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كتاب Physiologie humaine

#1
Physiologie humaine

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Table des matières 
1 Introduction à la physiologie
et à l’homéostasie 1
Introduction à la physiologie 1
La physiologie se focalise sur les mécanismes d’action 1
La structure et la fonction sont inséparables 1
Niveaux d’organisation dans l’organisme 1
Le niveau chimique : l’organisme est composé
d’une variété de molécules et d’atomes 2
Le niveau cellulaire : les cellules, unités de base
de la vie 2
Le niveau tissulaire : les tissus sont des groupements
de cellules de même spécialisation 3
Le niveau des organes : un organe est une unité
fonctionnelle faite de différents tissus 4
Le niveau du système corporel : un système est
un ensemble d’organes connexes 5
Le niveau de l’organisme : les systèmes corporels
forment un organisme fonctionnel complet 5
Le concept d’homéostasie 5
Les cellules de l’organisme sont en contact
avec un environnement interne très contrôlé 5
Les systèmes de l’organisme maintiennent
l’homéostasie, un état d’équilibre dynamique
de l’environnement interne 7
Les systèmes de contrôle homéostasique 11
Les systèmes de contrôle homéostasique peuvent
opérer localement ou globalement 11
Le rétrocontrôle négatif s’oppose à un changement initial
et est largement utilisée pour maintenir l’homéostasie 11
Un rétrocontrôle positif amplifie un changement
initial 14
Des perturbations dans l’homéostasie peuvent mener
à la maladie ou la mort 15
2 Physiologie cellulaire 19
Observation des cellules 19
Généralités sur la structure cellulaire 19
La membrane cellulaire forme la frontière
de la cellule 20
Le noyau contient l’ADN 20
Le cytoplasme comporte différents organites,
le cytosquelette et le cytosol 21
Réticulum endoplasmique et synthèses
localisées 21
Le réticulum endoplasmique rugueux synthétise
les protéines destinées à la sécrétion ou
à la construction de membranes 21
Le réticulum endoplasmique lisse empaquette
les nouvelles protéines dans des vésicules de transport 21
Appareil de Golgi et exocytose 22
Des vésicules de transport portent vers le complexe
de Golgi leur contenu qui y subit des modifications
additionnelles 22
Le complexe de Golgi conditionne les vésicules
de sécrétion destinées à l’exocytose 23
Lysosomes et endocytose 24
Les matériaux extracellulaires destinés à l’attaque
des lysosomes sont importés dans la cellule
par la phagocytose 24
Les lysosomes suppriment les organites usés 25
Peroxysomes et détoxification 25
Les peroxysomes contiennent des enzymes oxydants
qui détoxifient de nombreux déchets 25
Mitochondries et production d’ATP 26
Les mitochondries sont entourées d’une double
membrane 26
Les mitochondries jouent un rôle essentiel dans
la production d’ATP 27
La cellule produit plus d’énergie en aérobie
qu’en anaérobie 30
L’énergie stockée dans l’ATP est employée pour
des synthèses, des transports de matières et du travail
mécanique 33
Le cytosol, gel cellulaire 33
Le cytosol a un rôle important au niveau
du métabolisme intermédiaire, de la synthèse protéique
ribosomale, et du stockage des nutriments 34
Le cytosquelette : « squelette et muscle »
de la cellule 35
Les microtubules contribuent à la forme irrégulière
de la cellule et à certains de ses mouvements
complexes 35
Les microfilaments sont importants pour les systèmes
contractiles cellulaires et en tant que tuteurs 38
Les filaments intermédiaires sont importants dans
les régions cellulaires soumises à des contraintes
mécaniques 39
3 Membrane cellulaire
et potentiel de membrane 43
Structure et fonctions de la membrane 43
La membrane cellulaire est faite d’une double couche
de lipides
dans laquelle sont enchâssées des protéines 43
La double couche lipidique est la structure de base
de la barrière qui entoure la cellule 45
Les protéines de la membrane remplissent une variété
de fonctions spécifiques 45
Les glucides de la membrane sont des marqueurs
d’identité 47
Adhérence entre cellules 47
La matrice extracellulaire a le rôle de « colle »
biologique 47
Certaines cellules sont reliées directement par
des jonctions spécialisées 48
Généralités sur les transports
membranaires 49
Les substances liposolubles de toutes tailles de même
que les substances hydrosolubles de petite taille
peuvent traverser la membrane plasmique
sans assistance 50
Le transport transmembranaire actif de substances
utilise de l’énergie alors que le transport passif
n’en utilise pas 50
Le transport membranaire non assisté 50
Les particules qui peuvent traverser passivement
la membrane plasmique diffusent en suivant
leur différence de concentration 50
Les ions capables de traverser la membrane
se déplacent aussi sous l’effet de leur gradient
électrique 52
L’osmose est la diffusion nette de l’eau sous l’effet
de son propre gradient de concentration 52
La tonicité renvoie à l’effet que produit, sur le volume
cellulaire, la concentration de solutés ne pénétrant pas
dans une solution 55
