Anatomie : les bases

Anatomie et Physiologie : Synthèse des Concepts Fondamentaux

Ce chapitre explore les bases de l'anatomie et de la physiologie, les niveaux d'organisation du corps humain, l'homéostasie, les types de tissus, la membrane plasmique et les organites cellulaires.

1. Définition de l'Anatomie et de la Physiologie

• Anatomie : Étude des structures de l'organisme et de leurs relations.

• Physiologie : Étude des fonctions du corps humain.

2. Niveaux d'Organisation et Systèmes du Corps Humain

1. Atomes : Petites molécules (ex: ).

2. Molécules : Plusieurs atomes liés chimiquement (ex: ).

3. Cellules : Combinaison de molécules, unités structurales et fonctionnelles de base (ex: cellules sanguines, musculaires).

4. Tissus : Groupes de cellules exerçant une fonction particulière (ex: conjonctifs, épithéliaux, musculaires, nerveux).

5. Organes : Structures avec des rôles précis et des formes reconnaissables (ex: estomac, cœur, poumons, cerveau).

6. Systèmes : Ensemble d'organes travaillant ensemble pour une fonction spécifique (ex: système digestif pour dégrader et absorber les aliments).

L'ensemble de ces niveaux forme un organisme vivant assurant la structure et le fonctionnement.

3. Orientation Anatomique : Plans, Coupes, Régions et Quadrants

Positions Anatomiques

• Position anatomique de référence : Debout de face, pieds à plat, pointes en avant, paumes tournées vers l'avant.

• Autres positions : Debout de dos, décubitus ventral (sur le ventre), décubitus dorsal (sur le dos).

Régions du Tronc

Quadrants Abdominaux

Termes Relatifs à la Direction

• Proximal : Plus proche du point d'attache ou de l'origine.

• Distal : Plus éloigné du point d'attache ou de l'origine.

• Supérieur : Vers le haut.

• Inférieur : Vers le bas.

• Afférent : Qui apporte vers (ex: influx nerveux afférent).

• Efférent : Qui emporte loin de (ex: influx nerveux efférent).

• Profond : Loin de la surface.

• Superficiel : Proche de la surface.

• Homolatéral (ou ipsilatéral) : Du même côté du corps.

• Controlatéral : Du côté opposé du corps.

Plans et Coupes

• Plan frontal (ou coronal) : Divise le corps en parties antérieure et postérieure.

• Plan sagittal : Divise le corps en parties droite et gauche.

  • Plan sagittal médian : Passe par la ligne médiane, divisant le corps en deux moitiés égales.

  • Plan parasagittal : Parallèle au plan sagittal médian, mais ne passe pas par la ligne médiane.

• Plan transversal (ou horizontal) : Divise le corps en parties supérieure et inférieure.

4. Compréhension de l'Homéostasie

L'homéostasie est l'état d'équilibre dynamique du milieu intérieur, résultant de l'interaction constante de tous les mécanismes de régulation de l'organisme.

• Objectif : Maintenir le volume et la composition des liquides corporels (intracellulaires et extracellulaires : liquide interstitiel et plasma).

• Conditionne la survie cellulaire : Nécessite une concentration optimale de gaz, nutriments, ions, eau, une température et une pression optimales.

• Mécanisme de régulation :

  1. Récepteur : Surveille les changements.

  2. Centre de régulation : Fixe les écarts, interprète l'information et transmet une réponse (influx nerveux, hormones).

  3. Effecteur : Reçoit la réponse et déclenche une réaction pour rétablir l'équilibre.

• Perturbation de l'homéostasie :

  • Déséquilibre modéré maladie, anomalie.

  • Déséquilibre grave mort.

• Fonctions vitales : Métabolisme, réactivité, mouvement, croissance, reproduction.

5. Types de Tissus et Cellules

Le corps humain est composé de divers types de cellules spécialisées, formant des tissus spécifiques :

• Cellules épithéliales (ex: peau).

• Cellules musculaires striées.

• Cellules nerveuses (neurones).

• Cellules osseuses.

• Cellules ciliées de la muqueuse respiratoire.

• Cellules adipeuses (graisse).

• Cellules sanguines.

• Ovules et spermatozoïdes (cellules reproductrices).

6. Structure, Caractéristiques et Rôles de la Membrane Plasmique (MP)

La membrane plasmique délimite la cellule, contient le cytoplasme et est formée d'une double couche lipidique.

Structure de la MP

• Bicouche lipidique :

  • Phospholipides (75%) : Têtes hydrophiles (en contact avec le liquide interstitiel et le cytosol) et queues hydrophobes (à l'intérieur de la MP).

  • Cholestérol (20%).

  • Glycolipides (5%).

• Protéines membranaires : Intrinsèques (transmembranaires) ou périphériques. Leurs fonctions incluent :

  • Canaux sélectifs.

  • Transporteurs.

  • Récepteurs (sites de reconnaissance).

  • Enzymes.

  • Marqueurs d'identité cellulaire (ex: groupes sanguins).

  • Amarres (pour le cytosquelette).

Caractéristiques de la MP

• Fluidité : Les molécules changent de place, permettant la réparation de la MP (ex: fertilisation d'un ovule). Le cholestérol joue un rôle crucial dans cette fluidité.

• Perméabilité sélective : Contrôle le passage des substances.

Rôles de la MP

• Protection contre le milieu extérieur.

• Échanges entre le milieu intracellulaire et extracellulaire.

• Reconnaissance cellulaire (grâce aux protéines membranaires).

• Regroupement des cellules entre elles (même structures, mêmes fonctions).

