Transport membranaire Flashcards
Donner les pourcentages d’eau corporelle totale, intracellulaire et extracellulaire, ainsi que les pH intra et extra
Eau totale : 60% du poids corporel
Intracellulaire : 40% du poids corporel ; pH = 7,2
Extracellulaire : 20% du poids corporel ; pH = 7,4
Donner les concentrations extracellulaires et intracellulaires des ions Na+, K+, Cl-, Ca2+, ainsi que leurs potentiels d’équilibre (mV)
1: Extracellulaire (mM) - 2: Intracellulaire (mM)
Na+: 145 ; 12 ; +65
K+: 4 ; 130 ; -90
Cl-: 110 ; 20 ; -45
Ca2+: 1,2 ; 0,0001 ; +120
Quelle est la différence principale entre une bicouche lipidique et une membrane plasmique, en terme de barrière ?
Bicouche lipidique : Presque infranchissable
Membrane plasmique : Barrière sélective
Que peut passer au travers d’une bicouche lipidique ?
Les gaz
Que peut passer au travers des membranes biologiques ?
Tout peut passer, que ce soit les gaz en transport passif, ou les autres molécules grâce à des protéines de transport
Quelles sont les 4 fonctions biologiques principales du transport membranaire ?
La nutrition, la respiration, l’excrétion et la circulation
Donner les différentes protéines de transports ainsi que leur mode de transport
Canaux : Transport passif (très rapide)
Pompes : Transport actif (plus lent)
Uniports (diffusion facilitée) : Transport passif
Symports : Transport secondairement actif
Antiports : Transport secondairement actif
De quoi dépend la vitesse de déplacement des molécules ?
De la distance, de la température, de la viscosité du milieu et de la taille de la particule
Dans un système biologique, l’égalité des concentrations est-elle atteinte ?
Rarement
Comment fonctionne (très globalement) la diffusion ?
Va du milieu le plus concentré au milieu le moins concentré
Très efficace pour les très petites distances
Quelle force met en mouvement une molécule chargée ? Une molécule non chargée ? Pourquoi ?
Le potentiel électrochimique pour les molécules chargées, car la membrane est polarisée, les cellules ont un potentiel de membrane. Le potentiel chimique pour les non chargées.
Donner deux protéines de transport du glucose (isoforme), leur distribution et leur fonction de transport
Isoforme - Distribution - Fonction
GLUT-1: Générale - Glucose (constitutif)
GLUT-4: Muscle, graisse - Glucose (induit par l’insuline)
Comment est rendue possible l’entrée de glucose dans une cellule musculaire ou un tissu adipeux ?
En l’absence d’insuline, le glucose n’entre pas ou peu dans la cellule
En présence d’insuline, le transporteur GLUT-4 est inséré dans la membrane et permet l’entrée du glucose
Selon quoi sont classés les canaux ioniques ?
- Leur sélectivité ionique
- Leur conductance (taille) ; Unité = Siemens (S)
- Leur mécanisme d’ouverture (voltage, messagers secondaires, étirement, température)
Quels sont les différents mécanismes d’activation des canaux ioniques ?
- Voltage (cellules excitables) : Canaux activés par des changements du potentiel de membrane
- Ligands (synapses, jonctions neuromusculaires) : Canaux activés par agoniste extracellulaire (acétylcholine, glutamate)
- Médiateurs intracellulaires (cœur, neurones) : Canaux activés par des messagers secondaires (Ca2+, cAMP, protéine G)
- Physico-chimique (récepteurs sensoriels) : Canaux activés par la lumière, par une substance chimique, par des changements de tension membranaire ou de température
Y a t-il très peu, moyennement ou beaucoup de canaux ioniques ? Combien ?
Il y en a une grande diversité (+300)
Le passage d’ion de part et d’autre d’une membrane modifie-t-il les concentrations ioniques ?
Le passage minime des ions (Na+ et K+) de part et d’autre de la membrane, « ne modifie pas » les concentrations ioniques.
Cas particulier : pour le Ca2+ et le H+, les fluctuations de concentrations influencent le fonctionnement de la cellule.
Comment fait-on pour enregistrer l’activité d’un canal ionique ?
Technique du patch clamp (mesure du flux d’ions quand le canal s’ouvre)
Que se passe-t-il lors de l’ouverture d’un canal ionique ? Donner le cas où le potentiel devient plus négatif, plus positif, et dans le cas des canaux Ca2+
Le passage des ions va entraîner une modification du potentiel de membrane :
Si le potentiel devient plus négatif : Hyperpolarisation (ex : de -70 mV à -80 mV)
Si le potentiel devient moins négatif : Dépolarisation (ex : de -70 mV à -50 mV)
Dans le cas des canaux Ca2+, leur ouverture entraîne, en plus, une élévation de la concentration intracellulaire de Ca2+ avec des conséquences physiologiques
Une cellule peut-elle avoir plus d’un canaux ionique à sa surface ?
