A. Notion de perméabilité sélective.

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BIOLOGIE : les échanges membranaires, l’essentiel à retenir
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LES ECHANGES MEMBRANAIRES/
Objectif : présenter les principaux types d’échanges membranaires : osmose,
dialyse, diffusion facilitée, transport actif, endocytose et exocytose.
A. NOTION DE PERMEABILITE SELECTIVE.
La membrane plasmique possède une perméabilité sélective, c’est à dire qu’elle est perméable à
certaines substances et imperméable à d’autres.
Pour que la cellule fonctionne normalement, elle doit puiser dans le milieu dans lequel elle baigne des
nutriments (glucose, acides aminés, vitamines…) et du dioxygène et elle doit rejeter des déchets :
dioxyde de carbone par exemple.
Des ions (K+, Na+, Ca2+, Cl-) doivent être transportés dans les deux sens afin de maintenir constante la
composition en ions du milieu intracellulaire différente de la composition extracellulaire.
De grosses molécules, des bactéries et des virus peuvent également traverser la membrane
plasmique.
K+
acides aminés
Na+
glucose
O2
Bactéries et virus
CO
Protéines
B. LE TRANSPORT DE PETITES MOLECULES.
B.1.
La diffusion : transport passif de substances.
B 1.1. principe physique de la diffusion
Quand on met en présence deux milieux différents, il y a passage d’eau et de substances de
façon à tendre vers un équilibre. Ces passages passifs portent le nom de diffusion. S’il s’agit d’un
passage d’eau, on parle d’osmose, s’il s’agit d’un passage de substances, on parle de dialyse.
Milieu HYPERTONIQUE
C1
C2
Membrane perméable
C1C2
C1=C2 : ISOTONIE
milieu HYPOTONIQUE
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B. 1. 2. L’osmose : ou diffusion libre d’un solvant (eau).
Le passage d’eau se fait par osmose. Ce principe de diffusion des molécules d’eau est basé sur la
différence de concentration en particules (ions, nutriments…) entre l’intérieur et l’extérieur de la
cellule. On considère ici l’ensemble des ions présents dans le MIC et le MEC. Son but est de diluer le
milieu le plus concentré. C’est un phénomène physique.
Les mouvements d’eau à travers la membrane plasmique se font du milieu le moins concentré
(hypotonique) vers le milieu le plus concentré (hypertonique) jusqu’à égalité de concentration
entre le milieu intra et extra cellulaire.

Si expérimentalement, la cellule est placée dans un milieu plus concentré que le cytoplasme de la
cellule, elle perd son eau : Elle est dite plasmolysée lorsqu’elle se vide de son eau.
H2 O
Cellule plasmolysée

Si expérimentalement, la cellule est placée dans un milieu moins concentré que le cytoplasme de
la cellule, elle se gonfle d’eau :
Une cellule est dite turgescente lorsqu’elle est gonflée d’eau, c’est l’état physiologique normal de
toute cellule.
Elle est hyperturgescente lorsqu’elle devient très gonflée d’eau et plus grosse que la normale.
H2 O
cellule turgescente
B.1.3. La dialyse.
Diffusion libre des solutés (petites molécules liposolubles, urée, glycérol, CO 2 , O2) directement à
travers la membrane. On considère dans ce cas une molécule à la fois, c’est un passage dans le sens
du gradient de concentration : Q
Q
C’est un phénomène physique qui permet le passage d’un soluté du milieu où il est le plus concentré
vers le milieu où il est le moins concentré jusqu’à égalisation des concentrations de part et d’autre de
la membrane plasmique. C’est un phénomène tardif qui est toujours précédé d’une osmose.
B. 1.4. La diffusion facilitée (ou dialyse facilitée)
Le passage de nombreux ions (Na +, Cl -) et de molécules organiques (glucose par exemple), de
molécules hydrophiles est assuré par des protéines transmembranaires servant de transporteurs ou
jouant le rôle de canal. On parle alors de diffusion facilitée. Ce passage s’effectue du milieu le plus
concentré vers le milieu le moins concentré en soluté.
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B.2.
Les transports actifs.
Il existe des mécanismes qui permettent le passage de composés contre un gradient de
concentration : certains ions (K+, Na+, Ca2+, Cl-) et certaines molécules doivent être absorbés par la
cellule lorsque leur concentration intracellulaire est supérieure à leur concentration dans le liquide
extracellulaire. Ce passage doit donc se faire dans le sens contraire de la diffusion ; on dit qu’il se fait
contre le gradient de concentration. Tout se passe comme si ces composés étaient aspirés par une
pompe actionnée d’un moteur. Ce mécanisme nécessite de l’énergie et le transport est dit actif.
Il met en jeu un transporteur protéique.
C. LE TRANSPORT DES GROSSES MOLECULES (particules):
C. 1. ENDOCYTOSE
Les particules solides trop volumineuses ne peuvent pas franchir la membrane plasmique. Elles sont
englobées par la membrane qui se déforme et crée une vésicule intracellulaire : ce phénomène
s’appelle l’endocytose (signifie vers l’intérieur de la cellule).
On décrit classiquement trois formes d’endocytose :

La pinocytose : (action de boire) Lorsque la cellule prélève des gouttelettes de liquides
extracellulaires, on parle de pinocytose. Ce mécanisme est employé par certaines cellules pour
absorber des nutriments. Les tissus contenant cette variété de cellules sont ceux qui tapissent les
intestins essentiellement.

La phagocytose : (action de manger). Lorsque la cellule capture des particules solides de
grande taille, on parle de phagocytose. C’est ainsi que qu’une variété de globules blancs élimine
les bactéries et d’autres substances étrangères ainsi que des cellules mortes

L’endocytose par récepteurs interposés : dans ce cas, les récepteurs employés par la
cellule sont des protéines de la membrane plasmique qui vont se lier uniquement avec certaines
substances. Puis, les récepteurs et les substances qui sont ainsi liés vont pénétrer vers l’intérieur
de la cellule.
L’endocytose est utilisée tout particulièrement par les reins pour favoriser l’absorption de diverses
substances comme le fer ou le cholestérol.
Il existe une maladie héréditaire appelée hypercholestérolémie familiale dans laquelle les
récepteurs protéiniques qui sont nécessaires à la capture du cholestérol sont absents. Cette
anomalie est à l’origine d’une accumulation de cholestérol en dehors de la cellule c’est à dire dans
le sang.
C.2. exocytose.
Les grosses molécules peuvent aussi être exportées ; ce phénomène s’appelle l’exocytose.
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