Cours 1 Flashcards
Quels sont les 4 systèmes végétatifs et qu’est-ce que ça signifie?
= organes qui travaillent sans que nous ayons besoin de les contrôler/diriger, de façon active
-
Respiratoire (poumons)
→ 7,5 l/min -
Digestif (nutrition)
→ Eau: 2,5 l/j
→ Aliments: 500 g/j -
Excréteur/urinaire (reins)
→ Urine: 1,5 l/j -
Cardiovasculaire (circulation)
→ 5 l/min
V/F: On respire 30 fois pas minute
Faux, 20 fois/min
je sais, c’est contre-intuitif
Que permettent les 4 systèmes végétatifs? (3)
- Le maintient de l’homéostasie dans nos cellules (via le sang et le liquide qui circule dans le sang)
- Amène aux cellules les gaz et nutriments dont elles ont besoin pour fonctionner
- Éliminent les gaz et les déchets qu’elles vont produire
Les échanges entre le sang et les cellules est-il énergisé par une pompe?
Non!!!
Donner les 3 composants de la micro-vasculature/micro-circulation? (+ chemin du sang)
- Artérioles (= petite artère) au bout des artères
- Réseau capillaire (lieu d’échange de fluides)
- Veinules (= sortie)
→ Liquide sort de l’appareil circulatoire et pénètre dans la espace interstitiel (entre les cellules) depuis le sang
→ Liquide (fluide) circule dans l’espace interstitiel mais cellules = sac étanche (membrane empêche la pénétration)
Qu’est-ce que le “milieu intérieur” selon Claude Bernard?
Liquide dans lequel les cellules baignent, milieu interstitiel
= Eau en équilibre qui permet la vie
Pour une personne d’un poids moyen de 70 kg, quelle est la distribution de l’eau?
Intérieur vs extérieur des cellules
Corps composé à 60% d’eau donc: 6x7 = 42 kg d’eau donc 42L d’eau en tout
40% de ce poids se situe à l’intérieur des cellules: 4X7 = 28 → 28L d’eau intraC
20% de ce poids se situe à l’extérieur des cellules: 2X7 = 14 → 14L d’eau extraC et 11L d’eau interstitielle
Répartition de l’eau dans notre organisme
Corps composé à 60% d’eau (totale) répartie en:
Eau intercellulaire (principale): 40% → 2/3
→ + d’eau dans les cellules que en dehors
Eau extracellulaire: 20% → 1/3, séparée en 2 composantes:
- Eau interstitielle (milieu intérieur)
- Plasma (circule dans le sang)
Comment appelle-t-on l’eau qui se situe dans les globules rouges?
C’est de l’eau intracellulaire (≠ plasma)
Ions et particules présents dans l’eau du plasma/Interstice/Cellule:
Plasma: riche en NaCl (sel)
→ Ions sodium Na+ et Protéines (couleur jaune du plasma)
Liquide interstitiel: riche en Na+ (NaCl)
→ mais ne contient pas de protéines (→ ne passent pas la membrane capillaire)
==> Même liquide dans le plasma et l’interstice à l’exception des protéines)
Cellules: riche en potassium K+ et protéines
(équipées d’un appareil de production de protéines)
Liquides corporels: concentration intra/extracellulaires en Na+, K+, Ca+ et Cl-:
3 grands gradients ioniques (principale asymétrie ionique entre Na+ et K+):
-
Na+
→ ExtraC: 145mM
→ IntraC: 12mM (10x moins qu’en extra) -
K+
→ ExtraC: 4mM
→ IntraC: 120mM -
Ca+
→ ExtraC: 1,2mM → Ca ionisé, non lié à la cellule
→ IntraC: 0,0001mM
de l’ordre de la centaine de nano-molaire → pauvre en Ca -
Cl-
→ ExtraC: 110 mM
→ IntraC: 10 mM
Pourquoi est-ce que les ions répartis dans et hors de la cellule ne se mélangent pas? (Qu’est-ce qui rend ce phénomène possible?)
Parce que les cellules sont entourée d’une membrane plasmique (+ membranes intraC (réticulum endoplasmique) + organites dans les cellules aussi limitées par une membrane)
→ Permet le maintient d’une concentration ionique et d’une composition en protéines différente entre organite/cytosol ou cellule/milieu extraC
⇢ dû aux phospholipides
La bicouche entourant la cellule est-elle imperméable à l’eau?
Oui, très
→ Possible grâce aux phospholipides membranaires (amphiphile) qui forment une BICOUCHE TRÈS imperméable à l’eau
Exemples de phospholipides membranaires? (4)
Que forment-ils?
Typiquement des phsophoglycérolipides avec, suivant le composé dans la tête:
- Choline
- Éthanolamine
- Sérine (phosphatidylsérine)
- Inositol (phosphatidylinositol)
=> Forment spontanément une bicouche lipidique
Perméabilité des bicouches lipidiques + temps pour faire passer:
- Gaz
- Petites molécules polaires non chargées
- Eau
- Grande molécules polaires non chargées
- Ions
- Molécules polaires chargées
Quelle complication peut entraîner l’imperméabilité de la bicouche lipidique?
