Contenu
- Bases de la cellule
- La membrane cellulaire
- Fonctions bicouches lipidiques
- Composants additionnels de la bicouche
- Transport membranaire cellulaire
- La barrière hémato-encéphalique
Les cellules du cerveau sont un type de neurone, ou cellule nerveuse. Il existe également différents types de cellules cérébrales. Mais tous les neurones sont celluleset toutes les cellules d'organismes dotés de systèmes nerveuxpartager un certain nombre de caractéristiques. En réalité, tout les cellules, qu’il s’agisse de bactéries unicellulaires ou d’êtres humains, ont quelques caractéristiques communes.
Une caractéristique essentielle de toutes les cellules est qu’elles ont une double membrane plasmique, appelé le membrane cellulaire, entourant toute la cellule. Un autre estqu'ils ont un cytoplasme à l'intérieur de la membrane, formant la majeure partie de la masse cellulaire. Troisièmement, ils ont des ribosomes, des structures ressemblant à des protéines qui synthétisent tousprotéines fabriquées par la cellule. Une quatrième est qu'ils incluent du matériel génétique sous forme d'ADN.
Les membranes cellulaires, comme indiqué, consistent en une double membrane plasmique. Le "double" vientdu fait que la membrane cellulaire est également réputée être constituée d'un bicouche phospholipidique, avec "bi-" étant un préfixe signifiant "deux". Cette membrane bilipide,comme on l'appelle aussi parfois, a un certain nombre de fonctions clés en plus de protéger la cellule dans son ensemble.
Bases de la cellule
Tous les organismes sont constitués de cellules. Comme indiqué,le nombre de cellules d’un organisme varie considérablement d’une espèce à l’autre, et certains microbes ne comprennent qu’une seule cellule. De toute façon, les cellules sont les éléments constitutifs de la vie dans lesens qu’il s’agit des plus petites unités individuelles chez les êtres vivants qui possèdent toutes les propriétés associées à la vie, par exemple le métabolisme, la reproduction, etc.
Tous les organismes peuvent être divisés en procaryotes et eucaryotes. Pr* okaryotes* sont presque tous unicellulaires et incluent les nombreuses variétés de bactéries qui peuplent la planète. Eucaryotes sont presque toutes multicellulaires et possèdent des cellules présentant un certain nombre de caractéristiques spécialisées qui font défaut aux cellules procaryotes.
Comme mentionné, toutes les cellules ont des ribosomes,une membrane cellulaire, un ADN (acide désoxyribonucléique) et un cytoplasme, un milieu de type gel dans les cellules, dans lequel des réactions peuvent se produire et des particules se déplacer.
Les cellules eucaryotes ont leur ADNenfermé dans un noyau, qui est entouré par une bicouche phospholipidique appelée la enveloppe nucléaire.
Ils contiennent aussi organites, qui sontstructures liées par une double membrane plasmique comme la membrane cellulaire elle-même et chargées de fonctions spécialisées. Par exemple, les mitochondries sont responsables de la réalisation desrespiration aérobie dans les cellules en présence d'oxygène.
La membrane cellulaire
Il est plus facile de comprendre la structure de la membrane cellulaire si vous imaginez l’observer en coupe transversale.Cette perspective vous permet de "voir" à la fois les membranes plasmiques opposées de la bicouche, l'espace entre elles et les matériaux qui doivent inévitablement passer dans ou sortirde la cellule à travers la membrane par certains moyens.
Les molécules individuelles qui constituent la majeure partie de la membrane cellulaire sont appelées glycophospholipidesou, plus souvent, simplement des phospholipides.Ceux-ci sont faits de "têtes" de phosphate compactes qui sont hydrophile ("recherche d'eau") et pointez vers l'extérieur de la membrane de chaque côté, et une pairedes acides gras longs qui sont hydrophobe ("craignant l'eau") et se font face. Cette disposition signifie que ces têtes font face à l’extérieur de la cellule d’un côté et quecytoplasme de l'autre.
Le phosphate et les acides gras dans chaque molécule sont reliés par une région de glycérol, tout comme un triglycéride (graisse alimentaire) est constitué d’acides gras liés au glycérol.Les portions de phosphate ont souvent des composants supplémentaires à la surface, et d'autres protéines et glucides parsèment également la membrane cellulaire; ceux-ci seront décrits bientôt.
