Mécanismes de transport Flashcards
Barrières limitant le mouvement de matières entre les compartiments
- Entre le liquide intracellulaire et extracellulaire: la membrane
plasmique (cellulaire) - Entre le liquide extracellulaire et le plasma: la paroi capillaire
- Entre le plasma et l’environnement extérieur: la paroi capillaire
Critère viabilité des cellules
*Dépend de la constance relative du milieu intérieur
* Nécessite des échanges entre l’environnement intérieur et
(ultimement) extérieur (nutriments qui entrent et déchets qui sortent)
Fonction de la membrane plasmique (4)
Régulation du passage de substances dans et hors de la cellule:
* Maintien des compositions distinctes des liquides intracellulaires et interstitiels
* Perméabilité sélective
Détection de messages chimiques
Ancrage aux cellules adjacentes par jonctions membranaires
Ancrage des cellules à la matrice cellulaire
Caractéristiques de perméabilité de la membrane plasmique
Grande perméabilité
- Eau
- Substance liposolubles
- Gaz dissous (O2, CO2)
- Petites molécules non chargées
Moins grande perméabilité
- Molécules de taille moyenne
- Particules chargées
Imperméable
- Grandes molécules
Structure de la membrane plasmique
Double couche de phospholipides
* Principaux lipides membranaires
* Molécules amphipathiques → une extrémité de la molécule est chargée et
le reste est non polaire
Mobilité latérale
Contient des protéines et du cholestérol
Fonction du cholestérol dans la membrane plasmique
Donne de la stabilité et de la
rigidité
Protéine périphérique de membrane vs protéine intégrale de membrane
Protéine périphérique de membrane
Localisées à la surface de la membrane, principalement du côté cytoplasmique, elles sont liées aux régions polaires des protéines membranaires intégrales
Protéine intégrale de membrane
Couplées étroitement avec les phospholipides (souvent
transmembranaires)
Qu’est ce que la glycocalyx
→ Enveloppe de la cellule
* Constitué d’hydrates de carbone et de glycoprotéines sur la face extracellulaire de la membrane
* Protection à la face externe de la cellule
* Très hydrophile
* Jouent un rôle important dans l’identification et les interactions entre les cellules
Modèle de mosaïque fluide
Toutes les membranes ont la même structure générale appelée : modèle de mosaïque fluide (les membranes se déplacent)
Les membranes diffèrent par leur composition et distribution en protéines et cholestérol (ce qui joue sur la rigidité)
Fonction des protéines membranaires (6)
- Transport
- Enzymes catalytiques
- Récepteurs : réception et transduction de signaux chimiques provenant de
l’environnement extérieur - Reconnaissance cellulaire
- Adhérence intercellulaire
- Ancrage du cytosquelette
Voies de transport membranaire
- Diffusion (passif)
- Diffusion facilité (passif)
- Canal ionique
- Canal ionique à ouverture
- Uniport
- Antiport
- Symport
- Transport actif (avec ATP
Facteurs affectant le mouvement à travers la membrane
- Solubilité lipidique (capacité d’être soluble dans les lipides)
- Taille de la particule (plus c’est petit, plus ça passe)
- Charge électrique (gradient électrique)
- Disponibilité des transporteurs et des canaux (prêt à être utilisé ex: porte barrée)
- Nombre de transporteurs et de canaux (plus il y a de canaux plus le mouvement se fait facilement)
Transport passif vs transport actif
PASSIF
Indépendant de l’énergie
* Diffusion
* Diffusion facilité par un
transporteur
* Osmose
ACTIF
Dépendant de l’énergie
* Transport actif médié
par un transporteur
- Primaire
- Secondaire
* Pino-/Phagocytose
Qu’est-ce que la diffusion
Mouvement de particules dissoutes aléatoire jusqu’à dispersion totale et uniforme.
Flux net (sommation des deux flux unidirectionnel): la région à forte concentration vers la région à faible concentration
Lorsqu’on est en condition d’équilibre, la diffusion est égale dans les deux sens. Flux net = 0
Équation vitesse de diffusion
F = kp A (C0 - Ci)
- F → Flux net: mouvement net des molécules à travers la membrane
- Kp → Coefficient de perméabilité ou de diffusion: constante basée sur la facilité d’une molécule à bouger à travers une membrane
- A → Surface de la membrane
- C0-Ci →Gradient de concentration de la molécule diffusant à travers une membrane (0 = milieu externe et i = milieu interne)
Vrai ou faux, le temps de diffusion augmente avec le carré de la distance
Vrai et donc la diffusion n’est effective que sur courte distance
Les particules qui diffusent peuvent pénétrer la membrane…
- Par diffusion dans la phase lipidique
- Molécules non-polaires
- Exemple : O2, CO2, acides gras etc.