Oui, elle en exprime une grande diversité
Qu’est-ce qu’un courant sortant ? Qu’entraîne-t-il ?
Courant sortant (positif) : Mouvement de charges positives de l’intérieur vers l’extérieur de la cellule (sortie de cations ou entrée d’anions). Entraîne une hyperpolarisation du potentiel de membrane
Qu’est-ce qu’un courant entrant ? Qu’entraîne-t-il ?
Courant entrant (négatif) : Mouvement de charges positives de l’extérieur vers l’intérieur de la cellule (entrée de cations ou sortie d’anions). Entraîne une dépolarisation du potentiel de membrane
Quels canaux entraîne le potentiel d’action ?
Potentiel d’action : Ouverture de canaux Na+ ou Ca2+ voltages-dépendants
Comment s’établit le potentiel de repos ?
Différence de concentration + Perméabilité sélective
À l’équilibre, les deux forces sont égales et opposées SI cas idéal, c-à-d les seuls canaux impliqués (ouverts au repos) sont des canaux K+
Quelle est la somme des courants générés par les canaux ioniques au potentiel de repos ?
Au potentiel de repos, la somme des courants générés par tous les canaux ioniques est nulle.
Combien vaut le potentiel de repos ?
Proche de EK+ = -72mV, mais dépend du type de canaux ouverts au repos et de leur conductance membranaire
Quelle est la plus grande conductance au repos d’une cellule typique ?
Dans une cellule typique, la plus grande conductance au repos est celle des canaux potassiques
Quelle est l’équation de Nernst
A 30°C environ:
Ex = (60/z)*log ([X]0/[X]i)
Ex représente le potentiel de membrane (mV) auquel l’ion X est en équilibre,
autrement dit son potentiel d’équilibre.
Qu’est-ce que l’équation de Nernst
C’est un état d’équilibre, le potentiel d’équilibre de Nernst
Selon quoi sont classés les canaux ioniques ?
- Leur sélectivité ionique
- Leur conductance (taille) ; Unité = Siemens (S)
- Leur mécanisme d’ouverture (voltage, messagers secondaires, étirement, température)
Quel type de transport sont les canaux ioniques ?
Passif
Quels sont les différents mécanismes d’activation des canaux ioniques ?
- Voltage (cellules excitables) : Canaux activés par des changements du potentiel de membrane
- Ligands (synapses, jonctions neuromusculaires) : Canaux activés par agoniste extracellulaire (acétylcholine, glutamate)
- Médiateurs intracellulaires (cœur, neurones) : Canaux activés par des messagers secondaires (Ca2+, cAMP, protéine G)
- Physico-chimique (récepteurs sensoriels) : Canaux activés par la lumière, par une substance chimique, par des changements de tension membranaire ou de température
Y a-t-il peu ou beaucoup de canaux ioniques ?
Il y a en a une grande diversité (+300)
Que réalise le passage minime des ions Na+, K+, Ca2+ et H+ de part et d’autre de la membrane ?
Le passage minime des ions (Na+ et K+) de part et d’autre de la membrane, « ne modifie pas » les concentrations ioniques. Ils ne se déplacent pas du tout jusqu’à un équilibre de concentration
Cas particulier : pour le Ca2+ et le H+, les fluctuations de concentrations influencent le fonctionnement de la cellule.
Si concentrations mM elles resteront constantes, si concentration nM peuvent changer
Quelle est la technique utilisée pour enregistrer l’activité d’un canal ionique ?
Enregistrement de l’activité d’un canal ionique : Technique du patch clamp (mesure du flux d’ions quand le canal s’ouvre)
Quelle est la conséquence de l’ouverture d’un canal ionique ? Donner le cas des canaux Ca2+.
Le passage des ions va entraîner une modification du potentiel de membrane :
Si le potentiel devient plus négatif : Hyperpolarisation (ex : de -70 mV à -80 mV)
Si le potentiel devient moins négatif : Dépolarisation (ex : de -70 mV à -50 mV)
- Dans le cas des canaux Ca2+, leur ouverture entraîne, en plus, une élévation de la concentration intracellulaire de Ca2+ avec des conséquences physiologiques
- Chaque cellule exprime une grande diversité de canaux ioniques à sa surface
Qu’est-ce qu’un courant sortant et qu’est-ce qu’un courant entrant ?
Courant sortant (positif) :
- Mouvement de charges positives l’intérieur vers l’extérieur de la cellule = Sortie de cations/entrée d’anions.
- Hyperpolarisation du potentiel de membrane.
