La cellule en son milieu

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1 La cellule en son milieu

2 La cellule en son milieu
Le milieu extracellulaire et la notion de compartiments Avantages et inconvénients Milieu intérieur et homéostasie Pression osmotique Équilibre de Donnan Les échanges cellule - milieu La communication cellulaire

3 La compartimentation Propre des organismes pluricellulaires
Protection, barrières Isolement du milieu extérieur Haut niveau de différenciation  spécificité Fragilité élevée Homéostasie indispensable Moyens d’échanges et de communication

4 Le milieu extracellulaire

5 Pression osmotique Osmolarité plasmatique = mosm/L
ΔΠ°  flux hydriques dans l’organisme

6 Les échanges transmembranaires
Diffusion simple Diffusion facilitée Transport passif Transport actif Transport de macromolécules Endocytoses Exocytose

7 Perméabilité de la membrane cellulaire
Bicouche hydrophobe Imperméable ? Nécessité d’échanges Eau Nutriments Régulation : PH. Ions etc… Perméable ? Aggresseurs Toxiques OH !  Membrane semi-perméable !

8 Diffusion simple Pas de coût E Gradient de concentration
Nature de l’élément diffusible Eau : diffusion libre (petite taille + porines) Molécules Petites non polaires non chargées (O2, halothane lipophile) rapides Petite polaires non chargées (CO², éthanol…) + lentes Ions : mb imperméable aux particules chargées !

9 Diffusion facilitée transport passif
Pas de coût E Protéines transmembranaires Canaux ioniques Stéréochimie Gradient de concentration

10 Canaux ioniques

11 Co-transports de molécules

12 Transporteur D-glucose

13 Transporteur D-glucose régulation

14 Transports actifs Ex : pompe Na+/K+/ATPase
Coût +++ Indépendante du gradient EC Électrogène ! Évité l’accumulation du Na cellulaire Pr osmotique Résultat : Différence de concentration Moteur utilisable (transport de molécules)

15 Transports actifs Ex : pompe Na+/K+/ATPase

16 Transports actifs Ex : pompe H+/K+/ATPase

17 Couplages des systèmes de transport exemple du rein

18 Exocytose Types : Exemples Constitutive (toutes cellules) Régulée
Exocrinie Endocrinie Exemples

19 La communication cellulaire

20 Communication et signaux intercellulaires
Introduction Les modes de communication Les médiateurs chimiques La transduction du signal Les récepteurs Les seconds messagers Exemples Ocytocine Réaction immunitaire et cytokines Testostérone

21 Communication cellulaire
Coordination, synchronisation cellulaire Contrôle de toutes les fonctions Embryogenèse Croissance Homéostasie Défense immunitaire Mouvement etc

22 Modes de communication inter-cellulaire
Messager électrique : voie neuronale Messager chimique Par contact : système immunitaire A distance Voie endocrine Voie paracrine Voie autocrine

23 Les composants de la communication cellulaire
Signaux extracellulaires, messagers chimiques Récepteurs cellulaires Cibles Effecteurs cellulaires Effets / réponses

24 Stratégies de communication par messagers chimiques
Autocrine Amplification Paracrine Signaux locaux Endocrine À distance Voie sanguine Effet prolongé

25 Les molécules informatives « messagers »
Structure Hydrophiles Lipophiles Type Médiateurs chimiques non hormonaux Facteurs de croissance Anticorps Médicaments Hormones Neuromédiateurs Nature biochimique Acides aminés et dérivés Peptides Glycoprotéines Lipidiques Dérivées cholestérol Dérivées AG

26 Les médiateurs chimiques locaux
Prostaglandines Dérivés de lipides Thromboxane (vasoconstriction) Leucotriènes (inflammation) Inflammation PH gastrique Contractions m. lisses Médiateurs gazeux Monoxyde d’azote NO Vasodilitation Relaxation m. lisses Immunité non spécifique Oxyde de carbone

27 Messagers hormonaux Hydrophiles Lipophiles Peptidiques
Formes libres plasmatiques Fixation membranaire Action courte Exemples : Insuline Adrénaline Lipophiles Binding proteins Action lente et durable Récepteur cytosolique Exemples Stéroïdes (oestrogènes) Vitamines (D, A) Hormones thyroïdiennes

28 Ligands et récepteurs Fixation Modification allostérique
Spécifique (stéréospécificité) Haute affinité réversible Saturable Constante de dissociation Modification allostérique Plusieurs récepteurs possibles Ex : adrénaline et récepteurs α1, β1, α2, β2

29 Les récepteurs Récepteurs membranaires Récepteurs intra-cellulaires
Récepteurs canaux ioniques Activateurs Inhibiteurs Récepteurs enzymes Récepteurs couplés à des effecteurs Couplés aux protéines G (RCPG) Couplés à la thyrosine - kinase Récepteurs intra-cellulaires Nucléaires Cytosoliques

30 Récepteurs canaux ioniques
Cations ou anions +/- sélectifs

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32 Les protéines G Hétérodimères fixant le GTP
Activent des protéines enzymes effectrices : AC ou PLC Hétérodimères fixant le GTP

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35 Le 2nd messager

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37 Récepteurs intracellulaires exemple : stéroïdes

38 Effets cellulaires Un même récepteur  effets + ou – Un même ligand
Récepteurs différents (Ach) Effets multiples Différents ligands  même récepteur Ex : glucagon et insuline (effets différents)

39 Effets cellulaires Activation de protéines Activation génique Mitose
Différenciation Migration Apoptose Exocytose (ex : sécrétion exocrine)

40 Les facteurs de croissance et cytokines
Polypeptides Activité paracrine ++ Origine variée Pléïotropes Rôles Hématopoïèse Prolifération, différenciation Réponse immunitaires et inflammation

41 Elles sont les cibles de certains virus !
Familles de cytokines Interférons TNF (tumor necrosis factor) CSF, Hématopoïétines : GM-CSF… Chémokines Interleukines Elles sont les cibles de certains virus !

42 Interleukines

43 Interférons et virus