Lernzettel: Notions fondamentales du vivant

📋 Plan du Cours

1. Organisation et fonctions du vivant
2. Homéostasie et milieu intérieur
3. Repères anatomiques fondamentaux
4. Membrane et transports cellulaires
5. Cytoplasme et noyau
6. Tissus de l’organisme
7. Organisation du système digestif
8. Organes digestifs associés
9. Sang et circulation cardiovasculaire
10. Vaisseaux et échanges capillaires
11. Voies respiratoires et échanges gazeux
12. Mécanique ventilatoire
13. Voies respiratoires inférieures
14. Échanges gazeux pulmonaires
15. Mesure et contrôle ventilatoires
16. Fonctions et anatomie rénales
17. Physiologie du néphron
18. Concentration des urines

📖 1. Organisation et fonctions du vivant

🔑 Notions clés & Définitions

• Cellule : L’unité structurale et fonctionnelle minimale du vivant.
• Métabolisme : L’ensemble des réactions biochimiques qui ont lieu dans l’organisme.
• Cellule souche : Capable de se différencier en différents types cellulaires.

📝 Points essentiels

• Le vivant s’organise selon cinq niveaux:

  • cellulaire
  • tissulaire
  • organique
  • systémique
  • organismique

• La structure d’une cellule détermine sa fonction, de sorte qu’une modification structurale peut entraîner une modification fonctionnelle.

• Les fonctions vitales comprennent le métabolisme, la réactivité, le mouvement, la croissance, la différenciation et la reproduction, qui peut être sexuée ou asexuée.

💡 Astuce mémo

Cellule → tissu → organe → système → organisme

📖 2. Homéostasie et milieu intérieur

🔑 Notions clés & Définitions

• Homéostasie : L’équilibre dynamique du milieu intérieur permettant de maintenir les fonctions vitales.

★ À maîtriser

📌 Le liquide intracellulaire se trouve à l’intérieur des cellules, tandis que le liquide extracellulaire se trouve à l’extérieur.

• Lorsqu’un stimulus perturbe l’équilibre, un récepteur transmet l’information au centre de régulation, qui commande un effecteur rétablissant l’homéostasie.

Compléments

• Le liquide extracellulaire comprend le plasma, la lymphe, les liquides des cavités et le liquide libre de la matrice extracellulaire.

💡 Astuce mémo

Stimulus → récepteur → centre régulateur → effecteur

📖 3. Repères anatomiques fondamentaux

🔑 Notions clés & Définitions

• Position anatomique : Correspond à une personne debout, les bras tendus et les paumes orientées vers l’avant.
• Cavité mésothéliale : Contient du liquide et entoure l’organe qu’elle protège.

★ À maîtriser

• Une coupe transversale suit la petite dimension, une coupe frontale reste parallèle au front et une coupe sagittale suit la grande dimension perpendiculairement au front.

Compléments

• Le décubitus latéral ou la position latérale de sécurité correspond à une personne couchée sur le côté.

• Une coupe frontale se regarde par la face ventrale ou antérieure, tandis qu’une coupe transversale se regarde par le bas.

• Le péricarde, les plèvres et le péritoine comprennent chacun une cavité, un feuillet viscéral et un feuillet pariétal.

📖 4. Membrane et transports cellulaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Membrane plasmique : Sépare le milieu extracellulaire du milieu intracellulaire grâce à une bicouche phospholipidique.
• Transport passif : Déplace les substances selon le gradient électrochimique sans dépense d’énergie cellulaire.
• Osmose : Le déplacement d’un solvant à travers une membrane sélective, du milieu le moins concentré en solutés vers le milieu le plus concentré.
• Transport actif : Fait traverser la membrane à une substance contre son gradient électrochimique en consommant de l’ATP.

★ À maîtriser

• La membrane plasmique contient trois grandes familles moléculaires:
  • les lipides
  • les glucides
  • les protéines

📌 Les phospholipides apportent de la souplesse à la membrane, tandis que le cholestérol lui apporte de la rigidité ; leur équilibre constitue la fluidité membranaire.

