Les fonctions cellulaires

Les fonctions cellulaires
Introduction
A. La nutrition
1. échanges sans mouvements de membrane
a. transport passif
i. la diffusion
ii. l’osmose
b. transport actif
2. échanges avec mouvements de membrane
a. l’endocytose
b. l’exocytose
B. La respiration
C. La mort cellulaire
1. l’apoptose
2. La nécrose
Introduction
La cellule va assurer différentes fonctions:
 nutrition
 respiration
 mort cellulaire
 croissance et reproduction
 mouvement
Définitions :
anabolisme : ensemble des réactions de synthèse
ex : synthèse des protéines
catabolisme : ensemble des réactions de dégradation
ex: respiration cellulaire
métabolisme :ensemble des réactions d’anabolisme et
de catabolisme
L’anabolisme consomme de l’énergie, le catabolisme
produit de l’énergie
Les fonctions cellulaires
Introduction
A. La nutrition
1. échanges sans mouvements de membrane
a. transport passif
i. la diffusion
ii. l’osmose
b. transport actif
2. échanges avec mouvements de membrane
a. l’endocytose
b. l’exocytose
B. La respiration
C. La mort cellulaire
1. l’apoptose
2. La nécrose
A. La nutrition
Pour satisfaire ses besoins d'énergie et pour assurer sa fonction
spécifique, la cellule a besoin :
 de puiser dans le milieu extracellulaire les différents
combustibles, oxygène et matières premières qui sont
nécessaires à son métabolisme
 d'éliminer les sécrétions et les déchets toxiques qu'elle
produit
les échanges entre les compartiments intracellulaire et
extracellulaire sont donc obligatoires pour le maintien de la vie
cellulaire
Rappel: l’intérieur de la cellule est séparée du milieu extracellulaire par la
membrane plasmique, qui est de nature lipidique et protéique.
Seuls les éléments liposolubles peuvent la traverser facilement,
les éléments hydrosolubles nécessitent l’aide de protéines
transmembranaires
1. Échanges sans mouvements de membrane
Deux modes de transports transmembranaires:
 transport passif (pas d’énergie):
 la diffusion
 l’osmose
 transport actif (énergie et intervention active des
protéines membranaires)
a. Transport passif
i.
La diffusion
• solvant : liquide dans lequel sont dissoutes des particules
appelées solutés
• dans un solvant, les solutés se déplacent toujours du milieu le
plus concentré au moins concentré jusqu’à un état
d’équilibre
• dans l’organisme, sous l’effet de la température, les particules
s’agitent de façon désordonnée et se heurtent les unes aux
autres = agitation thermique
la diffusion passive
 substance liposolubles (O2, CO2, certaines vitamines, acides gras,
hormones stéroides)
 diffusion selon un gradient de concentration (+ vers -)
 pas de dépense d’énergie
+
Milieu extracellulaire
cytoplasme
-
la diffusion facilitée
 molécules hydrosolubles (ex : glucose, ions…)
 diffusion selon un gradient de concentration
 nécessite des transporteurs spécifiques (canaux ou pores)
 ne consomme pas d’énergie
ii. L’osmose
• l’eau n’est pas soluble dans les lipides
• le libre passage de l’eau à travers la membrane se fait par des
protéines transmembranaires : les aquaporines
• l’eau contient des molécules de solutés dissoutes (eau = solvant)
membrane semi-perméable
(ne laisse passer que l’eau)
Plus il y a de molécules dans une solution, plus la concentration en
solutés est élevé et plus la concentration en eau est basse :
les déplacements d’eau à travers la membrane se font
du milieu le moins concentré en solutés vers le
milieu le plus concentré en solutés
Globule rouge normal
Milieu isotonique
GR – turgescence
Milieu hypotonique
GR – plasmolyse
Milieu hypertonique
b. Le transport actif
 ce mode de transport concerne les solutés qui circulent à l’encontre
de leur gradient de concentration ( - vers +)
 ex: Acides aminés (proline, alanine, leucine…), ions (Na+, K+…)
 nécessite un transporteur protéique spécifique du soluté couplé à
un système donneur d’énergie (ATP-> ADP + Pi)
Exemple de la pompe ionique Na+/ K+ :
 nécessité de maintenir un déséquilibre à travers la
membrane de ces ions qui est à la base de la
conduction nerveuse et de l’excitabilité musculaire
Na+
Na+
K+
Na+
ADP + Pi
ATP
K+
Schéma de la pompe ionique Na+/K+
K+
Les fonctions cellulaires
Introduction
A. La nutrition
1. échanges sans mouvements de membrane
a. transport passif
i. la diffusion
ii. l’osmose
b. transport actif
2. échanges avec mouvements de membrane
a. l’endocytose
b. l’exocytose
B. La respiration
C. La mort cellulaire
1. l’apoptose
2. La nécrose
2. Échanges avec mouvements de membrane
 mouvements au niveau cellulaires et non plus moléculaires
 l’endocytose et l’exocytose nécessitent de l’énergie
a. l’endocytose
• invagination de la membrane plasmique qui internalise des
substances extracellulaires dans le compartiment intracellulaire
• formation de vacuoles (membrane)
 pinocytose
 endocytose par récepteurs
 phagocytose
pinocytose
• du grec pinein: boire
• capture non spécifique de petites quantités de liquide extracellulaire
• nombreuses petites vacuoles (0,1 µm de diamètre)
endocytose par récepteurs
• internalisation spécifique du ligand lié à son récepteur
• vésicules d’endocytose
phagocytose
• du grec phagein: manger
• capture de particules solides plus ou
moins grosses (bactéries, débris cellulaires)
• cellules spécialisées : cellules du système
immunitaire (macrophages)
Phagocytose de bactérie X 18 000
Devenir des vésicules d’endocytose ?
