La cellule est la plus petite unité capable de vivre de façon autonome. Le corps humain en compte plusieurs dizaines de milliers de milliards, spécialisées selon le tissu auquel elles appartiennent.
Membrane plasmique : bicouche de phospholipides dans laquelle s’insèrent des protéines (canaux, transporteurs, récepteurs). Elle délimite la cellule et assure une perméabilité sélective.
Cytoplasme : milieu aqueux (cytosol) contenant les organites et le cytosquelette.
Noyau : contient l’ADN (chromatine) ; le nucléole y fabrique les ribosomes.
Mitochondries : produisent l’énergie de la cellule sous forme d’ATP par la respiration cellulaire (consomme de l’O₂, rejette du CO₂).
Ribosomes : lieu de la traduction, c’est-à-dire de la synthèse des protéines.
Réticulum endoplasmique granuleux (rugueux) : couvert de ribosomes, il synthétise les protéines destinées à l’export ou à la membrane.
Réticulum endoplasmique lisse : synthèse des lipides, détoxification (très développé dans l’hépatocyte).
Appareil de Golgi : maturation, tri et emballage des protéines dans des vésicules de sécrétion.
Lysosomes : vésicules d’enzymes qui assurent la digestion intracellulaire.
Les échanges membranaires
Les échanges à travers la membrane se font de deux grandes façons.
Transports passifs, sans dépense d’énergie, dans le sens du gradient de concentration :
Diffusion facilitée : par un canal ou un transporteur (glucose dans la plupart des cellules).
Osmose : passage de l’eau à travers une membrane semi-perméable, du milieu le moins concentré vers le milieu le plus concentré.
Transports actifs, qui consomment de l’ATP et vont contre le gradient. L’exemple type est la pompe Na⁺/K⁺-ATPase : elle fait sortir 3 Na⁺ et entrer 2 K⁺ à chaque cycle, ce qui maintient le Na⁺ surtout à l’extérieur et le K⁺ surtout à l’intérieur de la cellule. L’endocytose et l’exocytose transportent de grosses particules dans des vésicules.
Tonicité : une solution isotonique au plasma (NaCl 0,9 %, glucosé 5 %) ne modifie pas le volume des globules rouges. En milieu hypotonique (eau pure), l’eau entre dans le globule rouge qui gonfle et éclate (hémolyse). En milieu hypertonique, il perd son eau et se ratatine (plasmolyse, aspect crénelé).
Génétique et division cellulaire
L’ADN est une double hélice formée de nucléotides. Les bases s’apparient toujours de la même façon : A–T et C–G. L’ARN est simple brin et remplace la thymine par l’uracile (U).
Un gène est une portion d’ADN qui code une protéine. L’expression d’un gène se fait en deux temps :
Transcription dans le noyau : l’ADN est copié en ARN messager.
Traduction dans le cytoplasme, sur les ribosomes : l’ARNm est lu par codons (3 bases = 1 acide aminé) pour assembler une protéine.
La cellule humaine contient 46 chromosomes (23 paires, dont une paire de chromosomes sexuels : XX ou XY). Les gamètes n’en contiennent que 23.
Mitose : une cellule mère donne 2 cellules filles identiques, diploïdes (46 chromosomes). Phases : prophase, métaphase, anaphase, télophase. Elle assure la croissance et le renouvellement des tissus.
Méiose : deux divisions successives qui produisent 4 cellules haploïdes (23 chromosomes), les gamètes, avec brassage génétique.
Les quatre tissus
Tissu épithélial : revêtement (peau, muqueuses) et glandes (exocrines vers l’extérieur ou une cavité, endocrines vers le sang).
Tissu conjonctif : soutien et liaison. Il regroupe les tissus conjonctifs proprement dits, le tissu adipeux, le cartilage, l’os et le sang.
Tissu musculaire : strié squelettique (contraction volontaire), strié cardiaque (myocarde, involontaire), lisse (paroi des viscères et des vaisseaux, involontaire).
Tissu nerveux : neurones (transmission de l’influx) et cellules gliales (soutien, nutrition, myéline).
Milieu intérieur et homéostasie
L’eau représente environ 60 % du poids chez l’adulte, davantage chez le nourrisson (environ 75 %) et moins chez la personne âgée, d’où sa fragilité face à la déshydratation.
Secteur intracellulaire : environ 2/3 de l’eau totale (≈ 40 % du poids).
Secteur extracellulaire : environ 1/3 (≈ 20 % du poids), réparti entre le liquide interstitiel (≈ 15 %) et le plasma (≈ 5 %).
Le sodium est le principal cation extracellulaire (natrémie 135–145 mmol/L). Le potassium est le principal cation intracellulaire (kaliémie plasmatique 3,5–5 mmol/L).
L’homéostasie est le maintien des constantes du milieu intérieur (température, glycémie, pH, volémie) grâce à des boucles de régulation, le plus souvent par rétrocontrôle négatif : un écart déclenche une réponse qui le corrige. Le pH sanguin normal est de 7,38 à 7,42.
Les grandes molécules du vivant
Glucides : glucose (carburant principal, seul substrat utilisé en temps normal par le cerveau), glycogène (forme de réserve dans le foie et les muscles). 1 g = 4 kcal.