= Barrière presque infranchissable
==> Ne laisse pas passer l’ATP, le Glucose-P, les a.a. et les ions (>2ans)
= molécules polaires chargées
Comment la nature a-t-elle régler le problème d’une bicouche lipidique quasi infranchissable?
Grâce a des protéines transmembranaires
Qu’est-ce qu’une protéine de transport
Protéine transmembranaire intégrale (pompes/transporteur/canaux) qui permettent a des composés de traverser la membrane
Membrane plasmique = (fonction)
Barrière sélective
Perméabilité des membranes (avec transporteurs) + temps pour faire passer:
- Gaz
- Molécules polaires chargées
- Petites molécules polaires non chargées
- Grande molécules polaires non chargées (glucose)
- Eau (canaux)
- Ions (canaux)
Gaz → msec
Transporteurs
- Molécules plolaires chargées → sec
- Petites moléc plolaires ø chargées → sec
- Grandes moléc plolaires ø chargées → msec
Canaux
- Eau → nsec
- Ions → µsec
Transporteurs rapides sont typiquement des…?
Des canaux
Transporteurs plus lents impliquent que…?
La molécule transporté réalisent plusieurs cycles à l’intérieur de la protéine de transport
- Comment appelle-t-on les protéines qui transportent l’eau à travers les membranes (+temps)?
- Quel type de prot transmembranaire?
Des Aquaporines = canaux à eau
~10 nano secondes
En plus des Aquaporines, quels sont deux autres facteurs qui aident au transport de l’eau?
- Densité (gigantesque)
- Mobilité des molécules d’eau
Les 3 grandes classes de protéines de transport (3+):
+ dire si consommation d’énergie ou pas
Canaux
→ molécules traversent le canal
Pompes
→ bougent la molécule transporté
==> Seuls qui consomment de l’ATP
(transport énergétiquement coûteux)
Autres classes de transporteurs (antiporteur/échangeur…)
==> Ne consomme ø d’énergie
Que permettent la plupart des canaux?
(2 ex qui expliquent pourquoi)
La Sélectivité
→ Aquaporine, le canal se resserre, seulement l’eau passe
→ Canal potassique se resserre, seulement le potassium passe
3 types de Transporteurs (pas de consommation d’énergie) et leurs fonctions:
Uniport: prot qui transporte 1 seule espèce chimique à la fois
→ va dans le sens du gradient
Symport (cotransport): prot qui transporte simultanément 2 ou + espèces chimiques dans le même sens
Antiport: prot qui transporte successivement 2 ou + espèces chimiques dans deux sens opposés
Mécanisme du transport pour les:
- Canaux
- Pompes
- Uniports
- Symports
- Antiports
Canaux
→ passif
Pompes
→ Actif
Uniprot
→ passif: diffusion facilité
Symports
→ secondairement actif
Antiports
→ secondairement actif
Pourquoi dit-on que le transport est secondairement actif pour les symport et antiport?
2 espèces chimiques sont transportées:
- Une bouge passivement (selon son gradiant)
- L’autre est entraînée par la première (contre son gradient)
→ Soit dans le même sens (symport) soit dans le sens opposé (antiport)
De quoi découle la Vitesse de transport des molécules à travers la membrane?
Ordre de grandeur des vitesse de transport pour les:
- Canaux à eau
- Canaux ioniques
- Pompes
- Transporteurs
Vitesse de transport (en molécule par seconde) découle du mode de transport:
Canaux à eau: milliards molec/sec
→ H2O prend 1 nsec pour traverser
Canaux ioniques: millions molec/sec
Pompes: milliers molec/sec
Transporteurs: milliers molec/sec
Membranes cellulaires sont composées de quoi? (3)
Phospholipides
→ Contiennent des protéines de transport + cholestérol
Doit-on traverser une membrane pour passer du plasma au liquide interstitiel?
NON, il n’y a pas de membrane qui sépare le plasma du liquide interstitiel
→ Pour passer du plasma à l’interstice il faut traverser la barrière capillaire
Quelles sont les 4 “forces” (gradients) du transport dans le corps en général?
Quelles sont les deux “forces” du transport des molécules à travers les membranes?
Qu’est-ce qu’elles génèrent lorsqu’elles se combinent?
- Gradient Chimique
- Gradient Électrique
→ Les 2 s’additionnent pour générer le Gradient électrochimique
De quel phénomène découlent les “forces” du transport (gradients)?
De quoi découle ce phénomène?
Du phénomène de DIFFUSION (= rendu possible grâce aux forces de diffusion)
→ découle du mouvement des molécules
V/F: La diffusion est extrèmement efficace sur des grandes distances
Faux
TRÈS efficaces sur des petites distances
→ n’a pas d’orientation préférentielle
Lors de la diffusion, quand est-ce qu’on atteint un état d’équilibre?
Quand les molécules sont réparties de manièrent symétrique
(mouvement continue mais plus de directionnalité du transport)
Pourquoi les molécules peuvent bouger (+ influences et trajectoire)?