Compléments

• Le sérum physiologique contient 0,9 g de NaCl pour 100 mL d’eau et constitue une solution isotonique, tandis que le mannitol est hypertonique.

• Lors de la phagocytose, la cellule entoure une grosse particule par des pseudopodes, forme un phagosome qui fusionne avec un lysosome, puis élimine éventuellement les résidus par exocytose.

📖 5. Cytoplasme et noyau

★ À maîtriser

• Le cytosol est le liquide intracellulaire composé de 75 % d’eau et de solutés, et il constitue le lieu des réactions biochimiques.

• Le cytosquelette assure le soutien et le mouvement cellulaires, tandis que les ribosomes libres participent à la fabrication des protéines.

📌 Le réticulum endoplasmique rugueux participe à la synthèse des protéines grâce à ses ribosomes, tandis que le réticulum endoplasmique lisse participe à la synthèse des lipides.

• Les lysosomes détruisent les déchets cellulaires et les mitochondries constituent la centrale énergétique de la cellule.

• Le noyau possède une double membrane biologique, contient de la chromatine et renferme un nucléole impliqué dans la synthèse des ribosomes.

• Lors de la mitose, les 46 chromosomes comprennent 22 paires d’autosomes et une paire d’hétérosomes.

Compléments

• L’appareil de Golgi mature les protéines provenant du RER et peut les sécréter par exocytose.

• Lors de la méiose, les chromosomes s’apparient à l’équateur et peuvent s’entrecroiser, ce qui permet des recombinaisons génétiques.

📖 6. Tissus de l’organisme

🔑 Notions clés & Définitions

• Tissu : Un ensemble de cellules de structure semblable remplissant des fonctions identiques ou analogues.
• Tissu épithélial : Un feuillet cellulaire recouvrant une surface de l’organisme ou tapissant une cavité.
• Tissu conjonctif : Le tissu primaire le plus abondant et le plus répandu, représentant 15 % de la masse corporelle.

★ À maîtriser

• Les quatre types de tissus sont les tissus épithéliaux, conjonctifs, musculaires et nerveux.

• Les épithéliums possèdent une lame basale, une polarité, des jonctions spécialisées, un soutien conjonctif, une innervation et une grande capacité de régénération, mais ils sont dépourvus de vaisseaux sanguins.

• La matrice extracellulaire des tissus conjonctifs contient des fibres élastiques, réticulaires et collagènes, ainsi qu’une substance fondamentale faite de liquide interstitiel, de protéines d’adhérence et de protéoglycanes.

📌 Le muscle lisse est formé de myocytes non striés présents dans les parois des organes creux sauf le cœur, tandis que le muscle strié squelettique est attaché aux os.

Compléments

• Les tissus conjonctifs comprennent le tissu adipeux et fibreux, le cartilage, le tissu osseux et le sang.

• Le tissu nerveux régule les fonctions de l’organisme.

📖 7. Organisation du système digestif

★ À maîtriser

• Le tube digestif possède une entrée, la bouche, et une sortie, l’anus, et comprend notamment le pharynx, l’œsophage, l’estomac, l’intestin grêle, le côlon et le rectum.

• La paroi du tube digestif comprend quatre couches:

  • la muqueuse
  • la sous-muqueuse
  • la musculeuse
  • la séreuse

• Les fonctions digestives sont l’ingestion, la digestion mécanique, la digestion chimique, l’absorption des nutriments et la défécation.

• Lors de la déglutition, l’uvule palatine ferme la communication entre le nasopharynx et l’oropharynx, tandis que l’épiglotte ferme la communication entre le laryngopharynx et le larynx.

• L’estomac assure une digestion mécanique et une digestion chimique grâce à l’amylase salivaire, la lipase gastrique et la pepsine gastrique, et il absorbe notamment l’alcool et l’aspirine.

