Revision sheet: Transports membranaires cellulaires

📋 Plan du Cours

1. Rôles des transports membranaires
2. Classification des transports
3. Diffusion simple
4. Diffusion facilitée
5. Osmose et mouvements de l’eau
6. Transport du chlore et CFTR
7. Transports actifs et pompes
8. Transport secondaire et pH

📖 1. Rôles des transports membranaires

★ À maîtriser

• Les protéines de transport membranaire permettent l’approvisionnement en métabolites, l’élimination des déchets métaboliques et le maintien de concentrations ioniques définies.

• Toutes les cellules maintiennent l’homéostasie, les équilibres ioniques et un potentiel de repos d’environ -70 mV en transportant les ions de part et d’autre de leur membrane.

• Le potassium K+ est majoritairement intracellulaire, tandis que le sodium Na+ et le chlore Cl- sont majoritairement extracellulaires.

Compléments

• Les cellules excitables, notamment les neurones et les fibres musculaires, utilisent les transports membranaires pour déclencher et propager les potentiels d’action, l’influx nerveux et la contraction musculaire.

📖 2. Classification des transports

★ À maîtriser

• Un transport passif ne consomme pas d’énergie, tandis qu’un transport actif consomme de l’énergie.

📌 Les transports sans mouvement de membrane utilisent des canaux ou des protéines, tandis que les transports avec mouvement de membrane correspondent notamment à l’endocytose et à l’exocytose.

Compléments

• Les petites molécules non chargées comme l’urée et le glycérol peuvent traverser directement la bicouche lipidique sans mouvement de membrane.

• La bicouche lipidique est quasiment imperméable aux ions, aux molécules chargées, aux grosses molécules polaires non chargées comme le glucose et à l’eau.

📖 3. Diffusion simple

🔑 Notions clés & Définitions

• Diffusion simple : Un transport passif dans lequel les molécules traversent directement la membrane sans consommation d’énergie.

★ À maîtriser

• Les gaz O2, N2 et CO2, ainsi que les petites molécules non chargées comme l’urée et le glycérol, peuvent traverser la membrane par diffusion simple.

• En diffusion simple, les molécules se déplacent selon leur gradient de concentration, de la zone la plus concentrée en soluté vers la zone la moins concentrée.

Compléments

• À l’équilibre des concentrations, de petits échanges moléculaires persistent entre les compartiments, mais aucun mouvement net n’est observé.

📖 4. Diffusion facilitée

🔑 Notions clés & Définitions

• Diffusion facilitée : Un transport passif suivant un gradient de concentration grâce à des protéines de transport, sans consommation d’énergie.

★ À maîtriser

• Une protéine porteuse se lie à la molécule transportée, change de conformation puis la libère de l’autre côté de la membrane sans contact de cette molécule avec la bicouche lipidique.

• Les protéines porteuses sont saturables et spécifiques, leur vitesse étant inférieure à celle des canaux ioniques mais supérieure à celle de la diffusion simple.

• Les canaux ioniques sont spécifiques d’un ion et leur vitesse d’échange est au moins 100 fois supérieure à celle des protéines porteuses.

Compléments

• La vitesse de transport dans un canal ionique dépend de l’importance du gradient de concentration, du gradient électrique et de la charge de l’élément transporté, dont la combinaison constitue le gradient électrochimique.

• Les canaux ioniques peuvent être voltage-dépendants, ligand-dépendants ou activés par l’étirement de la membrane, tandis que les jonctions communicantes laissent passer rapidement de petites molécules comme l’AMPc, Ca2+ et l’eau.

💡 Astuce mémo

Porteuse : conformation ; canal : passage rapide

📖 5. Osmose et mouvements de l’eau

🔑 Notions clés & Définitions

• Osmose : La diffusion passive de l’eau des milieux les plus riches en eau et les moins concentrés en solutés vers les milieux les plus pauvres en eau et les plus concentrés en solutés.

★ À maîtriser

• L’eau traverse les membranes par diffusion simple ou grâce à des aquaporines, et ses mouvements tendent à équilibrer la pression osmotique de part et d’autre de la membrane.

• En milieu isotonique, le volume cellulaire reste stable ; en milieu hypotonique, l’eau entre dans la cellule ; en milieu hypertonique, l’eau sort de la cellule.

