BIOLOGIE CELLULAIRE (BIO 11134)

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BIOLOGIE CELLULAIRE (BIO 11134)

• PHYSIOLOGIE

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Physiologie
Science qui étudie la nature de lhomme sain
dans toutes ses forces et toutes ses fonctions.
Jean Fernel, 1542
Science du "fonctionnement normal" de lêtre
vivant.
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LIQUIDES DE LORGANISME
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(No Transcript)
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Une personne normale de 70 kg . 40 l deau
- liquide intracellulaire 25 l deau
- liquide extracellulaire 15 l deau
plasma 3 l liquide interstitiel 11 l
lymphe, transcellulaires 1 l
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COMPOSITION DES LIQUIDESDE L'ORGANISME
Leau

• 85 du liquide intracellulaire
• 98 du liquide interstitiel
• 93 du plasma
• transport de substances
• réactions biochimiques
• chaleur spécifique haute ? protection thermique

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COMPOSITION DES LIQUIDESDE L'ORGANISME
Les ions
page 22
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Transformation d'une concentration exprimée en
mg/100 ml en méq/l
mg/100 ml ? méq/l plasma ? méq/l H2O
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Transformation d'une concentration exprimée en
mg/100 ml en méq/l
mg/100 ml ? méq/l plasma ? méq/l H2O
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COMPOSITION DES LIQUIDESDE L'ORGANISME

• Les protéines
• Les lipides
• Les glucides

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PERMÉABILITÉ DE LA MEMBRANE CELLULAIRE
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Composés non polaires
Les électrons sont également partagés par les
deux atomes qui forment un lien
Ex. le méthane
LIPOPHILES HYDROPHOBES
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Composés polaires
Les électrons sont plus attirés vers lun des
atomes que vers lautre
Ex. leau
HYDROPHILES LIPOPHOBES
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Polarité des différentes composantes

• Glucides très polaires (OH, CO, CHO)
• Protéines partiellement polaires
• partiellement non polaires
• Lipides peu polaires

Ex. les phospholipides
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Le coefficient de partition
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Structure de la membrane cellulaire
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Perméabilité de la membrane cellulaire
Coefficient de perméabilité
K coefficient de perméabilité V volume de la
cellule en cm3 A surface de la membrane
cellulaire en cm2 t temps en secondes ln logarithm
e népérien Cext concentration extérieure de la
substance pénétrante Cint concentration de la
substance à l'intérieur de la cellule au temps
zéro C'int concentration de la substance
pénétrante à l'intérieur de la cellule après t
secondes
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Perméabilité de la membrane cellulaire à
différentes substances
Quiz
p. 35
- Les gaz comme l'oxygène, l'azote et le CO2
sont-ils polaires?
NON

• D'après vous comment ces gaz peuvent-ils
  traverser
• la membrane cellulaire?

En se dissolvant dans le feuillet lipidique de la
membrane.
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Perméabilité de la membrane cellulaire à
différentes substances
Quiz
p. 35
- Les ions sont-ils liposolubles?
NON

• Les ions peuvent-ils traverser la membrane
  cellulaire
• à travers les pores de la membrane?

Oui, à condition que le diamètre de lion hydraté
le permette.
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Perméabilité de la membrane cellulaire à
différentes substances
Quiz
p. 35

• Croyez-vous que les ions monovalents, divalents
  et trivalents
• traversent la membrane cellulaire avec le même
  coefficient
• de perméabilité?

Ions monovalents Na, K Cl-, I-
Ions divalents Ca2, Mg2 SO42-
Ions trivalents Fe3
gt
gt
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Perméabilité de la membrane cellulaire à
différentes substances
Quiz
p. 35

• La perméabilité de la membrane cellulaire pour
  le sodium
• et pour le potassium est-elle la même?

gt
K
Na
Diamètre du ion hydraté de K 0.4 nm Diamètre
du ion hydraté de Na 0.5 nm
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Perméabilité de la membrane cellulaire à
différentes substances
Quiz
p. 36

• Spécificité des pores de la membrane.

Certains pores sont non spécifiques (jonctions
communicantes)
Dautres pores sont spécifiques (Na, K, Ca2)
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Perméabilité de la membrane cellulaire à
différentes substances
Quiz
p. 36

• Comment expliquez-vous le passage de l'eau
• à travers la membrane cellulaire?

Perméabilité très élevée Diamètre de la molécule
deau très petit (lt0.3 nm) Passage à travers les
pores de la membrane Aquaporines
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Perméabilité de la membrane cellulaire aux
substances organiques
Collander et Bärlund, 1933
25
Perméabilité de la membrane cellulaire aux
substances organiques
Quiz
p. 37

• La membrane cellulaire est-elle perméable à la
  sucrose, lactose,
• glycogène, protéines?