- Par diffusion à travers les canaux
- Ions
- Molécules organiques
Le mouvement de particules par diffusion dépend toujours de la présence d’un gradient de concentration.
diapo 23
Comment se nomme l’existence simultanée d’un gradient de concentration ET un gradient électrique pour un ion
Gradient électrochimique
Par quel autre facteur le mouvement des ions est-il affecté?
La présence d’un gradient électrique (potentiel membranaire qui représente la séparation électrique de part et d’autre des membranes plasmatiques)
Comment fonctionne le gradient électrique?
Donc, si l’intérieur d’une cellule a une charge négative nette par rapport à l’extérieur, la force électrique attire les ions (+) dans la cellule et repousse les ions (-).
Quels sont la facteurs qui peuvent produire l’ouverture et la fermeture d’un canal ionique
- Ligand ou chimio-dépendant
- Voltage dépendant (Na+, K+, Ca+)
- Activé mécaniquement
Caractéristiques de la diffusion facilité par un transporteur
- Requiert un « transporteur »
- Facilite la pénétration du soluté p/r à la diffusion simple
- Flux net en fonction du gradient de concentration
- Hormones peuvent réguler le nombre ainsi que l’affinité des transporteurs
Dans la diffusion facilitée par un transporteur, la vitesse de transport varie en fonction de
- Nombre de sites de liaison par transporteur
- Nombre de transporteurs
- Vitesse maximale limitée pour chaque substance
Qu’est-ce qui peut nuire à la diffusion facilité par transporteur?
Compétition
* En présence de particules structurellement semblables :
phénomène de compétition pour le même site de liaison sur un transporteur
Vrai ou faux, dans un graphique, la courbe du transport facilité atteindra un plateau alors que celle de la diffusion sera en augmentation constante
Vrai
Qu’est-ce qui facilite le mouvement d’osmose
Aquaporines (canaux perméables à l’eau)
Que se passe-t-il si une membrane est perméable au solvant (eau) et non au soluté
Diffusion de l’eau vers le milieu plus concentré, entraine une pression osmotique qui va causer un flux unidirectionnel vers le milieu moins concentré. Le flux net sera donc nul à la fin.
Qu’est-ce que la pression osmotique?
- Pression nécessaire pour empêcher la diffusion de l’eau à travers une membrane semi-perméable
- Est égale à la différence de pression hydrostatique entre les deux
solutions - La pression osmotique est proportionnelle au nombre de particules en solution/unité de volume et non en fonction de leurs tailles, configurations et charges.
Dans une solution idéale, la pression osmotique est en fonction…
de la température comme la pression d’un gaz → P = nRT/V
n = nombre de particules
R = constante du gaz
T = température absolue
V = volume
Qu’est-ce que l’osmolarité
- Concentration totale de particules diffusibles
- Exprimée en nombre d’osmoles de soluté par litre de solution
1 osmole = 1 mole de particules de soluté
Vrai ou faux, la pression osmotique est proportionnelle à l’osmolarité
Vrai
Qu’est-ce qu’une solution iso-osmotique?
2 solutions avec le même nombre de
particules osmotiquement actives
Qu’est-ce qu’une solution hypo-osmotique?
une solution avec moins de particules
osmotiquement actives
Qu’est-ce qu’une solution hyper-osmotique?
une solution avec plus de particules
osmotiquement actives
À quel moment des particules peuvent-elles exercer une pression osmotique réelle?
Si elles ne pénètrent pas (non-pénétrantes) la barrière semi-perméable.
*Le Na+ extracellulaire se comporte comme un soluté non-pénétrant
puisque le Na+ qui entre est activement pompé en dehors de la
cellule.
Qu’est-ce qu’une solution isotonique?
Désigne une solution qui ne modifie pas la taille cellulaire. Des solutions isotoniques possèdent la même concentration de solutés non pénétrants.
*Le flux net sera de 0
Qu’est-ce qu’une solution hypotonique?
Désigne une solution dont la
concentration de solutés non pénétrants est inférieure; déplacement de l’eau par osmose dans les cellules.
*La cellule sera gorgée d’eau et éclatera
Qu’est-ce qu’une solution hypertonique?
Désigne une solution dont la
concentration de solutés non pénétrants est supérieure; déplacement de l’eau par osmose hors cellules.