• Dans un milieu hypotonique, un globule rouge gonfle et peut éclater par hémolyse, tandis que dans un milieu hypertonique il s’assèche et se collabe par plasmolyse.

Compléments

• La pression osmotique est directement proportionnelle à la différence entre le nombre total de molécules de solutés des deux côtés de la membrane.

📌 Les solutions injectées aux patients doivent être isotoniques afin d’éviter des mouvements d’eau dangereux pour les cellules.

💡 Astuce mémo

Dilué vers concentré, puis équilibre osmotique

📖 6. Transport du chlore et CFTR

🔑 Notions clés & Définitions

• Canal CFTR : CFTR signifie cystic fibrosis transmembrane conductance regulator et désigne un canal de la famille des transporteurs ABC qui régule la concentration cellulaire en chlore et le volume cellulaire.

★ À maîtriser

• Dans les cellules épithéliales bronchiques, CFTR provoque normalement une sortie de chlore qui influence secondairement les mouvements d’eau.

• Dans la mucoviscidose, des mutations du site ABC de CFTR empêchent l’évacuation correcte du chlore, provoquent un déséquilibre osmotique et favorisent l’entrée d’eau dans les cellules.

Compléments

• La mucoviscidose est une maladie génétique caractérisée notamment par l’encombrement des voies aériennes et digestives par un mucus épais, visqueux et insuffisamment hydraté.

💡 Astuce mémo

CFTR défaillant → chlore retenu → eau déplacée

📖 7. Transports actifs et pompes

🔑 Notions clés & Définitions

• Transport actif primaire : Utilise directement l’énergie de l’ATP pour transporter des ions contre leur gradient de concentration.

★ À maîtriser

• La Na,K-ATPase expulse 3 Na+ et fait entrer 2 K+ pour chaque ATP consommé, entretient l’électronégativité cellulaire d’environ -70 mV et est présente dans toutes les cellules.

• La Ca-ATPase maintient une faible concentration intracellulaire de calcium en contrôlant la sortie de Ca2+ par la membrane plasmique et l’entrée de Ca2+ dans les citernes du réticulum endoplasmique lisse.

Compléments

• La H,K-ATPase est une pompe à protons fonctionnant comme un antiport, qui expulse un H+ et fait entrer un K+ dans les cellules de l’estomac.

• La H-ATPase acidifie le contenu des lysosomes et des endosomes et intervient également dans les ostéoclastes.

📖 8. Transport secondaire et pH

🔑 Notions clés & Définitions

• Transport actif secondaire : Utilise l’énergie libérée par la diffusion passive d’une molécule, souvent Na+, selon son gradient pour transporter une seconde molécule contre son gradient.

★ À maîtriser

📌 Dans un symport, les deux molécules se déplacent dans le même sens, tandis que dans un antiport elles se déplacent en sens opposés.

• Dans le cotransport intestinal Na+/glucose, 2 Na+ entrent selon leur gradient et permettent l’entrée d’1 glucose contre son gradient.

• L’échangeur Na+/H+ NHE fait entrer Na+ selon son gradient et expulse H+ lorsque le pH intracellulaire est trop acide, ce qui contribue à augmenter le pH cellulaire.

• Le transporteur HCO3-/Cl- AE2 fait entrer Cl- selon son gradient et expulse HCO3- lorsque le pH intracellulaire est trop basique.

Compléments

• Le gradient ionique nécessaire au transport actif secondaire est entretenu continuellement par la Na,K-ATPase.

• Le pH optimal du cytosol est compris entre 7,2 et 7,4, tandis que le pH est compris entre 6 et 6,7 dans l’appareil de Golgi, vaut 4,7 dans le lysosome et environ 8 dans la mitochondrie.

📊 Tableaux de synthèse

Effets des milieux osmotiques

Milieu	Mouvement d’eau	Globule rouge
Isotonique	Pas de mouvement net, volume stable	Aucune conséquence
Hypotonique	Entrée d’eau	Gonflement puis hémolyse
Hypertonique	Sortie d’eau	Assèchement puis plasmolyse

Types de transport actif

Type	Source d’énergie	Exemple
Actif primaire	ATP	Na,K-ATPase
Actif secondaire	Gradient ionique	Na+/glucose, Na+/H+