Chapitre 10 : transport passif de solutés

Quelles sont les différences entre transport, diffusion, transport actif et transport passif ?

Transport : terme générique → passage d’une membrane biologique par une substance

Diffusion : uniquement si gradient transitoire + membrane perméable

Transport actif : nécessitant l’hydrolyse d’ATP

Transport passif : utilisant uniquement l’énergie des gradients

Est-ce que les caractéristiques de la molécule influence son transport ?

Oui : les hydrophobes et les apolaires passent les membranes (exception : eau, éthanol,… polaires assez petites pour passer). Influence de la taille : plus la molécule est grande, moins elle passe.

Les transporteurs sont les seules protéines transmembranaires pouvant faire passer des molécules soit dans le sens du gradient, soit contre. V ou F ?

Vrai ; les canaux les font toujours passer dans le sens du gradient, les pompes vont toujours contre le gradient. Pour les transporteurs, cela dépend du transporteur.

Qu’est-ce qu’un canal ?

Protéine transmembranaire pouvant s’ouvrir, mettant en relation directe cytoplasme et milieu extracellulaire. Région la plus étroite du canal = filtre de sélectivité

Plongé dans un milieu hypertonique, une cellule peut fermer ses pores afin de se protéger d’une trop grande entrée de soluté. V ou F ?

Faux, car les pores sont des canaux ouverts en permanence.

Mr Da Silva affirme que la cellule est capable de moduler la quantité d’ions qui entreront par les canaux en modulant l’ouverture des canaux. A-t-il raison ?

Non : la vitesse (~10⁶ à 10⁸ ions/s) est d’office maximale. En revanche, le nombre de canaux permettra de contrôler la quantité de soluté qui passe.

La vitesse dépend toutefois aussi du gradient de concentration (mais influe peu chez l’humain car les concentrations sont assez stables).

L’utilisation d’un transporteur passif engendre une différence par rapport à l’utilisation d’un canal. Laquelle, et pourquoi ?

Les milieux intra- et extracellulaires ne sont jamais en contact, car le transporteur passe par une conformation occluse où le soluté est “enfermé” dans la protéine. Les transporteurs passifs dépendent entièrement du gradient pour le sens du transport. La vitesse du transport dépend du temps nécessaire à la protéine pour changer de conformation.

Combien d’isoforme du transporteur du glucose existe-t-il, et quels sont leurs rôles principaux ?

5 isoformes du GLUT.

Permettre l’entrée de glucose après un repas ; permettre la sortie de glucose si jeûne ou exercice physique (foie uniquement).

Où retrouve-t-on le transporteur GLUT-2, et pourquoi ?

Au niveau des cellules β du pancréas → stimulation rapide de la production d’insuline.

Les transporteurs GLUT possèdent 12 segments transmembranaires hydrophobes, permettant l’ancrage du pore dans la membrane. V ou F ?

Faux. Les transporteurs GLUT possèdent bien 12 segments au total, mais seuls 7 sont hydrophobe et participent à l’ancrage du port dans la membrane. Les 5 autres, hydrophiles, consituent le mur du pore.

Le transporteur GLUT-1 est présent chez tous les types cellulaires, et le GLUT-4 uniquement chez les adipocytes et les muscles striés squelettiques. V ou F ?

Vrai. Le GLUT-1 est particulièrement présent chez les globules rouges. Le GLUT-4 (absent du myocarde !) est modulé par l’insuline, permettant l’assimilation du glucose.

Est-il possible d’inhiber un transporteur ?

Oui, soit via un inhibiteur compétitif (Vmax identique mais augmentation du Km) ou un inhibiteur non-compétitif (Km identique mais Vmax diminué).

Quel est le principe de fonctionnement d’un transport couplé ?

2 transporteurs travaillent en interdépendance : transport d’une molécule dans le sens de son gradient (E_pot dissipée), E récupérée et utilisée pour transporter une autre molécule contre son gradient électrochimique.

Que signifient symport et antiport ?

Symport : les 2 molécules transportées vont dans le même sens

Antiport : les 2 molécules transportées vont dans des sens opposés

Pourquoi est-il nécessaire d’avoir une pompe pour faire sortir les ions sodium de la cellule ?

Ion sodium = souvent utilisé comme cotransporteur et donc s’accumule dans la cellule. Le sodium étant non-perméant sans ses canaux, il lui est impossible de sortir si ceux-ci se ferment. Sans cela → apparition d’un effet Donnan, voire d’une lyse cellulaire par choc osmotique.

Pourquoi le sodium est un excellent cotransporteur ?

Car son gradient électrochimique est très intéressant (libérant beaucoup d’énergie) et les variations de sa concentration n’ont aucun impact sur la signalisation cellulaire.

À quoi sert la protéine NHE et pourquoi son rôle est extrêmement important ?

Transporteur permettant l’échange Na⁺/H⁺ (5 isoformes). Transport électriquement neutre avec auto-régulation positive. Il permet l’expulsion rapide de protons en cas de descente du pH cytoplasmique (ce qui provoque une protonisation des sites de régulation de la NHE, activant l’échangeur).

À quoi sert le SGLT ?

Sodium GLucose Transporter : transporteur permettant le symport sodium/glucose, récupérant ainsi le glucose au niveau de l’intestin et des reins. 35 isoformes.

Après récupération du glucose par le SGLT, qu’arrive-t-il aux deux composés entrés dans la cellule ? Pourquoi ?

Sodium : dissociation rapide car concentration intracellulaire faible, libérant le glucose, puis expulsion via la Na,K-ATPase.

Glucose : expulsion via le transporteur GLUT-2.

Glucose et sodium = osmotiquement actif.

Quel problème se pose pour l’expulsion du Ca²⁺ hors de la cellule ? Comment est-il contourné ?

Le gradient de concentration calcique est très défavorable à cet échange. Via l’échangeur Na⁺/Ca²⁺, il pourra être extrait, mais 3 ions sodium entrent pour un ion calcium expulsé (+ participation du potentiel membranaire).

Ce transporteur peut évidemment travailler dans l’autre sens. C’est particulièrement vrai au niveau du myocarde, où il alterne en permanence entre les 2 sens en fonction du cycle systole-diastole.

Qu’est-ce que l’OAT-1, transporteur particulier rencontré au niveau des cellules du tube contourné du rein, et comment fonctionne-t-il ?

Transporteur des anions organiques pour les expulser dans l’urine. Expulsion contre un α-cétoglutarate (ou éventuellement contre du fumarate, succinate, malate,…) ensuite récupéré via le cotransporteur Na⁺/dicarboxylate.