NON
Composés polaires Coefficient de partition
faible Grosses molécules (Ø gt 0.7 nm) Les
protéines passent quand même par endocytose et
exocytose
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Perméabilité de la membrane cellulaire aux
substances organiques
Quiz
p. 38

• Croyez-vous que le glucose et les acides aminés
  puissent
• traverser la membrane cellulaire par simple
  diffusion?

NON
Composés polaires Coefficient de partition
faible Grosses molécules (Ø gt 0.7 nm) Elles y
arrivent quand même par transport actif ou
diffusion facilitée
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Perméabilité de la membrane cellulaire aux
substances organiques
Quiz
p. 38

• Le passage de l'urée à travers la membrane
  cellulaire
• est-il aussi rapide que celui de l'eau?

NON
Composé polaire Diamètre moléculaire 0.36 nm
(gt0.3 nm)
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DIFFUSION
Facteurs qui influencent la diffusion
- Coefficient de perméabilité
- Gradient de concentration
- Gradient électrique
- Gradient de pression
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Gradient de concentration
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Gradient électrique
31
Gradient de pression
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ÉQUILIBRE DE GIBBS-DONNAN
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Conditions initiales

• Membrane semi-perméable
• Présence dun (de plusieurs) ion(s) non
  diffusable(s)

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Conditions initiales

• Chaque solution est électriquement neutre
• Les concentrations du même ion sont différentes
  des 2 côtés de la membrane

5 Na
10 Na
gradient électrique
5 Prot-
10 Cl-
gradient chimique
Équilibre?
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Équilibre

• Maintien de la neutralité électrique
• Annulation du gradient chimique

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Conditions déquilibre

• Neutralité électrique de chaque compartiment
• Égalité des rapports des concentrations des ions
  diffusibles

contrainte de conservation de la matière
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État déquilibre (idéal)
5 Na
10 Na
5 Prot-
10 Cl-
9 Na
6 Na
4 Cl-
6 Cl-
5 Prot-
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Constatations sur létat déquilibre

• Le compartiment avec les protéines attire plus de
  cations et repousse les anions
• 9 Na  gt 6 Na
• 4 Cl- lt 6 Cl-
• La concentration de tous les ions est plus grande
  dans le compartiment contenant les protéines
• 9 Na   5 Prot- 4 Cl- gt 6 Na 6 Cl-
• Le compartiment avec les protéines a une
  concentration de ions diffusibles plus grandes
  que lautre compartiment
• 9 Na   4 Cl- gt 6 Na 6 Cl-

6 Na
9 Na
4 Cl-
6 Cl-
5 Prot-
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Effets de léquilibre Gibbs-Donnan
6 Na
9 Na
4 Cl-
6 Cl-
5 Prot-

• Inégalité de la distribution des ions diffusibles
  autour de la membrane
• ? gradient de concentration
• Différence de potentiel entre les 2 solutions
• ? équilibre dynamique (imparfait)

-

6.1 Na
8.9 Na
4.1 Cl-
5.9 Cl-
5 Prot-
40
Effets dans lorganisme- au niveau de la
membrane capillaire -
Quiz
p. 54

• Pourquoi observe-t-on un équilibre de
  Gibbs-Donnan
• de part et d'autre de la membrane capillaire?

Présence dans le plasma des ions protéiques

• La distribution des ions diffusibles est-elle
  égale de chaque
• côté de la membrane ?

NON
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Effets dans lorganisme- au niveau de la
membrane capillaire -
Quiz
p. 54-55

• Croyez-vous qu'il y a une différence de
  potentiel de chaque
• côté de la membrane ?

DV -1.3 mV plasma (-), liquide interstitiel
() Na ? interstitiel Cl- ? plasma

• La pression osmotique est-elle plus élevée d'un
  côté de la
• membrane que de l'autre ?

pression osmotique du plasma gt pression osmotique
du liquide interstitiel D 25 mmHg
42
Effets dans lorganisme- au niveau de la
membrane cellulaire -
Quiz
p. 55

• Pourquoi observe-t-on un équilibre de
  Gibbs-Donnan
• de part et d'autre de la membrane cellulaire ?

Présence à lintérieur des cellules des ions
protéiques et phosphate

• La distribution des ions diffusibles est-elle
  égale
• de part et d'autre de la membrane ?

NON
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Effets dans lorganisme- au niveau de la
membrane cellulaire -
Quiz
p. 55

• Observe-t-on une différence de potentiel de
  chaque
• côté de la membrane ?

DV -90 mV intra (-), liquide interstitiel
() K ? interstitiel

• La pression osmotique est-elle plus élevée d'un
  côté de la
• membrane que de l'autre ?

pression osmotique identique