4. La cellule animale

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1 4. La cellule animale 1

2 4. La cellule animale = cellules = cellules 200 types de cellules différents formant 11 systèmes vie de notre corps = vie de nos cellules qui collaborent entre elles objet de ce chapitre étude des systèmes nerveux, reproducteur 2

3 cellule eucaryote

4 synthèse des protides synthèse de l ATP échanges filtrés mouvements cavités intracellulaires division cellulaire / mitose 4

5 4.1. La membrane plasmique structure moléculaire rappels 5

6 6

7 liquide extracellulaire = liquide interstitiel liquide intracellulaire = cytosol hydrophile bicouche de phospholipides cholestérol 7

8 glucide glycoprotéine glycolipide face extérieure = le glycocalyx = carte d identité de la cellule 8 (type, fonction, santé )

9 face intérieure = relation avec le cytosquelette = maintient de l intégrité structurale microtubules actine noyau 9

10 ? échanges entre la cellule et son environnement? perméabilité et répartition des ions Remarque : a) et b) = perméabilité passive = diffusion c) = perméabilité active = transport «commandé» par la cellule 10

11 à travers les lipides macromolécules : aucune molécules de taille moyenne : seulement si elles sont neutres (= hydrophobes / liposolubles) molécules polaires : très petites ions : aucun a) Petites molécules neutres & polaires : CO 2 O 2 graisse / CHCHCH extracellulaire diffusion simple : du côté où la molécule est la plus abondante vers le côté où elle est la plus rare. intracellulaire 11

12 b) Petites molécules polaires, chargées, ions : H 3 O Na Ca K Cl diffusion simple : selon le gradient de concentration à travers des pores / canaux spécifiques extracellulaire «concentration» intracellulaire Canal protéique Na 10 1 Les canaux ioniques sont K 1 30 spécifiques Cl 20 1 Certains sont toujours Ca ouverts : canaux «de fuite» Mg La diffusion est «passive» H 3 O 7,4 7,1

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14 Pour chaque ion, la perméabilité de la membrane dépend : de la densité de canaux du gradient électrochimique ( concentrations int./ext.) Remarque : un mécanisme analogue existe pour les molécules polaires comme l eau ou les sucres. Certains canaux s ouvrent sous l effet d un médiateur chimique = canaux chimio dépendants (canaux ligand dépendants) 14

15 Certains canaux sont sensibles au voltage / différence de charges électriques entre les deux faces de la membrane = canaux voltage dépendants différence de potentiel / ddp Pourquoi les charges électriques sontelles différentes de part et d autre de la membrane? Parce que les ions ne sont pas équitablement répartis. Pourquoi les ions ne sontils pas équitablement répartis? Parce que des pompes protéiques les concentrent d un côté ou de l autre de la membrane. Parce que les «macromolécules négatives» sont plus abondantes dans la cellule (protides ). 15

16 Milieu intracellulaire (cytosol) Na Cl K K Org Org Ca 2 Milieu extracellulaire (milieu intérieur) Na Cl Ca 2. 16

17 Passage de l eau à travers la membrane plasmique solvant soluté solution membrane perméable au soluté membrane imperméable au soluté (ex : ions) diffusion simple pour équilibrer les concentrations osmose = passage de l eau pour équilibrer les concentrations 17

18 La cellule absorbe l eau solution hypotonique solution isotonique La cellule perd son eau solution hypertonique 18

19 c) Perméabilité active = transport nécessitant une dépense énergétique C1 pompes protéiques Pour vivre, la cellule dépense de l énergie (métabolisme). Les besoins énergétiques de la cellule peuvent être momentanément très importants. La cellule ne peut donc survivre que si elle stocke suffisamment d énergie «potentielle». Exemple : synthèse d adénosine triphosphate / ATP De part et d autre de la membrane plasmique, la cellule va entretenir une différence de potentiel électrique / ddp grâce à des pompes ioniques qui vont expulser certains ions de la cellule et en concentrer d autres dans le cytosol. 19

20 ATP énergie cytosol ion ADP P i Transport actif contre le gradient de concentration Activité enzymatique Exemples : pompe faisant sortir 3 Na et entrer 2 K (antiport) pompe concentrant Ca 2 dans des vésicules 20 pompe faisant sortir Cl des cellules

21 C2 mouvements membranaires pour les grosses molécules? cytosol cytosol cytosol cytosol endocytose (phagocytose, pinocytose) exocytose pas de problème de charge électrique 21 l endocytose peut être spécifique : récepteurs membranaires*

22 Les membranes des organites intracellulaires ont toutes la même structure : 22

23 Car elles ont ~la même origine et sont «fonctionnellement» connectées : Membrane plasmique = «mosaïque fluide» Réticulum endoplasmique rugueux Noyau Appareil de Golgi 23

24 Polarisation et potentiel de repos Mesure de la différence de potentiel transmembranaire au repos = Potentiel de membrane au repos = Potentiel de repos Le liquide interstitiel est légèrement plus électropositif que le cytosol. La différence de charges entre l intérieur et l extérieur de la cellule est le «potentiel de membrane» ou «potentiel de repos». 24 Le PR est négatif.

25 Pour mesurer la différence de potentiel / ddp, il faut un capteur dans la cellule et un autre à l extérieur. capteur électrique = électrode microélectrode électrode de référence appareil permettant de voir & de mesurer la ddp = oscilloscope 25

26 Canon à e écran 26

27 Les e sont attirés par la plaque positive : leur trajectoire est déviée vers la droite. Les e sont attirés par la plaque positive : leur trajectoire est déviée vers la gauche. Si les plaques sont alternativement positives et négatives, les e sont alternativement attirés vers la droite et vers la gauche. On peut faire alterner très vite la polarité de manière à ce que les e balayent l écran de gauche à droite en dessinant un trait horizontal. 27

28 puis progressivement puis progressivement oscilloscope à «balayage» Ce trait traduit le temps qui passe 28

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30 Le faisceau d e est dévié vers le bas alternativement & pour permettre le balayage 30

31 100 mv 0 mv PR = 20 à 200 mv selon les cellules («souvent» 70 mv) 100 mv Les deux électrodes sont à l extérieur La microélectrode reste dans la cellule La microélectrode est introduite dans la cellule 31