Transports membranaires.
Article sur la perméabilité membranaire ICI
I Perméabilité à l'eau.
Partie intérieure de la membrane : très hydrophobe (imperméable au molécules polaires).
Substances hydrosolubles ne peuvent s'échapper de la cellule ou y entrer.
Protéines membranaires pour le transport.
Substances hydrosolubles ne peuvent s'échapper de la cellule ou y entrer.
Protéines membranaires pour le transport.
A) L'eau
Plus un soluté est hydrosoluble, plus il va traverser la membrane.
Coefficient de partage K.
K = [C]huile / [C]eau.
Coefficient de partage K.
K = [C]huile / [C]eau.
Eau = petite molécule polaire non chargée : bon passage à travers les membrane (perméabilité P = 10^5).
B) Passage
Eau = région électropositive et une région électronégative.
Liaison phospholipides - eau -> flip-flop entraînant les molécules à l'intérieur.
Ou passage de l'eau par des canaux protéiques.
Eau = région électropositive et une région électronégative.
Liaison phospholipides - eau -> flip-flop entraînant les molécules à l'intérieur.
Ou passage de l'eau par des canaux protéiques.
C) Pression osmotique
Régulés par les différences de pression osmotique de chaque côté de la membrane.
Hématie dans un milieu à 9‰ de NaCl : pas de flux d'eau.
Hématie dans un milieu à [NaCl] > 9‰ : milieu hypertonique -> sortie d'eau
Hématie dans un milieu à [NaCl] < 9‰ : milieu hypotonique -> gonflement puis éclatement de la cellule schéma ICI
Entraîne un flux osmotique d'eau pour rééquilibrer les concentrations.
Pression osmotique = pression hydrostatique nécessaire pour empêcher un mouvement net de l'eau.
Equation de Van't Hoff : π = RT [C(B) - C(A)]
Hématie dans un milieu à 9‰ de NaCl : pas de flux d'eau.
Hématie dans un milieu à [NaCl] > 9‰ : milieu hypertonique -> sortie d'eau
Hématie dans un milieu à [NaCl] < 9‰ : milieu hypotonique -> gonflement puis éclatement de la cellule schéma ICI
Entraîne un flux osmotique d'eau pour rééquilibrer les concentrations.
Pression osmotique = pression hydrostatique nécessaire pour empêcher un mouvement net de l'eau.
Equation de Van't Hoff : π = RT [C(B) - C(A)]
II Non électrolytes.
A) Diffusion simple (transport passif)
Vitesse de diffusion selon :
- Taille et charge : plus une molécule est petite, plus elle diffuse à travers la membrane. Si charge et degré d'hydroxylation élevé : pas d epénétration à l'intérieur de la cellule.
- Coefficient de partition dans l'huile : plus le coefficient est élevé, plus la perméabilité est bonne.
- Gradient de concentration : le flux va de la zone la plus concentrée à la plus diluée. Rapidité du flux dépend du fait que le gradient soit élevé ou non (représenté sous forme de droite).
Pas de dépense énergétique.
Peut aussi se faire à travers des canaux protéiques (simple diffusion).
Transport non saturant -> pas de vitesse maximale.
Canaux toujours ouverts.
- Taille et charge : plus une molécule est petite, plus elle diffuse à travers la membrane. Si charge et degré d'hydroxylation élevé : pas d epénétration à l'intérieur de la cellule.
- Coefficient de partition dans l'huile : plus le coefficient est élevé, plus la perméabilité est bonne.
- Gradient de concentration : le flux va de la zone la plus concentrée à la plus diluée. Rapidité du flux dépend du fait que le gradient soit élevé ou non (représenté sous forme de droite).
Pas de dépense énergétique.
Peut aussi se faire à travers des canaux protéiques (simple diffusion).
Transport non saturant -> pas de vitesse maximale.
Canaux toujours ouverts.
B) Diffusion facilitée
Sens de gradient de concentration (énergie).
