Cours sur la perméabilité membranaire.

Physiologie animale, cellulaire, membranaire

Objectifs :

• Quelle stratégie adopte la cellule animale pour préserver son volume cellulaire ? alors que la membrane est perméable à l’eau

On peut ainsi mesurer une différence de potentiel transmembranaire
si E1 = potentiel dans la cellule et E2 = potentiel à l’ext, on observe E1la cellule est polarisé -> particularité de la cellule animale
on appelle cette différence de potentiel transmembranaire (d.d.p) , potentiel de membrane de la cellule , Em

Et Em est stable durant toute la vie cellulaire sauf dans le cas des cellules EXCITABLES (= cellule capable de faire varier Em en réponse à 1 stimulus). Ce sont les cellules nerveuses, les cellules musculaires striées squelettiques, cardiaques et lisses et les cellules sécrétrices

• Quelle est l’origine de Em ? quelles sont les raison de sa stabilité

Chapitre 1 : origine du potentiel électrique de la membrane

1. Composition des milieux intra et extra cellulaire

Molécule biologique = enzyme (protéine), ADN, ARN, (acide nucléique) => ne représentent que 0,25% des molécules qui constituent un organisme ou un être humain
La molécule la plus représenté est l’eau elle peut représenter jusqu’à 75% du point corporel d’un être humain (pour un sujet maigre) (45 % pour un obèse)

• Composition en molécule d’un être humain :

- 0,25% des molécules biologique
- 99% de H2O
- 0,75% substance inorganique simple correspondant pour l’essentiel aux ions Na+ K+ et Cl-

L’eau est repartie dans l’organisme dans deux compartiments :

• Le milieu intracellulaire 
• Le milieu extracellulaire 

La composition de ces milieux est différente et est donné par le tableau suivant :

1. = ensemble de constituants intracellulaires chargés négativements correspondant pour l’essentiel à des protéines, des AA, des ions sulfate, des ions phosphates

*situation plus complexe en réalité

1. Les mouvements de molécules à travers la membrane plasmique 

Une fine couche de lipide et de protéines séparent le CIC et le CEC => membrane plasmique -> rôle de barrière (A- n’est que dans la cellule ) avec une perméabilité sélective : il y a des échanges avec le milieux extracellulaire.

1. Rappel sur la structure de la membrane plasmique :

Toutes les membranes biologique ont la même structure il s’agit d’une bicouche lipidique dans laquelle sont inséré les protéines.

• Bicouche lipidique => elle qui constituent la barrière empêchant la diffusion de la plupart des molécules à travers la membrane. Elle est constituée pour 50 % par des phospholipides, de cholestérol et de glycolipides (seulement sur le feuillet externe de la bicouche). Il n’y a pas de liaisons covalentes entre les lipides membranaire => la membrane peut se plier
• Protéine membranaire => définissent les chemins permettant le passage sélectif des substances à travers la membrane

• Les protéines Membranaires Périphériques : localisées sur le feuillet interne
• Les protéines Membranaires Intégrées : qui sont intégrées dans la membrane souvent transmembranaire (qui traverse la bicouche de part en part). C’est parmi ces protéines intégrées transmembranaire que l’on trouve les protéines de transport membranaire :

• Protéine porteuses :

• liaison spécifique au soluté
• changement de conformation de la protéine
• 10 3 ions/s

• canaux protéiques :

• pas besoins de lier le soluté
• pores remplie d’eau qui traversent la bicouche
• 106 à 107 ions/ s

1. La diffusion comme mécanisme de transport membranaire

1. Rappels sur la diffusion

Diffusion = phénomène physique qui permet le déplacement des molécules dans un solvant => mode transport le plus simple, énergie thermique à l’origine de la diffusion. Diffusion = agitation thermique

• Vitesse de la diffusion dépend de la température et de la masse de la molécule qui diffuse
• Une molécule d’H2O se déplace à 2500 Km /h
• 1 molécule de glucose se déplace à 850 Km /h

Dans une solution d’H2O, chaque molécule d’H2O est séparer de sa voisine par une distance de 0,3 nm, car :

• Pas de diffusion linéaire pour une molécule dans les conditions physiologiques
• Beaucoup de molécules en solution
• Il se produit plusieurs millions de collision par sec

• La collision conduit au déplacement aléatoire des molécules. Pas de direction préférentielle de diffusion pour une molécule donnée

Si on s’intéresse par contre à un ensemble de molécule, on peut voir qu’on peut définir les notions d’amplitude et de direction de la diffusion

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