Physiologie

La cellule : unité fondamentale de la vie

Tous les organismes vivants sont composés de cellule. Evolution des êtres unicellulaires au pluricellulaires. Dans le corps humain, il y a environ  cellules pour 200 types de cellules différentes. Leur forme est très variable (ex : sphériques→cellule adipeux ; disque→globule rouge ; étoile→neurone, cellule nerveuse ; cubique→cellule rénale)[pic 1]

        D’un point de vue chimique, les cellules sont composées de 4 atomes : carbone, hydrogène, dioxygène et azote en quantités variables ainsi que des éléments : Mg, P, Fe.

De plus toutes les cellules ont en commun des structures fondamentales et certaines fonctions. On peut donc se servie d’un modèle représentant une cellule type : cellule animal→ membrane plasmique, cytoplasme et noyau.

« Voire schéma de la cellule humaine »

I.La membrane plasmique

1. La structure :

La membrane plasmique est souple et délimite le volume de la Cellule. Elle sépare ainsi 2 des plus importants compartiments liquidiens de l'organisme. Le liquide intracellulaire (contenu dans la cellule) et le  liquide interstitielle (qui entoure les cellules).

        La membrane plasmique n'est pas une simple enveloppe passive. Sa structure particulière permet de nombreux échange et facilite l'activité cellulaire. Elle est constituée d'une double couche de molécules lipidiques parmi lesquels se trouvent également des protéines. Cette organisation de la membrane est appelé une organisation en mosaïque fluide.

        La bicouche de lipide constitue la trame fondamentale de la membrane. Elle est composé en grande partie de phospholipides et contiens également du cholestérol.

        Les phospholipides ont une partie polaire qui est chargé électriquement et qui est hydrophile (aime l'eau) et une partie non polaire qui n'est pas chargé  composé de 2 chaînes d'acides gras qui est hydrophobe (n'aime pas l'eau).

         L'eau est le principal composant des liquides intracellulaire et interstitielle. La partie polaire étant attiré par l'eau, elle se retrouve donc en surface des 2 membranes. La partie non polaire étant hydrophobe se retrouve alignée dans l'épaisseur de la membrane. Cette structure en 2 couches et la structure fondamentale de toutes les membranes biologiques. Cette orientation des molécules permet à la membrane biologique de s'assembler et de se reformer très rapidement lorsqu'elles sont déchirées d’où le terme mosaïque fluide.

[pic 2]

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Les protéines membranaires sont divisées en 2 grandes catégories :

• Les protéines intégrés : elles sont enfoncés dans la bicouche lipidique la  plus parts sont dite transmembranaires car elles traversent toute l’épaisseur de la membrane  et dépasse des 2 cotés. certaine se regroupe pour former des canaux permettant le passage de petite molécules solubles dans l’eau ou le passage des ions.

D’autre protéines sont des transporteurs elles peuvent se liée a une substance pour lui faire traverser la membrane. D’autre encore sont des récepteurs d’hormones ou de message chimique, et les transmettre a l’intérieur de la cellule.

• Les protéines périphériques : elles sont situées sur l’une ou ‘autre face de la membrane. Certaine sont des enzymes, d’autre ont des fonctions mécaniques, lors de la division de la cellule ou de la contraction musculaire. Un nombre important de protéines sont du coté extérieur du coté liquide interstitielle, ce sont des glycoprotéines  qui portent des glucides ramifié. Ils forment le glycocalyx qui se trouve en surface des cellules. Le glycocalyx de chaque type de cellule est composé de glucide différent. Ils constituent un ensemble spécifique de marqueur biologique, permettant aux cellules de se reconnaitre. (par exemple les groupe sanguin, les cellules immunitaires).

Bien que quelque type de cellule comme els cellules sanguines, se déplacent librement dans l’organisme, la pluparts sont étroitement associé et forment un tissus.

3 facteurs contribuent a les retenir ensemble :

• Les glycoprotéines du glycocalyx servent d’adessif.  
• Les membranes plasmiques de cellules adjacentes ne sont pas lisse. Elles s’imbriquent les une dans les autres, un peu a la façon d’un pulse
• Il existe des complexes de jonctions membranaires et spécifiques. Comme par exemple les desmosomes.

        2- fonctions

Introduction :

Bien qu’il y est des échanges a travers la membrane, celle-ci forme une barrière  a perméabilité sélective, c’est a  dire quel ne laisse passé que certaine substance comme les nutriments, certain gaz et reste imperméable a d’autre.

Dans le même temps, elle retient les protéines cellulaires et d’autres molécules tous en laissant passer les déchés. Le mouvement des substances a travers les membranes peut se produire soit activement soit passivement.

Dans les mécanismes passifs, les substances traversent les membranaires sans que la cellule fournissent d’énergie. Dans les mécanismes actifs, la cellule dépense de l’énergie métabolique qu’on appelle de l’ATP (adénosine tri phosphate) pour transporter des substances a travers la membrane.

L’atp c’est l’énergie de la cellule.

1. Les mécanismes passifs

Les 2 principaux types de mécanismes passifs sont la diffusion et la filtration.

• La diffusion

        La diffusion joue un rôle majeur dans toutes les cellules de l’organisme. Elle est basée sur la tendance des molécules et des ions a se reprendre dans l’environnement. Le mouvement aléatoire des molécules font qu’elles vont d’endroit de forte concentration vers des endroits où leur concentration est faible. On dit qu’elles se diffusent celons leur gradient de concentration. Plus la différence de concentration entre 2 endroits est élevé plus le mouvement net de diffusion est important. Comme le moteur de la diffusion est l’énergie cinétique des molécules la vitesse de diffusion dépends de leurs tailles.  Plus elles sont petite plus elles diffusent vite, elle dépend également de leur températures. Plus celle-ci est élevé plus la diffusion est rapide. La diffusion finie par produire un mélange uniforme des différents types de cellule.

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