cellule

1)      La cellule.

a)      Généralités.

De manière très simplifié, une cellule peut se résumer a :

ü  Une membrane (délimitation spatiale de la cellule)

ü  Un liquide

ü  Dans lequel baignent les différents composants cellulaires

ü  Parmi eux, l’élément vital le noyau

 

 

 

b)      Composant cellulaire.

  1. Le cytoplasme.

Gelée visqueuse dans laquelle les autres éléments cellulaires sont en suspension.

Composé essentiellement d’eau.

Contient également sels, protéine de sucres en solution.

 

Le CYTOSOL :

Dans cette substance :

-          Des messages

-          Des matières premières

-          Des produits en cours de fabrication

-          Des produits finis

-          Des déchets

 

Les ORGANITES

Elément actifs de la cellule ayant chacun un rôle spécifique à jouer.

Ex : mitochondries, ribosomes, réticulum endoplasmique, appareil

LES CONCLUSIONS :

Eléments non fonctionnelles de la cellule y sont de manière transitoire réserves de glucose ou de lipides.

 

LES INCLUSIONS

Elément non fonctionnels des cellules y sont de manière transitoire réserves de glucoses ou de lipides (nutriments cellulaires)

Organisme humain adulte : dix mille milliard de cellule environ soit 10^13 cellule.

La cellule est l’unité biologique qu’il convient d’étudier puisque la vie de l’organisme est la somme de la vie des différentes cellules.

La nutrition de l’organisme vise a assurer la nutrition des diverse cellules.

 

Les cellules humaines présentent des formes et des dimensions très varié

  • Quelques µm
  • A quelque dizaine de cm
  • Voire à 1m pour certaine cellule nerveuse.

 

 

  1. La membrane plasmatique.

-          Structure

Frontière de la cellule la séparant du liquide  extracellulaire

Couche continue d’environ 7 à 8 mm d’épaisseur mais contenant des pores de différent type responsable des mécanismes de transport.

Constituer :

ü  Double couche de phospholipide : glycérol et groupement phosphate

ü  2 acides gras (queues)

Avec les queues (acides gras) se regardant.

-          Des protéines avec plusieurs disposition ; à l’intérieur de la double couche faisant saillie vers l’intérieur ou vers l’extérieur,  traversant de part en part la double couche de phospholipides

-          Des sucres accrochés aux constituants précédents

-          Au cholestérol

Organisé sur le principe de la mosaïque fluide.

Protéine enchâssé flottent librement dans la double couche de phospholipide mosaïque un perpétuelle modification, mais conservant une stabilité de structure.

Image : Un bouchon a la surface de l’eau.

 

 

 

-          Rôles :

La membrane cellulaire doit :

Laisser transiter dans les deux sens les éléments indispensables à son fonctionnement.

Empêcher les intrusions indésirables.

On parle de perméabilité sélective.

 

La membrane a un quadruple rôle :

ü  Limitation spatiale de la cellule en faisant frontière avec les autres cellules et de liquide extracellulaire.

ü  Barriere réglant l’entré et la sortie des diverse molécules

ü  Action des récepteur nutritionnels (captent molécules pour es intégrer dans la cellule ou en extraire une fraction (glucides, acides aminé…))

ü  Action des récepteurs hormonaux : site d’accrochage et site enzymatique.

 

-          Formes de transport membranaires

. Mécanisme passifs

ü  A travers la membrane :

Principe du gradient de concentration des zones de concentration élevée vers les zones de concentration faible matière liposoluble (soluble dans les lipides) traverse directement la membrane

Diffusion  O2 et CO2

Diffusion des lipides,

 

 

 

 

A travers les protéines membranaires :

Principe du gradient de concentration les molécules hydrosolubles ne peuvent traverser la membrane rejetées par les queues, hydrophobes

 

Traverse par les protéines membranaires (canaux de fuite). Sélectif des éléments qu’il s laissent passer

 

. Mécanisme actifs

Intervention de transporteur membranaires ou de la membrane elle-même

CANAUX « VOLTAGE DEPENDANT »

Ils sont capables de s’ouvrir ou de se fermer en fonction de certaine circonstance. Il laisse passer des ions. Ils vont être spécifiques de certains ions (Na, K)

Respect du gradient de concentration

 

Par des membranes transporteur membranaires :

Molécules hydrosoluble, combinaison avec une protéine réceptrice de la membrane. Qui en changeant sa configuration perme de libère la molécule dans le milieu intracellulaire.