Fonctions bicouches lipidiques
Une des fonctions de la double couche lipidique consiste, presque par définition, à protéger la cellule des menaces extérieures. La membrane est semi-perméable, ce qui signifie que certaines substances peuvent passer, alors que d’autres se voient interdire l’entrée ou la sortie.
Les petites molécules, telles que l'eau et l'oxygène, peuvent diffuser facilement à travers la membrane.D’autres molécules, notamment celles qui portent une charge électrique (c’est-à-dire des ions), des acides nucléiques (ADN ou son parent, acide ribonucléique ou ARN) et des sucres peuvent également passer, mais nécessitent laaide de protéines de transport membranaire pour que cela se produise.
Ces protéines de transport sont spécialisées, c’est-à-dire qu’elles ne sont conçues que pour guider un type spécifique demolécule à travers la barrière. Cela nécessite souvent un apport d'énergie sous forme d'ATP (adénosine triphosphate). Lorsque les molécules doivent être déplacées contre un gradient de concentration plus fort,encore plus d'ATP que d'habitude est nécessaire.
Composants additionnels de la bicouche
La plupart des molécules non phospholipidiques de la membrane cellulaire sont protéines transmembranaires. Ces structures couvrent les deux couches de la bicouche (donc "transmembranaire"). Bon nombre d’entre elles sont des protéines de transport qui, dans certains cas, forment un canal assez grand pour lemolécule rencontrée à traverser.
Les autres protéines transmembranaires comprennent les récepteurs, qui signale à l'intérieur de la cellule en réponse à l'activation par des molécules sur leen dehors de la cellule; des enzymes, qui participent à des réactions chimiques; et les ancres, qui relient physiquement les composants extérieurs à la cellule à ceux du cytoplasme.
Transport membranaire cellulaire
Sans un moyen de faire entrer et sortir des substances dans la cellule, celle-ci manquerait rapidement d'énergie et ne pourrait pas non plus expulser les déchets métaboliques.Bien entendu, les deux scénarios sont incompatibles avec la vie.
L’efficacité du transport membranaire dépend de trois facteurs principaux: la perméabilité de la membrane,la différence de concentration d'une molécule donnée entre l'intérieur et l'extérieur, ainsi que la taille et la charge (le cas échéant) de la molécule considérée.
Transport passif (diffusion simple) ne dépend que de ces deux derniers facteurs, car les molécules qui entrent ou sortent des cellules par ce moyen peuvent facilement glisser à travers les interstices entre phospholipides. Parce qu'ils ne paient rien,ils auront tendance à s'écouler vers l'intérieur ou l'extérieur jusqu'à ce que la concentration soit la même des deux côtés de la bicouche.
Dans diffusion facilitée, les mêmes principes s'appliquent,mais les protéines membranaires sont nécessaires pour créer un espace suffisant pour que les molécules non chargées traversent la membrane dans leur gradient de concentration. Ces protéines peuvent être activées soit par lela simple présence de la molécule "frappant à la porte" ou par des changements de tension déclenchés par l'arrivée d'une nouvelle molécule.
Dans transport actif, énergieest toujours nécessaire car le mouvement de la molécule est opposé à sa concentration ou à son gradient électrochimique. Bien que l'ATP soit la source d'énergie la plus courante pour les protéines de transport transmembranaires,l'énergie lumineuse et l'énergie électrochimique peuvent également être utilisées.
La barrière hémato-encéphalique
Le cerveau est un organe spécial et, en tant que tel, il est spécialement protégé. Cela signifie que dansOutre les mécanismes décrits, les cellules cérébrales disposent d'un moyen de contrôler plus étroitement l'entrée de substances, ce qui est essentiel pour maintenir toute concentration d'hormones,l'eau et les nutriments sont nécessaires à un moment donné. Ce régime s'appelle le barrière hémato-encéphalique.
Ceci est en grande partie accompli grâce à la façon dont les petits vaisseaux sanguins entrantle cerveau est construit. Les cellules individuelles des vaisseaux sanguins, appelées cellules endothéliales, sont tassées de manière inhabituelle les unes aux autres, formant ce que l’on appelle jonctions serrées. Sous certaines conditions, la plupart des molécules sont autorisées à passer entre ces cellules endothéliales du cerveau.