7. Transports Membranaires

Les transports membranaires permettent l'entrée de substances pour les réactions métaboliques et la sortie des produits ou déchets du métabolisme. Une solution est composée d'un solvant et d'un soluté (ex: eau salée = eau + sel).

1. Diffusion

• Passage de substances à travers la couche lipidique ou les canaux membranaires, suivant leur gradient de concentration (du plus concentré au moins concentré).

2. Osmose

• Déplacement net du solvant (eau) à travers la MP, d'une zone moins concentrée en soluté vers une zone plus concentrée en soluté.

• L'eau suit son propre gradient de concentration.

• La pression osmotique correspond à la concentration de soluté qui ne peut franchir la membrane et s'oppose au passage de l'eau.

• Tonicité de la solution :

  • Solution isotonique : Pression osmotique du liquide interstitiel = Pression osmotique du cytosol.

  • Solution hypotonique : L'eau rentre dans la cellule, qui gonfle et peut éclater (hémolyse des globules rouges).

  • Solution hypertonique : L'eau sort de la cellule, qui se rétracte (globules rouges crénelés).

3. Diffusion Facilitée

• Concerne les molécules chargées, polaires ou de grande taille (ex: glucose).

• Ces molécules suivent leur gradient de concentration.

• Le soluté se lie à un transporteur (protéine) qui change de forme pour permettre le passage.

4. Transport Actif

• Nécessite de l'énergie (ATP) et un transporteur (protéine).

• Concerne des ions (ex: ) qui se déplacent contre leur gradient de concentration.

• Exemples :

  • Pompes sodium-potassium : "Pompent" hors de la cellule et à l'intérieur, contre leurs gradients. Essentielles pour le potentiel de repos des neurones, le maintien d'un faible niveau de dans le cytosol et le volume cellulaire.

  • Pompes à protons : Nécessaires à l'élaboration d'acide chlorhydrique dans l'estomac.

5. Transport Vésiculaire

• Endocytose : La substance entre dans la cellule.

  • La MP s'invagine, formant une vésicule contenant la substance.

  • Endocytose par récepteurs : Spécifique, ex: virus HIV sur CD4 des lymphocytes T.

  • Phagocytose : Pour de grosses particules solides, digestion par des enzymes (ex: phagocytes).

  • Pinocytose : Non sélective, absorption de liquide extracellulaire, digestion par des enzymes.

• Exocytose : La substance est évacuée hors de la cellule (nécessite de l'ATP).

  • Les vésicules fusionnent avec la MP pour libérer des substances dans le milieu extracellulaire.

  • Exportation de produits utiles du métabolisme et de déchets.

  • Ex: libération de neurotransmetteurs par les cellules nerveuses.

8. Structure et Rôles des Organites Cellulaires

1. Cytoplasme

• Cytosol : Liquide dans lequel baignent les organites (75-90% d'eau, ions, glucose, acides aminés, acides gras, protéines, lipides, ATP, déchets).

• Organites : Structures spécialisées avec des formes et fonctions spécifiques.

• Cytosquelette : Filaments protéiques formant la charpente de la cellule, impliqué dans l'organisation, les mouvements cellulaires (transports, migration des chromosomes, déplacement).

2. Noyau

• Gardien de l'information génétique : Contient l'ADN.

• Délimité par l'enveloppe nucléaire (percée de pores).

• Contient des nucléoles (sites de synthèse des ribosomes).

• La chromatine (ADN) se condense en chromosomes pendant la division cellulaire.

• Impliqué dans la synthèse d'ADN, d'ARN et de protéines.

3. Ribosomes

• Composés de deux sous-unités de protéines et d'ARN.

• Peuvent être libres ou attachés au Réticulum Endoplasmique Granuleux (REG).

• Rôle : Tête de lecture de l'ARN messager lors de la synthèse des protéines. Leur efficacité est accrue lorsqu'ils sont regroupés en polysomes.

4. Réticulum Endoplasmique (RE)

• Réseau de membranes formant un "système circulatoire" intracellulaire.

• RE granuleux (REG) : Parsemé de ribosomes sur sa face externe, impliqué dans la synthèse de protéines destinées à être sécrétées ou insérées dans des membranes.

• RE lisse (REL) : Dépourvu de ribosomes, impliqué dans la synthèse des lipides, la détoxification et le stockage du calcium.

5. Appareil de Golgi

• Ensemble de sacs membraneux (citernes) et de vésicules appelés dictyosomes.

• Rôles : Modification, tri et empaquetage des protéines et lipides synthétisés dans le RE. Polymérisation des saccharides et exportation des produits de sécrétions et de lysosomes.

6. Lysosomes

• Issus de l'appareil de Golgi.

• Contiennent de puissantes enzymes digestives élaborées par les ribosomes.

• Rôles : Recyclage des composants cellulaires, digestion de substances nuisibles, de bactéries.

• Impliqués dans l'autophagie (digestion de composants cellulaires usés) et l'autolyse (autodestruction de la cellule, ex: en cas d'anoxie ou d'excès de vitamine A).

• Peroxysomes : Contiennent des oxydases luttant contre les radicaux libres.

7. Centrioles

• Interviennent dans la division cellulaire.

• Donnent naissance aux cils et flagelles.

8. Mitochondries

• Les "centrales énergétiques" de la cellule.

• Rôle : Production d'ATP (adénosine triphosphate) par la respiration cellulaire.

• Présentes en grande quantité dans les cellules très actives (musculaires, hépatiques, rénales).

• Présentent des crêtes (replis de la membrane interne) et une matrice.

• Contiennent leur propre ADN mitochondrial circulaire, permettant une certaine autonomie de synthèse.