Compléments

• La muqueuse abdominale possède généralement un mésothélium, sauf au niveau de l’œsophage, de la bouche et du rectum.

• La salive contient 99,5 % d’eau, ainsi que des enzymes et du mucus.

• L’œsophage propulse le bol alimentaire par péristaltisme sous le contrôle des systèmes nerveux et endocrinien.

💡 Astuce mémo

Bouche → pharynx → œsophage → estomac → intestin → rectum → anus

📖 8. Organes digestifs associés

★ À maîtriser

• L’intestin grêle comprend le duodénum, première partie située autour de la tête du pancréas, puis des anses intestinales.

• Le duodénum reçoit les sécrétions du foie et du pancréas.

• Les plis circulaires et les microvillosités augmentent la surface d’absorption de l’intestin grêle.

• L’intestin grêle absorbe principalement les nutriments dans les capillaires sanguins et certains lipides dans les capillaires lymphatiques.

• Le foie est situé dans l’hypocondre droit et la vésicule biliaire stocke la bile produite par le foie.

• La bile suit le trajet des hépatocytes vers les canaux biliaires, la vésicule biliaire, le cholédoque puis le duodénum.

• Les lobules sont les unités fondamentales du foie et les hépatocytes sont des cellules épithéliales glandulaires.

• Le pancréas comprend une tête, un corps et une queue, et possède une fonction exocrine digestive ainsi qu’une fonction endocrine hormonale produisant notamment l’insuline et le glucagon.

• Le côlon absorbe le liquide restant du bol alimentaire, contient beaucoup de bactéries et propulse les fèces vers la défécation.

Compléments

• Les sels biliaires émulsifient les lipides et contribuent à l’élimination de certains déchets.

💡 Astuce mémo

Foie → bile → vésicule → cholédoque → duodénum

📖 9. Sang et circulation cardiovasculaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Sang : Le seul tissu liquide de l’organisme et se compose de plasma et d’éléments figurés.
• Système cardionecteur : Constitué de cellules cardiaques non contractiles qui produisent et propagent les potentiels d’action commandant la contraction cardiaque.

★ À maîtriser

📌 La circulation pulmonaire est pompée par le côté droit du cœur, tandis que la circulation systémique est pompée par le côté gauche.

• Le sang a généralement une température de 38 °C et un pH compris entre 7,35 et 7,45.

• Le plasma représente 55 % du sang, tandis que les éléments figurés représentent 45 %.

• Les globules rouges transportent l’oxygène et le dioxyde de carbone, vivent environ 120 jours et sont produits dans la moelle osseuse hématopoïétique.

• Une diminution des globules rouges stimule la libération d’érythropoïétine par les reins, qui agit sur la moelle osseuse rouge et augmente la production de globules rouges.

• Les leucocytes défendent l’organisme ; les granulocytes comprennent les neutrophiles, les éosinophiles et les basophiles, tandis que les agranulocytes comprennent les lymphocytes et les monocytes.

• Les plaquettes participent à l’hémostase en s’agglutinant sur les lésions vasculaires et en formant un bouchon solidifié par une colle, tandis que la fibrinolyse dégrade ce bouchon.

• Les groupes sanguins dépendent de glycoprotéines transmembranaires des globules rouges, et une transfusion est dangereuse lorsque les anticorps du receveur réagissent avec les antigènes du donneur.

📌 Les veines conduisent le sang vers le cœur, tandis que les artères le conduisent hors du cœur.

• Le ventricule gauche possède une paroi plus épaisse que le ventricule droit parce qu’il pompe le sang dans la circulation systémique.

• Les valves auriculo-ventriculaires, tricuspide et mitrale, se ferment lors de la contraction ventriculaire pour empêcher le reflux du sang vers les oreillettes.

Compléments

• L’hémoglobine comprend quatre groupements hème contenant chacun un atome de fer et une protéine globulaire appelée globine.