*Cellule vont se vider de H2O
Caractéristiques du transport actif
- est médié par des pompes
- nécessite un apport d’énergie (indispensable)
- Habituellement par l’hydrolyse
enzymatique de l’ATP - est sensible aux inhibiteurs
métaboliques
- Habituellement par l’hydrolyse
- permet le transport d’un soluté à l’encontre du
gradient de concentration
Caractéristiques transport actif médié par un transporteur primaire
- L’énergie chimique est directement transférée de l’ATP
au transporteur - L’état de la phosphorylation du transporteur change sa
conformation et, ainsi, l’affinité du site de liaison pour
la molécule transportée. - Nécessite un métabolisme normal (pour la production
de l’ATP) - Pompes d’ions existantes :
- Na+/K+ ATPase
- Ca2+ ATPase
- H+ ATPase
- H+/K+ ATPase
Quel est le ratio de molécule transporté par la pompe Na+/K+ ATPase?
2 K+ vers l’intérieur de la cellule
3 Na+ vers l’extérieur de la cellule
Caractéristiques transport actif médié par un transporteur secondaire
- Énergie provient du transport d’un soluté dans le sens
de son gradient (de forte à faible concentration) - Cette énergie est transmise au transport actif simultané
d’un autre soluté (en sens contraire de son gradient)
Exemples
- Transporteur Na+/glucose
- Transporteur Na+/H+
- Transporteur Na+/Ca2+
- Transporteur Cl-/HCO3-
Quelle est la différence entre le transport actif médié par un transporteur primaire et secondaire?
Primaire: utilisation d’ATP
Secondaire: utilisation d’un gradient de concentration
p. 46, p.47
Transport actif endo- et exo-cytose
- Transport actif (énergie dépendant) impliquant la
membrane
Qu’est-ce que l’endocytose?
invaginations de la membrane et
formations de vésicules intracellulaires
1. Pinocytose
2. Phagocytose
3. Endocytose médiée par récepteur
Qu’est-ce que l’exocytose
vésicules intracellulaires qui fusionnent
avec la membrane résultant en un relargage de leurs contenus dans le liquide extracellulaire
Qu’est-ce que la pinocytose
Ingestion de liquide par endocytose et
formation d’une pino-vésicule. Le liquide endocyté est lentement transféré au cytosol.
Qu’est-ce que la phagocytose?
Ingestion de particules solides par
endocytose et formation du phagosome. Le phagosome fusionne avec le lysosome et son contenu est dégradé.
Qu’est-ce que l’endocytose médiée par récepteurs?
Captation spécifique de ligands dans le liquide extracellulaire par des parties de la membranes plasmique qui s’invaginent et forment des vésicules intracellulaires
Quels sont les deux types d’endocytose médiée par récepteurs?
1.Endocytose clathrine-dépendante
- Formation de vésicules à « cade de
clathrine »
- Fusion avec les endosomes et triage
du contenu
- Potocytose
- Type d’endocytose indépendante de la clathrine
- Formation de vésicules appelées « cavéoles »
- Le contenu atteint le cytoplasme par des canaux ou des
transporteurs
Caractéristique de la barrière capillaire?
Principal lieu d’échange
Une seule couche de cellules endothéliales et une membrane basale
Type de transport à travers la barrière capillaire
Diffusion
* Le plus important moyen de transport pour les nutriments, O2, CO2 et produits métaboliques
* Sauf au niveau du cerveau (transport actif)
* Pas uniquement à travers la cellule, mais aussi à travers
les espaces intercellulaires
Pinocytose
* Canaux de vésicules fusionnées
- Vésicules fusionnent en formant des
canaux continus à travers la cellule
Transsudation
Qu’est-ce que la transsudation?
- Répartition du liquide extracellulaire
- Ultrafiltration
- La paroi capillaire sert de filtre
poreux - Permet le passage de liquide
plasmatique dépourvu de protéines
- La paroi capillaire sert de filtre
- L’amplitude dépend :
- De la différence entre la pression du
sang et de la pression hydrostatique
du liquide interstitiel
- De la différence entre la pression du
- De la force osmotique
Question clinique
Le volume sanguin d’une personne ayant perdu beaucoup de sang suite à un traumatisme sévère doit être restauré. On y parvient souvent en
perfusant des solutions isotoniques de NaCl dans le sang. Pourquoi est-il préférable à la perfusion d’une solution iso-osmotique d’un soluté pénétrant?
Le NaCl étant un soluté non pénétrant, sa perfusion en concentration isotonique restaure le volume sanguin sans induire de redistribution d’eau par osmose entre les compartiments liquidiens corporels.
Une solution iso-osmotique restaurerait partiellement le volume sanguin car une partie du liquide entrerait dans le liquide intracellulaire par osmose et pourrait léser les cellules dont le volume dépasserait les valeurs physiologiques.