Grâce à un transporteur protéique.
Saturable : la vitesse atteint un maximum
Constante d'affinité Km : concentration en substrat pour laquelle on a atteint une vitesse = 1/2 Vmax.
Equation de Michaelis-Menten : v = Vmax (S/(S+Km)). Si S = Km, alors v = 1/2Vmax.
1 protéine transporteuse = 1 seul ion ou molécule ou groupe de molécules apparentées (molécule spécifique définit par le Km).
Substances transportées = celles qui passent difficilement la membrane (ions, oses, acides aminés, nucléotides, métabolites).
Etats conformationnels : système ping-pong.
Ou passage par des canaux.
Grâce à un transporteur protéique.
Saturable : la vitesse atteint un maximum
Constante d'affinité Km : concentration en substrat pour laquelle on a atteint une vitesse = 1/2 Vmax.
Equation de Michaelis-Menten : v = Vmax (S/(S+Km)). Si S = Km, alors v = 1/2Vmax.
1 protéine transporteuse = 1 seul ion ou molécule ou groupe de molécules apparentées (molécule spécifique définit par le Km).
Substances transportées = celles qui passent difficilement la membrane (ions, oses, acides aminés, nucléotides, métabolites).
Etats conformationnels : système ping-pong.
Ou passage par des canaux.
III) Electrolytes.
A l'encontre du gradient de concentration.
Besoins d'énergie.
Différence de concentration des électrolytes de part et d'autre de la membrane = différence de potentiel électrique.
Polarisation de la membrane plasmique = différence en concentration ionique.
Il y a donc un gradient de concentration et un gradient électrique -> potentiel électrochimique membranaire à l'équilibre (négatif à l'intérieur et positif à l'extérieur)
ANIONS : E = 0.059 log Ci/Ce. CATIONS : E = 0.059 log Ce/Ci
Potentiel pour un ion donné par la loi de Nernst, et par la loi de Goldnan pour plusieurs ions. E = 59 log [(somme des Pke)/(somme des Pki)]
Animation pour illustrer le potentiel membranaire ICI
Besoins d'énergie.
Différence de concentration des électrolytes de part et d'autre de la membrane = différence de potentiel électrique.
Polarisation de la membrane plasmique = différence en concentration ionique.
Il y a donc un gradient de concentration et un gradient électrique -> potentiel électrochimique membranaire à l'équilibre (négatif à l'intérieur et positif à l'extérieur)
ANIONS : E = 0.059 log Ci/Ce. CATIONS : E = 0.059 log Ce/Ci
Potentiel pour un ion donné par la loi de Nernst, et par la loi de Goldnan pour plusieurs ions. E = 59 log [(somme des Pke)/(somme des Pki)]
Animation pour illustrer le potentiel membranaire ICI
B) Transport actif
Pompe Na/K (ATPase) :
- Présence de K, d'énergie (ATP)
- Thermosensible
- Pompe enzymatique : protéine dimère avec 2 protéines α (PM = 120 000 D) et de 2 protéines β (PM = 55 000 D), intégrées dans la membrane. Sites pour l'ATP à l'intérieur de la membrane. Sites récepteurs au Na à l'intérieur.
- Fonctionnement : fixation de 3Na intracellulaire sur la forme E1 > intervention ATP lié au Mg (phosphorylation) > changement de la conformation de E1P en E2P > ouverture de la protéine à l'extérieur et perte de l'affinité au Na > libération de 3Na à l'extérieur de la cellule.
Forme E2P plus affine au K > fixation de 2K extracellulaire > déphosphorylation de E2P > forme E2 libre > changement de conformation de la protéine qui retourne à sa forme E1 initiale (affinité Na) > ouverture à l'intérieur de la cellule et perte de l'affinité pour le K > libération de K à l'intérieur de la cellule.