• Le cœur est situé dans le médiastin entre les poumons, repose sur le diaphragme et est enveloppé par le péricarde.

• Le nœud auriculoventriculaire ralentit la conduction du message électrique, créant un délai avant la contraction des ventricules.

📖 10. Vaisseaux et échanges capillaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Pression nette de filtration : Détermine la direction du déplacement des liquides entre le plasma et le liquide interstitiel.

★ À maîtriser

• Les artères conduisent le sang du cœur vers les organes dans un réseau divergent, les capillaires permettent les échanges et les veines ramènent le sang vers le cœur dans un réseau convergent.

📌 Les artères élastiques proches du cœur se déforment puis reprennent leur forme pour propulser le sang, tandis que les artères musculaires plus éloignées le conduisent rapidement.

📌 La pression hydrostatique est exercée par l’eau sur la paroi qui la contient, tandis que la pression osmotique pousse l’eau vers le milieu le plus concentré en solutés.

• Les mouvements capillaires concernent le plasma, c’est-à-dire l’eau et les solutés, mais pas les protéines.

• Les valvules veineuses et la contraction des muscles squelettiques voisins facilitent le retour du sang vers le cœur et empêchent son reflux.

Compléments

• Les artères, les veines et les capillaires possèdent un endothélium simple squameux reposant sur une lame basale.

• Les capillaires lymphatiques récupèrent une partie du liquide interstitiel, convergent et se jettent dans une veine cave, avec des ganglions lymphatiques sur leur trajet.

📖 11. Voies respiratoires et échanges gazeux

🔑 Notions clés & Définitions

• Système respiratoire : Conduit l’air et permet les échanges d’oxygène et de dioxyde de carbone entre le milieu extérieur aérien et le sang.

★ À maîtriser

• Le poumon droit possède trois lobes et le poumon gauche deux lobes.

• Les bronches se divisent en conduits de plus en plus petits jusqu’aux alvéoles, où ont lieu les échanges gazeux.

📌 À mesure que les bronches se divisent, les anneaux cartilagineux diminuent alors que le tissu musculaire lisse persiste, ce qui rend les bronchioles sensibles à la bronchoconstriction.

• Les échanges gazeux ont lieu entre les alvéoles et les globules rouges, où la majeure partie de l’oxygène et du dioxyde de carbone est liée à l’hémoglobine.

• Une augmentation du dioxyde de carbone sanguin déplace l’équilibre vers la formation d’ions H+, augmente l’acidité du sang et diminue son pH.

Compléments

• Le diaphragme est un muscle strié squelettique participant à la respiration.

• Le larynx est l’organe de la phonation, situé en avant de l’œsophage, et contient les cordes vocales.

💡 Astuce mémo

Conduction → bronchioles → alvéoles → sang

📖 12. Mécanique ventilatoire

🔑 Notions clés & Définitions

• Surfactant : Constitué de lipoprotéines et de phospholipides produits par les pneumocytes II et diminue la tension superficielle alvéolaire.

★ À maîtriser

📌 La pression intrapleurale est négative car elle reste toujours inférieure à la pression intra-alvéolaire.

• Lors de l’inspiration, la contraction du diaphragme augmente le volume thoracique, diminue la pression intrapleurale, augmente le volume pulmonaire et diminue la pression intra-alvéolaire.

• Lors de l’expiration, le relâchement du diaphragme le fait remonter, diminue le volume thoracique, augmente les pressions pleurale et alvéolaire et réduit le volume pulmonaire.

Compléments

• Les mouvements ventilatoires dépendent de la compliance pulmonaire, de la résistance des tissus pulmonaires et de la tension superficielle du liquide alvéolaire.

• Chez le nouveau-né prématuré, l’immaturité alvéolaire et l’absence de surfactant peuvent provoquer une détresse respiratoire par affaissement des alvéoles et augmentation du travail inspiratoire.

