Lernzettel: Transports passifs en biophysique

1. 📌 L'essentiel

• Transport passif : sans consommation d'énergie, basé sur gradients (concentration, pression, champ électrique)
• Diffusion : déplacement des molécules selon un gradient de concentration, loi de Fick 1 et 2
• Loi de Fick 1 : J = -D × S × (dC/dx), débit proportionnel au gradient
• Loi de Fick 2 : ∂/∂t = D ∇²C, évolution spatiale et temporelle de C
• Coefficient de diffusion D : dépend du milieu, de la taille des particules, en cm² (~10⁻⁵ à 10⁻⁶)
• Osmose : déplacement de solvant à travers membrane semi-perméable, réponse au gradient de concentration
• Pression osmotique : π = RT.C, force pour arrêter l’osmose
• Tonicité : effet de la solution sur le volume cellulaire (iso, hypo, hyper)
• Filtration : passage du solvant sous gradient de pression J = K × ΔP
• Équilibres : flux net nul si J diffusion + J filtration = 0

2. 🧩 Structures & Composants clés

• Membrane cellulaire : membrane semi-perméable, contrôle passif
• Pores membranaires : permettent diffusion selective, taille critique
• Solutés : molécules, ions, particules en solution
• Solvant : souvent l’eau, en mouvement lors de diffusion ou osmose
• Gradient de concentration : différence de C entre deux milieux
• Gradient de pression : différence de pression hydrostatique ou hydraulique
• Coefficient de diffusion D : dépend de la température, taille, viscosité
• Loi de Van’t Hoff : relation entre concentration et pression osmotique
• Pores de filtration : taille, perméabilité, rôle physiologique (ex. glomérule)
• Membranes sélectives : laissent passer certains solutés

3. 🔬 Fonctions, Mécanismes & Relations

• Diffusion passive : molécules se déplacent selon leur gradient jusqu’à équilibre
• Loi de Fick 1 : débit simple, dépend de surface, D, gradient
• Loi de Fick 2 : modélise la variation spatiale temporelle de concentration
• Osmose : Équilibre entre flux de solvant et soluté, dépend de la pression osmotique
• Filtration : dépend de la pression hydrostatique et du coefficient K
• Interaction : diffusion et filtration peuvent agir en simultané selon membrane
• Équilibre : flux net zéro, pas de mouvement global
• Relations structure-fonction : pores, perméabilité, taille de molécules influence passage
• Processus critique pour la physiologie : échanges capillaires, néphrons, cellules

4. Tableau comparatif : Diffusion, Filtration, Osmose

Élément	Caractéristiques clés	Différences principales
Diffusion	Déplacement moléculaire selon gradient de concentration	Passive, sans membrane spécifique, dépend D
Filtration	Passage sous gradient de pression hydrostatique	Liquide et petites molécules, dépend ΔP, K
Osmose	Déplacement de solvant en réponse à gradient de concentration des solutés	Déplace uniquement solvant, π = RT.C

5. 🗂️ Diagramme hiérarchique ASCII

Transport passif
 ├─ Diffusion (dC/dx)
 │    └─ Loi de Fick 1 et 2
 ├─ Filtration (ΔP)
 │    └─ Débit J = K × ΔP
 └─ Osmose (gradient de C)
      └─ Déplacement Solvant

6. ⚠️ Pièges & Confusions fréquentes

• Confondre diffusion simple et osmose (osmose concerne seul le solvant)
• Négliger l’effet de la membrane dans la filtration et l’osmose
• Confondre le coefficient D (diffusion) avec K (filtration)
• Ignorer la différence entre osmose et pression hydrostatique
• Croire que la diffusion dépend uniquement de la concentration, pas de la membrane
• Sous-estimer l’impact de la température sur D
• Confondre concentration osmolaire et tonicité
• Croire qu’osmose nécessite de l’énergie (elle est passive)

7. ✅ Checklist examen final

• Comprendre et appliquer la loi de Fick 1 et 2
• Savoir calculer D, t de diffusion, r, et flux
• Maîtriser la différence entre diffusion, filtration et osmose
• Connaître la pression osmotique : π = RT.C
• Savoir l’effet de la tonicité sur la cellule
• Interpréter un graphique ou un schéma de diffusion ou filtration
• Établir la relation entre gradient de pression, flux, perméabilité
• Identifier le rôle de la membrane dans ces processus
• Comprendre les mécanismes physiologiques (ex. échanges capillaires, néphrons)
• Être capable de différencier diffusion passive, active, et facilitée (selon contexte)

Ce résumé doit permettre de bien préparer les notions essentielles pour l’épreuve sur les mécanismes de transport passif.