 

Exemple : « la pompe a sodium » ou NA-K rejette a l’extérieur de la cellule et fat pénétrer le potassium (influx nerveux)

 

Par des actions de la membrane cellulaire :

ENDOCYTOSE :

 

 

 

Phagocytose ingestion d’une grosse molécule externe

Action de la membrane cellulaire qui va entourer la molécule a intégrer

 

Endocytose par récepteur imposé

Ingestion d’une molécule spécifique.

 

 

 

PINOCYTOSE :

Ingérer du liquide extracellulaire avec des éléments dissous

 

 

EXOCYTOSE

Mécanisme inverse d’éjection a l’extérieur de la cellule avec : arrivé d’une vacuole ; Fusion de la membrane vacuolaire avec la membrane cellulaire ; éjection des molécules.

 

.Jonction cellulaire

Les cellules s’unissent pour constituer des entité plus complexe , les tissus

Tout au long de sa vie les communications s’établissent dans 2 DIRECTIONS

Verticale

Hérédité, transmission aux générations cellulaires suivantes (des caractéristiques de l’espèce [gène] et de leurs recombinaisons [caractéristiques individuelles]. Correspond à une période bien précise de la vie cellulaire (mitose).

Différente forme de jonction.

 

 

  • Jonction serrées : aucune possibilité de passage deux cellules en contact.
  • Jonction ouverte : protéines creuse, traverse les membranes de deux cellules adjacentes permettent le passage dune cellule a l’autre
  • Desmosomes : protéine avec des filaments maintiennent le contact sans interdirez le passage liquide entre ces cellules.

 

Elément constitutifs

A l’exception des globules rouges du sang, toutes les cellules disposent au moins d’un noyau.

Les globules rouges le perdent avant de pénétrer dans la circulation sanguine.

Conséquence : faible durée de vie (120jour environ)

Les cellules musculaires et cancéreuses dispose de plusieurs noyaux.

Elément vital pour la vie de la cellule ; environ 5µm de diamètre ; forme sphérique constitué d’une membrane qui le délimite d’un liquide (nucléoplasme), deux structure caractéristique, chromatine et nucléoles.

Contient en plus différents sels, nutriment en solution.

 

 

 

La membrane nucléaire :

Formé d’une double membrane (deux couches de phospholipides) percée de pores nucléaires. Capacité à contrôlé les entrées sorties du noyau.

Le nucléoplasme :

Suc nucléaire contenant une gelé colloïdale avec divers élément en suspension (sels nutriment),

Les nucléoles : structure sphérique en petit nombres avec un rôle : fabriquer les ribosomes.

 

 

 

 

L’ADN :

 

 

 La chromatide : siège de l’information génétique.

Amas de chapelet de perles serpentes dans le nucléoplasme. Longue molécule : ADN

Enroule de manière régulière sur les nucléosomes puis elle-même de manière plus en plus compliqué.

Ressemble  a un fouillis.

Se matérialise sous forme de chromosomes

Stockage de l’info par l’ADN.

ADN : décrite par CRICK et WATSON en 1953 constitué de deux chaines enroulées en spirale. Forme d’une double hélice.

Composé de nucléotide lié entre eux (structure en échelle).

 

 

 

Un nucléotide est composé :

 D’un groupement phosphate(ou acide phosphorique)

D’un pentose, le DEXOXYRIBOSE

D’une base azoté : ADENINE, THYMINE, GUANINE, YTOSINE

La molécule d’ADN est constitué d’une succession de nucléotide organisé en deux brin parallèle il y a alternance des bases azoté ; respect des couple :

ADENINE- THYMINE

GUANINE- CYTOSINE

Le codage produit par cette alternance peut être comparé au langage binaire informatique.

 

 

L’ADN contient l’information nécessaire pour assurer sa duplication (division cellulaire) Pour la fabrication de produits (synthèse de protéine a partir d’un « patron » contenu dans l’ADN).

 

 

REPLICATION DE L’ADN

 

 

Interviens lors de la division cellulaire (mitose) l’ADN s’ouvre par rupture des liaisons entre les bases

 

2 brins primaires

Sur les 2 bases libérées se fixent les nucléotides correspondants,

Brin secondaire (rouge)

Le même mécanisme se produit sur les deux chaines primaires, reconstitution de deux molécules d’ADN parfaitement identique.

 

LE RETICULUM ENDOPLASMIQUE

 

 

Situé surtout dans la partie basale de la cellule :

 Constitué de membrane délimitant des cavités plus ou moins aplaties communiquant entre elle en formant un réseau spongieux, trois parties.