💡 Astuce mémo

Diaphragme se contracte → volume augmente → pression diminue

📖 13. Voies respiratoires inférieures

🔑 Notions clés & Définitions

• Alvéoles pulmonaires : Les zones terminales des divisions bronchiques où se produisent les échanges gazeux.

★ À maîtriser

• Les bronchioles sont particulièrement susceptibles de se fermer par bronchoconstriction en raison de leur composition de plus en plus musculaire.

Compléments

• En allant des bronches vers les alvéoles, les anneaux cartilagineux diminuent progressivement tandis que la proportion de tissu musculaire lisse reste importante.

💡 Astuce mémo

Bronches : conduisent ; alvéoles : échangent

📖 14. Échanges gazeux pulmonaires

★ À maîtriser

📌 Les artères pulmonaires transportent du sang pauvre en dioxygène vers un réseau divergent de capillaires, tandis que les veines pulmonaires ramènent du sang oxygéné.

• Les échanges gazeux se produisent entre l’air alvéolaire et les globules rouges du sang à travers la membrane alvéolocapillaire.

• Une augmentation de la concentration sanguine en CO₂ déplace l’équilibre vers la formation d’ions H⁺, ce qui augmente l’acidité et diminue le pH sanguin.

Compléments

• Les artères bronchiques proviennent de l’aorte et oxygènent la paroi des bronches avant le drainage par le réseau capillaire et les veines bronchiques.

• La majeure partie du dioxygène et du dioxyde de carbone sanguins est liée à l’hémoglobine dans les globules rouges.

💡 Astuce mémo

CO₂ augmente → H⁺ augmente → pH diminue

📖 15. Mesure et contrôle ventilatoires

🔑 Notions clés & Définitions

• Spirométrie : Mesure les volumes d’air mobilisés et le temps ventilatoire afin d’évaluer et de suivre la fonction respiratoire.
• VEMS : Le volume expiratoire maximal mesuré pendant la première seconde d’une expiration forcée.

★ À maîtriser

📐 Formule — La ventilation minute vérifie $VM = f \times VT$ ; avec 12 respirations par minute et un volume courant de 500 mL, elle vaut 6000 mL/min.

• Les centres respiratoires sont situés dans le tronc cérébral et sont reliés aux neurones médullaires qui commandent la contraction du diaphragme.

Compléments

• Une inspiration forcée mobilise le diaphragme et les muscles inspiratoires accessoires, tandis qu’une expiration forcée mobilise les muscles expiratoires accessoires.

💡 Astuce mémo

VM = fréquence × volume courant

📖 16. Fonctions et anatomie rénales

★ À maîtriser

• Les reins régulent les volumes extracellulaires, la pression artérielle à long terme, l’osmolarité, l’équilibre ionique et le pH.

• Les reins sont rétropéritonéaux et s’étendent approximativement de T12 à L2 dans la cavité abdominale.

• L’urine s’écoule des pyramides rénales vers les calices, puis le bassinet, l’uretère et enfin la vessie.

• Le rein possède un réseau capillaire glomérulaire entre deux artérioles et un réseau péritubulaire issu des artérioles efférentes puis drainé vers la veine rénale.

Compléments

• Les reins sécrètent l’érythropoïétine, hormone qui agit sur les précurseurs des globules rouges dans la moelle osseuse hématopoïétique.

• La vitamine D produite sous forme inactive par les kératinocytes devient active après des transformations successives dans le foie puis dans le rein.

💡 Astuce mémo

Cortex → pyramides → calices → bassinet → uretère

📖 17. Physiologie du néphron

🔑 Notions clés & Définitions

• Néphron : L’unité fonctionnelle du rein, constituée d’une partie glomérulaire avec la capsule de Bowman et d’une partie tubulaire.
• Filtration : Le passage du solvant et des solutés des capillaires glomérulaires vers la chambre glomérulaire.

📝 Points essentiels

• La réabsorption ramène des substances du tubule vers les capillaires péritubulaires, la sécrétion les fait passer en sens inverse et l’excrétion correspond à leur sortie dans l’urine.

