose Côté dilué = hypotonique Côté plus concentré = hypertonique Membrane perméable à l eau, MAIS pas au soluté

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26 L eau se déplace du côté hypotonique (dilué) au côté hypertonique (concentré en soluté)

27 L osmose, c est l eau qui se déplace en suivant son gradient de concentration Molécules d'eau libres Molécules d'eau non libres Les molécules de soluté diminuent le nombre de molécules d'eau qui sont libres de se déplacer. L'eau se déplace de là où les molécules libres sont abondantes à là où il y en a moins.

28 L eau se déplace. Jusqu à quand? Poids de la colonne d eau Pression osmotique = Pression exercée par le poids de la colonne d eau (= pression hydrostatique)

29 Au niveau cellulaire: Dans une cellule, la membrane est semiperméable: Hypertonique Hypotonique Il y aura des phénomènes osmotiques

30 Exemple: Comportement de Globules rouges en milieu: Isotonique Hypotonique Hypertonique ISOTONIQUE HYPOTONIQUE HYPERTONIQUE

31 Globules rouges en milieu hypertonique

32 Cellules d élodée en milieu hypotonique et hypertonique Milieu hypotonique État de turgescence EAU Milieu hypertonique État de plasmolyse

33 INTESTIN L osmose joue un rôle important dans le déplacement des liquides dans l organisme SANG LIQUIDE INTERSTITIEL LIQUIDE INTRACELLULAIRE REINS Que se produirait-il si le sang devenait hypertonique? Et s il devenait hypotonique?