 

 

Le réticulum endoplasmique lisse :

Simple cavités  communicantes

Intervient dans des réactions très différentes selon le rôle des cellules (stockage et libération des ions calcium dans la fibre musculaire)

Le RETICULUM ENDOLASMIQUE RUGUEUX

Cavités plus ou moins aplaties ; limité par une membrane a la face externe de laquelle sont attaché les ribosomes

 

L’ENVELOPE NUCLEAIRE

 

Partie qui entoure le noyau d’une lisse membrane percée de trou ( les pores nucléaires) :

 

 

LES RIBOSOMES :

Très  petite sphères (25µm) constitué de protéines et d’ARN ribosomial dont des machines-outils

Libres dans le cytoplasme ou fixé sur un autre organite cellulaire, le réticulum endoplasmique, avec lequel ils constituent le réticulum endoplasmique rugueux.

 

 

 

 

Reçoivent les plans de fabrication des protéines (ARN messager)

A Partir de ces plans construisent une protéine.

Les protéines pénètrent rapidement a l’intérieur du réticulum endoplasmique rugueux.

 

SYNTHESE DES PROTEINES

 

La molécule d’ADN est incapable de quitter le noyau

3type d’ARN (acide RIBONUCLEIQUE)  sont élaboré a partir de la molécule d’ADN

Traversent la membrane nucléaire 

Participe a l’élaboration des protéines.

  • ARN messager : plan de la protéine
  • ARN ribosomial : participe à la constitution du ribosome
  • ARN de transfert : constitution de l’anticodon a partir d’un acide aminé

 

 

 

Un nucléotide d’ARN est composé d’un groupement phosphate

D’un sucre (ribose)

D’une base azotée (Guanine, cytosine, adénine et uracile remplaçant la Thymine).

 

Différence entre ADN et ARN :

 

Caractéristique

ADN

ARN

Localisation

Noyau

Cytoplasme (proche du noyau

Fonction

Matériel génétique commande la synthèse des protéines se réplique lors de la division cellulaire

Exécute les instructions génétiques lors de la synthèse des protéines

Sucre

Désoxyribose

Ribose

Bases

Adénine, Guanine, Cytosine, Thymine

Adenine, Guanine, Cytosine, Uracile

Structure

Double chaine en double hélice

chaine

 

 

 

 

 

 

Fabrication de l’ARN messager dans le noyau a partir de la molécule d’ARN

Quitte le noyau par un pore nucléaire et se fixe sur un ribosome.

Un ARN de transfert : séquence de 3 bases (anticodon)  spécifique fixe un acide aminé

Les 3 bases de l’anticodon se lient avec les 3 bases correspondantes de l’ARN messager (codon) amenant un acide aminé

Création d’une liaison peptidique entre cet acide aminé et le dernier acide aminé de la chaine créée

L’ARN de transfère libéré retourne dans le cytoplasme pour recommencer la même action.

La protéine se construit par la succession de ces mêmes actions.

 

 

 

APPAREIL  DE GOLGI :

 

 

 

Situé dans la partie apicale de la cellule, membrane délimitant un ensemble de cavités plus ou moins aplaties

Arrangement très ordonné constitution a partir de la membrane de vésicules de Golgi (transport)

 

Atelier d’emballage des produits finis avant de fournir a la membrane pour les excréter dans le milieu extérieur par l’intermédiaire de vésicules de sécrétion (Exocytose).

Ou destinées à une utilisation intracellulaires avec constitution d’éléments appelés : lysosomes.

 

Un des rôles principaux de l’appareil de golgi est l’exportation de protéine.

Mécanisme :

 

 

Microfilment et tubules.

Structure composé entre autres de filaments d’actine et de myosine. Constitue le Cytosquelette (squelette de la cellule)

Permettent les mouvements a l’intérieur de la cellule (propriété contractiles) c’est au niveau de la cellule musculaire  que leur importance sera plus grande.

 

 

 

 

Mitochondries

Très petits cylindre ayant la forme d’une saucisse  (1µm de diamètre, 5 à 10 de long)

De 1000 a 5000 par cellule.

Limité par une doble membrane (structure proche de la membrane nucléaire). La face interne de la membrane présente une multitude de prélis appelée CRETES on y retrouve les enzymes responsables des réactions productrices d’énergie (cycle de KREBS) Le rôle essentiel des mitochondries est la synthèse de l’ATP.

 

 

7)  L’appareil vacuolaire

Sorte d’appareil digestif intracellulaire. On y retrouve, les LYMOSOMES

Des enzymes sont chargé de digérer  les substances étrangères introduites  dans la cellule, voire de digérer la cellule elle-même. On y retrouve également des réserves de matériel attendant d’être digeré, les phaphagosmes.