• Le filtrat de la capsule de Bowman est presque identique au plasma pour l’eau, les ions, le glucose et les hormones, mais il ne contient normalement pas les protéines plasmatiques.

• Le débit de filtration glomérulaire est d’environ 180 L par jour, alors qu’un adulte urine en moyenne environ 2 L par jour.

• Le réflexe myogène et le feedback tubuloglomérulaire contractent l’artériole afférente lorsque la pression artérielle ou le débit tubulaire augmente, ce qui diminue la pression nette de filtration et stabilise le DFG.

💡 Astuce mémo

Filtration → réabsorption → sécrétion → excrétion

📖 18. Concentration des urines

🔑 Notions clés & Définitions

• Osmolarité : La concentration en solutés capables d’attirer l’eau par osmose.
• ADH : Une hormone antidiurétique qui agit sur les cellules épithéliales des tubes collecteurs en favorisant l’insertion d’aquaporines et la réabsorption d’eau.
• Incontinence : Une fuite involontaire d’urine ou une absence de rétention volontaire.

★ À maîtriser

• La réabsorption tubulaire récupère des ions, du glucose et de l’eau selon les besoins de l’organisme grâce à des transports passifs et actifs.

• La vessie se situe au centre de la cavité pelvienne et possède une couche musculeuse lisse permettant son remplissage et sa vidange.

📌 Le sphincter urétral interne est constitué de muscle lisse, tandis que le sphincter urétral externe est constitué de muscle strié squelettique du périnée.

• Pendant le remplissage involontaire jusqu’à environ 200 mL, le système sympathique relâche la vessie et contracte le sphincter interne, tandis que le réflexe somatique maintient le sphincter externe contracté.

• Lorsque le volume vésical dépasse 200 mL, le centre parasympathique contracte la vessie et relâche le sphincter interne, tandis que les réflexes sympathique et somatique sont inhibés.

• Les liquides représentent 60 % de la masse corporelle, dont 40 % de liquide intracellulaire et 20 % de liquide extracellulaire.

• Le liquide extracellulaire comprend 80 % de liquide interstitiel et 20 % de plasma.

📐 Formule — La concentration sanguine en ions H⁺ est de 0,00004 mM/L et le pH vérifie $pH=-\log[H^+]$, soit environ 7,4 dans les conditions physiologiques.

• Le pH sanguin toléré se situe entre 7 et 7,8 ; une valeur de 7,35 correspond à une acidose et une valeur de 7,45 à une alcalose.

• La régulation du pH sanguin commence par les tampons, notamment l’acide carbonique et l’hémoglobine, puis implique les poumons qui éliminent le CO₂.

Compléments

• La sécrétion tubulaire s’effectue par transport actif et concerne l’eau, les ions, le glucose et certaines substances non filtrées, notamment des métabolites médicamenteux.

• Le milieu interstitiel est quatre fois plus concentré au niveau de l’anse que dans le cortex, et l’urine en formation y est quatre fois plus concentrée que le sang.

• L’alcool inhibe la sécrétion d’ADH, tandis que la caféine inhibe la réabsorption du sodium et donc celle de l’eau qui le suit par osmose.

💡 Astuce mémo

ADH → aquaporines → réabsorption d’eau

📊 Tableaux de synthèse

Types de transport membranaire

Type	Gradient	Énergie
Transport passif	Dans le sens du gradient électrochimique	Aucune dépense d’ATP
Transport actif	Contre le gradient électrochimique	Dépense d’ATP
Osmose	Solvant vers le milieu le plus concentré en solutés	Aucune dépense d’ATP

Principaux vaisseaux sanguins

Vaisseau	Sens	Fonction
Artère	Du cœur vers les organes	Conduction rapide sous pression
Capillaire	Entre artérioles et veinules	Échanges avec le liquide interstitiel
Veine	Des organes vers le cœur	Retour et stockage du sang