De quel type de mouvement s’agit-il?
Elles ont une énergie cinétique très grande du fait de la T° (= donne l’énergie aux molécules)
→ trajectoire non rectiligne lorsque les molécules se cognent
= Mouvement Brownien
Quel est la concentration de l’eau dans le corps?
Eau = 55moles/litre
==> Solution très dense en molécules
- Vitesse d’une molécule d’eau (à 37°C):
- Vitesse d’une molécule de glucose (à 37°C):
En km/sec
- 2 500 km/sec
- 850 km/sec
Formule du calcul de temps mis par une molécule pour se diffuser:
Distance proportionnelle au temps de diffusion
Formule du calcul du coefficient de diffusion:
V/F: Plus on chauffe, plus la molécule a de l’énergie
Vrai
V/F: Plus le rayon de la molécule est petit, plus le coeff de diffusion est bas
Faux:
Plus le rayon de la molécule est petit, plus le coeff de diffusion est élevé
- Formule du flux de diffusion J lorsqu’il est appliqué au contexte des transports membranaires:
- Quel est le nom de cette loi? ⚠︎
Si on part du principe que le transporteur n’impose aucune directionalité, dans quel sens se diffuseront les molécules?
Quelle règle générale découle de cet exemple?
Statistiquement, les molécules de l’extérieur ont plus de chance de traverser la membrane que les molécules qui sont à l’intérieur
==> Dans la plupart des cas, le mvt des molécules se fait suivant leur gradient de concentration et/ou le gradient électrochimique
Formule du flux de diffusion à travers une membrane:
Formule De Boltzmann
= calcul de l’énergie du grandient chimique: (+unités)
- Aspect électrique: Si la molécule est chargée, quelle force permet son mouvement?
- Comment s’appelle le phénomène qui en découle?
Driving force de la molécule = potentiel électro-chimique
(et non plus uniquement le gradient de concentration)
= phénomène d’Électro-diffusion
V/F: Selon de phénomène d’électro-diffusion, le gradient chimique impose de gradient électrique
Faux, c’est l’inverse
→ Gradient électrique impose le Gradient chimique
Lors de l’électro-diffusion, comment le potentiel d’équilibre est-il atteint?
Le gradient chimique (force 1) génère l’équivalent d’un potentiel électrique (force 2)
Dérection du potentiel électrique dépend de la direction du gradient chimique et de la valence de l’ion transporté
(z=positif pour cations, z =négatif pour les anions)
=> Flux entrant et sortant sont de même amplitude
- Ion sort de la molécule (chargée positivement et ayant un gradient de 10 entre l’intérieur et l’extérieur)
→ Charges bougent et s’accumulent sur la membrane électrique - Membrane = Chargée, agit comme un capaciteur
-
Différence de potentiel membranaire entraine une Force qui fait re rentrer l’ion
= Atteinte de l’état d’équilibre
Qu’est-ce que le potentiel de membrane (+ calcul)?
Par convention, le potentiel électrique transmembranaire est la différence des charges électriques positives (Q) entre le feuillet interne et le feuillet externe de la membrane
= déterminé par les cx ioniques
- Les cellules (membranes) sont électriquement chargées, ont-elles un potentiel positif ou négatif?
- Quel est l’ordre de grandeur?
- Négatif
- De l’ordre de -70 mV
Pourquoi les membranes cellulaires sont-elles chargées?
Membrane agit comme un isolant et accumule les charges (capacitance)
→ Potentiel électrique transmembranaire est généré par le transport d’une quantité minime de charges à travers les canaux ioniques (conductance)
⚠︎ Les concentrations d’ions ne sont pas altérées significativement
V/F: Les liquise sont électriquement chargés
Faux
⚠︎ Les liquides ne sont PAS électriquement chargés!
Qu’est ce que le potentiel électrochimique?
Donner sa formule: Équation de Nerst? ⚠︎
= Somme des forces exercées sur la molécule
Qu’est-ce que le potentiel d’équilibre?
= Potentiel membranaire où il y a un équilibre entre le gradient chimique et le gradient électrique
(pour chaque espèce unique)
Que se passe-t-il lorsque le potentiel d’équilibre de la cellule est atteint?
Le flux net est nul car les deux forces s’équilibrent
→ Énergie chimique contre-balance l’énergie électrique
→ Forces égales mais de sens opposés
(forces de diffusion toujours présentes)
Calcul du potentiel d’équilibre: (surtt simplification)
Comme au potentiel d’équilibre, le potentiel électrochimique ∆µ = 0 on obtient le calcul de potentiel d’équilibre suivant, qui peut être simplifié (Z = charge de valence)
=> Varie en fonction du sens du gradient et de la charge de l’ion
Si la molécule est chargée, quel est le gradient qui compte?
Le gradient électrochimique
Compléter:
Quelle est la seule condition pour que l’agitation thermique des ions des gradients électrochimique soit minimale?
Si la température descend à 0°K
⚠︎ impossible dans une cellule
Concentration intra/extracellulaire + potentiel d’équilibre des ions:
