CoursPhysiologieIntroductionLa cellule et ses fonctionsTransport membranaire

Transport membranaire

Objectifs d’apprentissage

Après avoir complété cette unité d’étude, vous serez en mesure de :

Décrire les concepts de diffusion, d'osmose et de tonicité.
Différencier le transport membranaire actif et le transport membranaire passif.
Comparer les différents types de transport à travers la membrane cellulaire.

Introduction

La membrane cellulaire régule avec précision les échanges de substances entre l'intérieur et l'extérieur de la cellule. Les molécules et les ions nécessaires au fonctionnement de la cellule sont transportés dans le cytosol ; en parallèle, la cellule élimine ses déchets et libère des molécules pour communiquer avec d'autres cellules.

Le transport membranaire peut être actif ou passif, selon qu'il nécessite ou non de l'énergie. Les substances peuvent traverser la membrane cellulaire de différentes manières : à travers la bicouche phospholipidique, via des protéines membranaires ou par l’intermédiaire de vésicules.

Sur la base de ces deux critères, trois catégories de transport membranaire existent :

Le transport passif, qui comprend la diffusion simple (à travers la bicouche phospholipidique) et la diffusion facilitée (par l'intermédiaire de canaux ou de protéines de transport). La diffusion est le mouvement d’espèces chimiques selon leur gradient de concentration, allant des zones de forte concentration vers les zones de faible concentration. La diffusion de l'eau à travers la membrane cellulaire est appelée osmose.
Le transport actif, dont la médiation est assurée par des protéines, comprend le transport primaire et le transport secondaire. Le transport primaire, comme par exemple celui effectué par la pompe sodium-potassium, utilisent directement l'ATP pour déplacer des substances contre leur gradient de concentration. Le transport secondaire, quant à lui, utilise l'ATP de façon indirecte pour déplacer deux substances ou plus via des cotransporteurs et des antiports.
Le transport vésiculaire actif comprend les mécanismes d'endocytose (transport vers l'intérieur de la cellule) et d'exocytose (transport vers l'extérieur de la cellule). Les substances sont transportées à l'aide de vésicules constituées d'une bicouche phospholipidique. On distingue trois processus endocytiques : la phagocytose (grosses molécules), la pinocytose (liquide extracellulaire) et l'endocytose par récepteurs (substances spécifiques se liant à des récepteurs membranaires). L’exocytose est utilisée par les cellules pour expulser les déchets et libérer des hormones et des neurotransmetteurs.

Explorez les concepts

Types de transports membranaires

Différentes modalités de transport membranaire existent.

Transport passif

Le transport passif permet le mouvement de molécules selon leur gradient de concentration. Il peut s’effectuer directement à travers la bicouche phospholipidique (diffusion libre ou diffusion simple) ou bien à travers des molécules dédiées (diffusion facilitée).

Transport actif à médiation protéique

Le transport actif primaire utilise l'ATP directement pour déplacer des espèces chimiques contre leur gradient de concentration, tandis que le transport actif secondaire tire parti des gradients de concentration créés par le transport primaire.

Dans le cadre du transport actif secondaire, les cotransporteurs (transporteurs de type symport) et les antiports utilisent les gradients de concentration créés par les transports primaires pour déplacer d'autres substances contre leur gradient de concentration.

Transport vésiculaire actif

Le transport vésiculaire fait usage de vésicules pour transporter les grosses molécules vers l'intérieur (endocytose) et l'extérieur (exocytose) de la cellule.

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Résumé

Points clés sur le transport membranaire
Classification	Les transports transmembranaires sont classés selon : - Leur besoin énergétique (transport actif ou transport passif) - Leur structure (bicouche phospholipidique, protéines membranaires, vésicules)
Diffusion	Mouvement de substances partant de la zone de forte concentration vers la zone de faible concentration (c-à-d. selon leur gradient de concentration). Ce mouvement peut être dû à un gradient chimique, un gradient électrique ou à l'osmose.
Osmose	Mouvement d'eau partant des zones de faible concentration en soluté vers les zones de forte concentration en soluté.
Tonicité	Capacité d'une solution à modifier le volume d'eau à l'intérieur d'une cellule en fonction de la concentration relative des solutés. Solution isotonique : même concentration, aucun mouvement net d'eau Solution hypotonique : concentration plus faible, l'eau pénètre dans la cellule, celle-ci gonfle Solution hypertonique : concentration plus élevée, l'eau sort de la cellule, celle-ci se rétracte
Transport passif	Ce processus se produit par diffusion, sans consommation d'ATP. Diffusion simple : directement à travers la bicouche phospholipidique (gaz, petites molécules, molécules hydrophobes) Diffusion facilitée : via des canaux (ions) ou des transporteurs (petites molécules). L'eau se déplace par diffusion simple ou facilitée (via les canaux d'aquaporines)
Transport actif (à médiation protéique)	Les substances se déplacent grâce à des protéines de transport nécessitant de l'ATP. Il en existe deux types : Transport primaire : utilise directement l'ATP pour transporter les substances contre leur gradient (pompe sodium-potassium) Transport secondaire : utilise l'ATP indirectement (gradient créé par le transport primaire) Différentes protéines sont impliquées : Les cotransporteurs (transporteurs de type symport), qui déplacent plusieurs substances dans la même direction Les antiports, qui déplacent plusieurs substances dans des directions opposées
Transport vésiculaire	Les substances se déplacent dans des vésicules (ATP requise). Il en existe différents types : Endocytose : internalisation de substances du liquide extracellulaire Phagocytose : endocytose de grosses molécules Pinocytose : endocytose non-spécifique de liquide extracellulaire Endocytose par récepteurs : endocytose de substances spécifiques Exocytose : libération de déchets, d’hormones et de neurotransmetteurs ; intégration de structures dans la membrane cellulaire Transcytose : passage de substances à travers la membrane cellulaire

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