Permeabilité Membranaire

Étude de la perméabilité membranaire des globules rouges.

Résumé :

Introduction :

Le but de ce TP est d'étudier la perméabilité membranaire des globules rouges (issus de lapin) dont nous évaluerons l'osmolarité intracellulaire.

A savoir que les cellules échangent perpétuellement des substances avec leur environnement. La membrane cellulaire constitue la surface d'échange entre le liquide intracellulaire et le liquide extracellulaire. Nos hypothèses seraient que ces échanges seraient conditionnés par la perméabilité membranaire qui pourraient différer selon le type de soluté utilisé, leur taille, leur concentration et selon leur constante électrique.

Il est à noter également que l'eau traverse librement par diffusion passive la membrane cellulaire qui est d'autre part imperméable aux protéines. La présence de soluté non diffusibles d'un côté ou de l'autre de la membrane va créer un déséquilibre de concentration qui sera compenser par des mouvements d'eau. Ces mouvements d'eau au travers de la membrane portent le nom d'osmose et la force faisant se déplacer l'eau porte le nom de pression osmotique. Pour que la cellule soit en équilibre osmotique, il faut que la quantité de solutés non diffusibles soit égale de part et d'autre de la membrane. Si les cellules sont placées dans une solution isotonique de solutés non diffusibles (ayant la même osmolarité que les substances non diffusibles du liquide intracellulaire) leur volume ne changera pas. Si elles sont placées dans une solution hypertonique de solutés non diffusibles, les cellules vont perdre de l'eau car l'efflux sera supérieur a l'influx d'où un aspect crénelé du globule rouge. Si elles sont placées dans une solution hypotonique de solutés non diffusibles, les cellules vont gonfler ; comme la membrane n'est pas infiniment élastique, les cellules finissent par éclater. Pour les globules rouge, on parle d'hémolyse (cela se traduit par la mise en solution de l'hémoglobine et la présence de fantôme membranaire), transformant la suspension opaque de cellules en une solution rouge translucide d'hémoglobine.

En plaçant la plupart des globules rouges dans des solutions à différentes concentrations de solutés non diffusibles et en observant les effets sur les globules rouges, nous pourrons ainsi estimer quelle est l'osmolarité intracellulaire.

Les solutés qui sont autant ou presque autant diffusibles que l'eau, comme l'urée, ne participent pas a la pression osmotique.

En suivant la vitesse d'hémolyse après avoir placé les globules rouges dans des solutions de différents solutés diffusibles nous déterminerons alors ce qui influe sur la perméabilité membranaire ( solubilité dans des lipides, taille des substances peu liposoluble, présence de groupements polaires)

Matériel et méthode

Pour la réalisation de ces experiences sur les globules rouges, nous devons préparer plusieurs solutions de différents solutés en variant les concentrations, afin d'étudier l'influence de différents facteurs de la perméabilité membranaire ( diffusion, solubilité dans les liquides, présence de groupements polaires, taille des substances, coefficient de partage … ).

On réalisons donc une gamme de concentrations de solutés ( solides et aqueux ) par dissolution et dilution de ces différents solutés dans des tubes falcons de 50 mL. Une première gamme étalon est préparée de NaCl de 0,02 à 0,16 mol/L à partir de NaCl solide pesé avec une balance électronique de précision 10-2. De la même manière nous avons réalisé une gamme de Saccharose allant de 0,04 à 0,32 mol/L. Par la suite nous réalisons des solutions de quatre alcools différents à une concentration de 0,6 mol/L ainsi que des solutions de glucose, de formamide, d'acétamide, d'éthylène glycol, de propanol et de glycérol ayants pour concentration 0,3 mol/L. Pour ces dernières solutions, nous prélevons un volume déterminé de chacun de ces solutés, à l'aide de micro-pipettes, que nous diluerons dans de l'eau.

Pour vérifier nos solutions nous utilisons un osmomètre automatique, éfficasse de 0 à 2500 mOsm/Kg. L'osmomètre permet de déterminer précisément l'osmolarité d'une solution en se basant sur la détermination du point cryoscopique (température à laquelle la solution gèle). Cet appareil va congeler la solution par effet Peltier.

L'effet Peltier est un effet thermoélectrique, il induit un déplacement de chaleur en présence d'un courant électrique. L'effet se produit dans des matériaux conducteurs de natures différentes en contacts. Lorsqu’ils sont traversés par du courant continu, ils deviennent froids d’un côté et chauds de l’autre.

Lors de la réalisation des expériences sur les globules rouges nous allons utiliser des pipettes pasteurs, des micro-pipettes P1000, un chronomètre ainsi qu'un microscope électronique pour observer la forme des cellules. Nous avons aussi besoin de placer une feuille imprimé sur la fenêtre pour pouvoir déterminer si un phénomène d'hémolyse s'est produit ou non.

Tout d'abord nous avons préparer une gamme de différente concentration pour le chlorure de sodium et pour le saccharose. Grâce

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