 

2)      La vie cellulaire

 

Ensemble les phénomènes physico-chimiques qui ont lieu dans la cellule. Nécessite d’une activité constante pour :

Assurer le fonctionnement :

A travers trois directions :

  • Se construire
  • Fabriquer les protéines de structure et les protéines fonctionnelles (noyau et ribosomes)
  • Se reproduire par division cellulaire (mitose) et repartir ses gènes entre ses deux cellules filles identiques.
  • Assuré sa propre subsistance par deux mécanismes :

Digestion cellulaire :

Entrée et sortie des molécules à travers la membrane plasmique et transformation à l’intérieur de l’appareil vacuolaire

Respiration cellulaire dans les mitochondries qui sont de véritables centrales énergétiques.

 

2) Travailler au fonctionnement de l’organisme

Accomplir une tache spécialisée é pour laquelle elle a été différenciée :

  • Elaboré des produit varié

Fibre extracellulaire. Lipide de réserve, sécrétion glandulaires, hormones.

Grace au réticulums endoplasmique et a l’appareil de GOLGI.

  • Exercé une activité mécanique : contraction musculaire grâce aux myofibrilles.
  • Conduire et transmettre des informations : le long de la chaine des cellules nerveuses.

 

Assuré la pérennité de l’espèce

Toutes les cellules de l’organisme sont issues de division cellulaires successives d’une cellule originelle (œuf)

Les cellules sexuelles ou gamètes  vont donner par conjugaison des chromosomes, un nouvel œuf, assurant la pérennité de l’espèce.

 

3)      Fonctionnement cellulaire

La cellule se nourrit en faisant pénétrer les nutriments : acide aminé, lipides, glucides, ions, eau et oxygène.

LA cellule est le siège de nombreuses réactions chimiques constituant le métabolisme :

  • Anabolisme : constitution de molécules complexes a partir de plus simples : (protéine a partir d’acide aminé). Cela explique la croissance et la constitution des réserves.
  • Catabolisme : production d’énergie à partir de lipide, glucides, voire protéines. Energie disponible est utilisée pour produire de la chaleur, pour la lutte contre le froid ou le chaud (énergie thermique). Permettre les réactions de l’anabolisme consommatrice d’énergie (croissance, énergie chimique), pour la locomotion (énergie mécanique).

Cellule excrète :

Des produits qui âpres avoir traversé la membrane cellulaire vont être rejetés a l’extérieur.

  • Substance utiles (enzymes, hormones)
  • Déchet qui seront éliminés  par le poumon, le rein, la peau et l’intestin.

La cellule échange des informations centripètes et centrifuges :

La vie de vos 10^13 cellule d’une manière coordonnée, chaque cellule a ainsi sont métabolismes orienté par deux système d’information :

  • L’information nerveuse : succession de phénomène électrique se déplaçant le long de la membrane et de cellule a cellule

 

L’influx nerveux

 

  • L’information hormonale : les hormones peuvent soit pénétré dans la cellule ou utilisé des récepteurs membranaires avec lesquels elles se lient.

 

 

3)  Organisation humaines

 

Le fonctionnement de l’organisme, nécessite que nos cellules spécialisé  aient une activité coordonné.

Pour cela différent niveau d’organisation existent :

  • Des cellules de même type constituent des tissus
  • Les tissus se regroupent par rapporta une fonction pour constituer les organes
  • Différent organes unis par rapport a un rôle pour constituer les systèmes ou appareils.

 

 

 

 

A)    Les tissus

Les cellules possèdent des propriétés générales et spécifiques. Suivant leur spécificité, se regroupent pour former des tissus constitués de cellules identiques.

5 types de tissus :

 

a)      Les tissus épithéliaux

Revêtement extérieur (peau) et intérieur (muqueuses) et les glandes, rôles :

  • Protection (la peau)
  • Absorption (tube digestif)
  • Fibration (reins)
  • Sécrétion (glandes)
  • Excrétion

 

Caractéristique :

  • Grande richesse cellulaire (beaucoup de cellule et peu de liquide interstitiel)
  • Jonction cellulaire étroites Desmosomes et jonctions serrées)
  • Surface toujours exposée (a l’extérieur : la peau ; dans les cavités internes : épithélium des cavités cardiaques)
  • Absence de réseau capillaire (cellules nourries par diffusion a partir des tissus conjonctifs sous-jacents).
  • Grande capacité de régénération (division cellulaire rapide et réparation des tissu endommagé : coupure, brulure…)

 

b)      Les tissus conjonctifs.