- Signal inhibiteur
Courant entrant (négatif) :
- Mouvement de charges positives l’extérieur vers l’intérieur de la cellule = Entrée de cations/sortie d’anions.
- Dépolarisation du potentiel de membrane.
- Signal stimulateur
Qu’est-ce que l’établissement d’un optentiel de repos ?
Établissement du potentiel de repos : Différence de concentration + Perméabilité sélective
À l’équilibre, les deux forces sont égales et opposées SI cas idéal, c-à-d les seuls canaux impliqués (ouverts au repos) sont des canaux K+
Au potentiel de repos, la somme des courants générés par tous les canaux ioniques est nulle.
Dans une cellule typique, la plus grande conductance au repos est celle des canaux potassiques
Le potentiel de repos est proche de E_(K+) = -90mV
Dépend du type de canaux ouverts au repos et de leur conductance membranaire
Une fois que le gradient électrique est rétabli, qu’a tendance à faire le potassium ?
Le potassium a tendance à rentrer une fois que le gradient électrique est établi
Quel type de transporteurs sont les pompes ?
Transport primairement actif
Donner les différents types de pompes ioniques (ATPases) et leurs caractéristiques
- Pompes de types P (phosphorylées)
Na+/K+:
- Pompe à sodium : permet la sortie de 3 ions Na+ en échange de 2 ions K+
- Se trouve sur la membrane de toutes les cellules
- Est responsable de l’asymétrie ionique (K+ et Na+) entre l’intérieur et l’extérieur des cellules
- Génère les gradients chimiques utilisés par les canaux ioniques et les transporteurs
- Son fonctionnement utilise environ 25% de notre consommation d’O2 (certains organes 50%)
Ca(2+) - ATPase
- Membrane plasmique Ca^(2+) ATPase (PMCA)
- Maintient une concentration cytosolique basse
- Réticulum endoplasmique Ca^(2+) ATPase (SERCA)
- Stocke le Ca2+ dans le réticulum endoplasmique
H+/K+
- Permet la sortie de H+ en échange de K+ (contre leur gradient)
- Se trouvent sur les cellules pariétales de l’estomac et dans le rein
- Pompes de type V (Vacuolaires) : H^+-ATPase
- Maintient pH acide de certaines organelles (lysosomes, endosomes, vésicules sécrétion, Golgi..)
- Pompes de type F (mitochondriales) : H^+-ATPase
- Se trouve sur la membrane interne des mitochondries
- Fonctionne en inversé, utilise le gradient de H+ pour synthétiser de l’ATP (ATP synthase)
Qu’est-ce qu’un symport ?
Symport : Protéine qui transporte simultanément 2+ espèces chimiques dans le même sens
Qu’est-ce qu’un antiport ?
Protéine transportant 2 ou + espèces chimiques dans deux sens opposés
Qu’est-ce qu’un Solute Carriers (SLC)
Uniports, symports et antiports
SLC = 52 familles et +400 protéines ≠
Qu’est-ce que l’osmose ?
Phénomène de diffusion de l’H2O à travers une membrane semi-perméable.
Phénomène passif suivant gradient concentration de l’H2O de part et d’autre de la membrane.
Qu’est-ce que l’osmolarité ?
Nombre d’osmoles par litre de solution [Osm/l]
Ne dépend pas de la nature des molécules (taille, charge électrique…)
Effet de l’osmolarité d’une solution sur le volume cellulaire = « tonicité »
Exemple:
1 mole de NaCl (58 g) dans un litre d’H2O : 1 mol/l = 2 Osm/l car NaCl se dissocie en Na+ et Cl- (n=2)
Qu’est-ce que la pression osmotique ?
Pression générée par la présence de solutés dans une solution [atm; mmHg]
Qu’est-ce qu’une solution hypertonique, isotonique, hypotonique ?
Solution hypertonique : Cellules rétrécissent = Faire baisser l’osmolarité cellulaire
Solution isotonique : Volume inchangé
Solution hypotonique : Cellules gonflent = Faire augmenter l’osmolarité cellulaire
Selon quoi se déplace l’eau dans les capillaires ?
L’eau se déplace selon le gradient de pression oncotique et du gradient de pression hydrostatique
Selon quoi se déplace l’eau dans les cellules ?
L’eau se déplace en fonction du gradient de pression osmotique
Qu’est-ce que la pression oncotique ?
Pression oncotique (colloïdo-osmotique) : La pression oncotique est la « partie » de la pression osmotique qui est due uniquement aux protéines.
Qu’est-ce qu’une aquaporine ?
Canaux à H2O
Le système de transport le plus rapide
Incorporation d’AQP2 sous l’effet de la vasopressine (cellules du tube rénal) :
Réabsorber de l’eau lors d’une augmentation de l’osmolarité sanguine