 le contenu est dégradé par les enzymes lysosomiales puis
utilisé par la cellule ou stocké
 les vésicules traversent la cellule et sont rejetées de l’autre
coté de la cellule = trancytose
b. l’exocytose
• phénomène inverse de l’endocytose
• les substances intracellulaires sont
libérées dans le milieu extracellulaire
• fusion de la membrane des vacuoles
avec la membrane plasmique
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Introduction
A. La nutrition
1. échanges sans mouvements de membrane
a. transport passif
i. la diffusion
ii. l’osmose
b. transport actif
2. échanges avec mouvements de membrane
a. l’endocytose
b. l’exocytose
B. La respiration
C. La mort cellulaire
1. l’apoptose
2. La nécrose
B. La respiration
 respiration cellulaire : dégradation de molécules combustibles
consommant de l’O2 et produisant du CO2 et de l’H2O
 conséquence : production d’énergie sous forme d’ATP
 combustibles : glucides simples, acides gras, nucléotides
 siège de la respiration cellulaire : la mitochondrie
O2
H2O
CO2
énergie ATP + chaleur
substrats à oxyder
Les étapes de la respiration cellulaire:
1. La glycolyse (dégradation du glucose en pyruvate)
2. Le cycle de Krebs (formation du NADH,H+ et
FADH2)
3. La chaîne de transport d’électrons : phosphorylation
oxydative du NADH, H+ et FADH2 (synthèse d’ATP)
Bilan:
C6H12O6 + 6 O2
glucose
6 CO2 + 6 H2O + énergie (ATP et chaleur)
La respiration cellulaire : exemple du glucose
Le catabolisme cellulaire permet à la cellule de produire :
 des éléments simples à partir de glucides, protides,
lipides grâce à l’action d’enzyme
 de l’énergie grâce des mécanismes d’oxydo-réduction
du glucose
Les fonctions cellulaires
Introduction
A. La nutrition
1. échanges sans mouvements de membrane
a. transport passif
i. la diffusion
ii. l’osmose
b. transport actif
2. échanges avec mouvements de membrane
a. l’endocytose
b. l’exocytose
B. La respiration
C. La mort cellulaire
1. l’apoptose
2. La nécrose
C. La mort cellulaire
Il existe deux types de mort cellulaire
1. l’apoptose = mort cellulaire programmée
2. la nécrose = mort cellulaire non programmée
1. L’apoptose
o mort cellulaire programmée
très régulée (suicide de la cellule)
 mort cellulaire active induite par des signaux
o mort de la cellule dans des conditions physiologiques
 pas d’éclatement de la cellule
 pas de réaction inflammatoire
(pas de cicatrice)
Rôle de l’apoptose :
 sculpture des membres au cours de l’embryogenèse
 chez l’adulte : équilibre apoptose / mitose: homéostasie cellulaire
 sélection des cellules du système immunitaire
défaut d’apoptose : processus de cancérisation
fœtus 44 jours
fœtus 18 semaines
2. La nécrose
- mort cellulaire non programmée
 brûlures, infections, agressions brutales…
- mort de la cellule dans des conditions non physiologiques
 éclatement de la cellule
 réaction inflammatoire (cicatrice)