Schéma ICI
- Bloquer la transformation E1P - E2P : antibiotique ou hétéroside cardiotonique
- Mg indispensable
- 3Na pompés vers l'extérieur et 2K pompé vers l'intérieur.
Pompe glc/Na :
- Symport (transport dans le même sens).
- Au niveau de l'intestin : le glucose (glc) doit être absorbé dans le sang mais plus faible concentration dans la lumière intestinale que dans les cellules épithéliales -> lutte contre son gradient de concentration -> énergie du gradient de Na.
- Pompe Na/K : sortie de Na dans la lumière intestinale et entrée de K (maintien gradient de concentration de Na).
Pompe à Ca :
- Maintien du Ca à un faible niveau.
- Membrane plasmique ou réticulum sarcoplasmique des cellules musculaires.
- Cytosol vers le réticulum sarcoplasmique (réservoir de Ca).
- Libération du Ca du réticulum : contraction musculaire.
- Décontraction : retour du Ca vers le réticulum via Ca-ATPase.
Pompe Na/K (ATPase) :
- Présence de K, d'énergie (ATP)
- Thermosensible
- Pompe enzymatique : protéine dimère avec 2 protéines α (PM = 120 000 D) et de 2 protéines β (PM = 55 000 D), intégrées dans la membrane. Sites pour l'ATP à l'intérieur de la membrane. Sites récepteurs au Na à l'intérieur.
- Fonctionnement : fixation de 3Na intracellulaire sur la forme E1 > intervention ATP lié au Mg (phosphorylation) > changement de la conformation de E1P en E2P > ouverture de la protéine à l'extérieur et perte de l'affinité au Na > libération de 3Na à l'extérieur de la cellule.
Forme E2P plus affine au K > fixation de 2K extracellulaire > déphosphorylation de E2P > forme E2 libre > changement de conformation de la protéine qui retourne à sa forme E1 initiale (affinité Na) > ouverture à l'intérieur de la cellule et perte de l'affinité pour le K > libération de K à l'intérieur de la cellule.
Schéma ICI
- Bloquer la transformation E1P - E2P : antibiotique ou hétéroside cardiotonique
- Mg indispensable
- 3Na pompés vers l'extérieur et 2K pompé vers l'intérieur.
Pompe glc/Na :
- Symport (transport dans le même sens).
- Au niveau de l'intestin : le glucose (glc) doit être absorbé dans le sang mais plus faible concentration dans la lumière intestinale que dans les cellules épithéliales -> lutte contre son gradient de concentration -> énergie du gradient de Na.
- Pompe Na/K : sortie de Na dans la lumière intestinale et entrée de K (maintien gradient de concentration de Na).
Pompe à Ca :
- Maintien du Ca à un faible niveau.
- Membrane plasmique ou réticulum sarcoplasmique des cellules musculaires.
- Cytosol vers le réticulum sarcoplasmique (réservoir de Ca).
- Libération du Ca du réticulum : contraction musculaire.
- Décontraction : retour du Ca vers le réticulum via Ca-ATPase.
C) Canaux ioniques
A ouverture par ligand : fixation su la protéine -> ouverture canal -> entrée de Na selon gradient
D) Ionophores
Substances hydrophobes favorisantg le passage des ions (antibiotiques ++, sur membrane bactérienne).
Protections des ions pour qu'ils puissent traverser.
Canaux transmembranaires : antibiotiques forment des canaux transmembranaires. L'entrée de Na dans la cellule > plasmolyse.
Navettes : l'antibiotique forme deux cupules enferment le K -> capturé par la cellule -> otent molécules d'eau, puis ressortent.
Schéma ICI
Protections des ions pour qu'ils puissent traverser.
Canaux transmembranaires : antibiotiques forment des canaux transmembranaires. L'entrée de Na dans la cellule > plasmolyse.
Navettes : l'antibiotique forme deux cupules enferment le K -> capturé par la cellule -> otent molécules d'eau, puis ressortent.
Schéma ICI