 

  • Conjonctif : de conjonctives : qui sert à lier, rôle de connexion

 

  • Par extension : Fixation, soutient, protection, isolation

 

Caractéristiques :

Origine communes (tissu embryonnaire appelé mésenchyme)

Différents degré de vasculaire pour d’autres tissus conjonctifs

 

c)      tissus glandulaires

 

constitué de cellules qui fabriquent et sécrètent une substance active appelée sécrétion

excrétée ensuite pour être dirigée vers territoires cibles.

2 catégories :

 

glandes endocrines : sécrétion interne

exemple : hypophyse, thyroide, surrénales …

sécrétion hormones

libérées dans un liquide interstitiel, passent ensuite dans le sang et la lymphe et sont dirégées vers les cellules réceptrices (message chimique)

 

glandes exocrines : a sécrétion externe

par l’intermédiaire d’un conduit

a la surface de la peau ( sudoripares) ou dans un organe creux (enzymes digestifs)

Eléments constitutifs :

  • Substance fondamentale, capable d’attirer les molécules d’eau
  • Fibre de collagène (solides, flexibles)

Des fibres élastique (élastine) tire-bouchonnée ou réticulées (réticuline) de forme ramifiée

  • Des cellules : élaboration des fibres.

 

Voir schéma mésenchyme.

d)      Les tissus musculaires

Nombreuse cellules de forme allongées,

Peuvent modifier leur longueur et assurer le mouvement ; levier osseux (locomotion) ; organes du tubes digestif (digestion)

3type de fibres.

  • Squelettiques
  • Cardiaques
  • Lisses

 

e)      Les tissus nerveux

 

Ensemble des organes composant le système nerveux. 2 types de cellules :

  • Cellule nerveuse (neurone) : émission d’information de nature électrique (influe nerveux)
  • Seconde catégorie, nourricière et protectrice des précédentes, la névrologue

 

f)        Les tissus circulants

Le sang

 

B)     Les organes

 

Les tissus n’existent jamais à l’état pur dans l’organisme associé pour former des édifices appelés organes.

 

 

Les organes sont orienté par une fonction précise a assumer

Exemple :

  • Le muscle squelettique :

Tissu musculaire, nerveux, vaisseaux contenant du sang, tissu conjonctifs… rôle : production de mouvement

  • L’estomac : tissu épithélial (muqueuses), musculaire (fibres lisses), nerveux… rôle : dilacération des aliments

 

 

C)    Le système

 

Entité anatomique constitué d’organe connue concourant à la même fonction

Principaux système.

 

 Voir tableau système tégumentaire.

 

D)    Exemple

Voir schéma muscle.

 

Information arrivant au SN amenant une PRISE DE DECISION

 

Transmission

Par la voie motrice (influx nerveux)

Par la voie sanguine (hormone)

Le muscle pour fonctionner a besoin d’O2 et d’ALIMENTS

Le muscle pour fonctionner doit éliminer déchet et CO2

Le transport est assuré par l’appareil cardio-vasculaire

Il y a libération d’énergie et contraction.

 

4)      Homéostasie

 

a)      Définition

 

Citation du professeur Claude BERNARD :

« les organisme sont libres et indépendants parce que leur mer intérieure est stable ».

Par mer intérieure, il entend le milieu intérieur.

 

L’homéostasie : stabilité des constantes physiologique de l’organisme. Fondamentale par la complexité de l’organisation humaines (milliards de cellules qui doivent fonctionner en parfaite harmonie)

Exemple : température corporelle…            

 

b)      Mécanisme de régulation de l’homéostasie

 

Externe modification de température

Interne modification PCO2

Recueillent et code les informations intéroceptives ou extéroceptives.

Connait la valeur attendue et compare la valeur présente

Programmation et mise en action d’une réponse.

 

Ex : température corporelle :

 

Chute de 15° de la température extérieure

La température sous-cutanée baisse

Les récepteurs sensoriels cutanés informent le centre nerveux (comparateur)

Si différence constatée :

Action adaptative de régulation (contraction musculaire production de chaleur : frissons ; tremblement)

Remonté des températures sous-cutanée ?

OUI, plus de signal d’erreur et diminution puis cessation de l’activation musculaire

NON, message d’erreur et prolongement voire intensification des actions adaptatives.

 

Ex : Pression CO2

 

Activité physique (libération de CO2)

Modification de la pression partielle de CO2 (sang)

Les récepteurs vasculaires informent les centres nerveux (comparateur)

Si différence constatée action adaptative de régulation (ventilation pulmonaire : élévation fréquence respiratoire)

Diminution de PPCO2 ?

OUI, plus de signal d’erreur et diminution de la ventilation pulmonaire

NON, persistance du message d’erreur et augmentation des actions actives (essoufflement).

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