Transport assisté à travers la membrane 55
Les transporteurs spécialisés modifient leur forme 56
La diffusion facilitée correspond à un transporteur
spécialisé passif 58
Le transport actif utilise un transporteur et de l’énergie
pour déplacer une substance contre son gradient
de concentration 58
Dans le transport par vésicule, des matériaux entrent
dans la cellule ou en sortent enveloppés dans
de la membrane 62
Potentiel de membrane 62
Le potentiel de membrane correspond à la séparation
de charges opposées de part et d’autre
de la membrane 62
Le potentiel de membrane est dû à la différence
de concentration d’ions spécifiques et à la perméabilité
de la membrane vis-à-vis de ces ions 63
4 Principes de
la communication nerveuse
et hormonale 71
Introduction à la communication nerveuse 71
Les nerfs et les muscles sont des tissus excitables 71
Le potentiel de membrane diminue en cas
de dépolarisation
et augmente en cas d’hyperpolarisation 71
Les signaux électriques sont produits par
des modifications des déplacements d’ions à travers
la membrane cellulaire 72
Potentiels graduels 72
L’amplitude d’un potentiel graduel dépend de l’intensité
de l’événement déclencheur 72
La propagation du potentiel graduel se fait de façon
passive par des courants locaux 73
Extinction des potentiels graduels sur une courte
distance 74
Potentiel d’action 74
Le potentiel d’action est une inversion soudaine
et transitoire du potentiel de membrane 75
D’importants changements de la perméabilité
de la membrane et des déplacements d’ions sont
à l’origine du potentiel d’action 75
La pompe Na+-K+ restaure progressivement
les gradients de concentration altérés par
le potentiel d’action 78
Le potentiel d’action se propage à toute la cellule
excitable du collet jusqu’aux terminaisons de l’axone 78
Après sa naissance, le potentiel se propage à toute
la fibre 80
La période réfractaire assure la propagation à sens
unique du potentiel d’action 81
Le potentiel d’action est une réponse par tout
ou rien 83
L’intensité du stimulus est codée par la fréquence
des potentiels d’action 83
La myélination augmente la vitesse de conduction
du potentiel d’action 83
Synapses et rôle intégrateur des neurones 85
Les synapses sont les jonctions entre des neurones
pré- et postsynaptiques 85
Un neurotransmetteur porte le message dans
une synapse 85
Certaines synapses excitent le neurone postsynaptique,
d’autres l’inhibent 86
Chaque combinaison neurotransmetteur-récepteur
produit toujours la même réponse 87
Le neurotransmetteur est rapidement éliminé de
la fente synaptique 87
Le potentiel postsynaptique final dépend de
la sommation de l’activité de toutes les synapses
afférentes 88
Certains neurones sécrètent des neuromodulateurs
en plus d’être des neurotransmetteurs 90
Les drogues et les maladies peuvent modifier
la transmission synaptique 90
Les neurones forment des voies nerveuses complexes
divergentes et convergentes 91
Communication entre cellules
et transduction des signaux 91
La communication entre les cellules est orchestrée
surtout par des messagers chimiques extracellulaires 91
Les messagers chimiques causent la réponse
par la transduction du signal 93
Certains messagers chimiques extracellulaires ouvrent
des canaux qui dépendent d’eux 93
De nombreux messagers chimiques extracellulaires
activent la voie des seconds messagers via
des récepteurs couplés à une protéine G 93
Principes de la communication hormonale 94
Les hormones sont soit hydrophiles soit lipophiles 94
Les modalités de synthèse, de stockage et de sécrétion
des hormones diffèrent selon leurs propriétés
chimiques 94
Les hormones hydrosolubles sont transportées
en solution dans le plasma tandis que les hormones
liposolubles le sont par des protéines plasmatiques 96
L’effet des hormones est, en règle générale, dû à la
modification de l’activité de protéines intracellulaires 96
Les hormones hydrophiles modifient des protéines
préexistantes par l’intermédiaire du système
du second messager 96
Les hormones lipophiles stimulent la synthèse
de protéines en activant des gènes 99
Comparaison des systèmes nerveux
et endocrine 100
Le système nerveux est « câblé » et le système
endocrine est « sans fil » 100
La spécificité nerveuse est due à la proximité
anatomique et la spécificité endocrine est due
à la spécialisation des récepteurs 101
Les systèmes nerveux et endocrine ont leur propre
domaine d’action mais aussi des interactions
fonctionnelles 101
5 Système nerveux central 107
Organisation et cellules du système
nerveux 107
Le système nerveux est organisé en système nerveux
central et système nerveux périphérique 107
Il y a trois catégories de neurones : neurones afférents,
neurones efférents et interneurones 108
La névroglie est le support des interneurones
et soutient leurs activités métaboliques
et fonctionnelles 109
Protection et approvisionnement
du cerveau 111
Le système nerveux central est bien protégé 112
Le SNC a besoin de l’apport continuel par le sang
de glucose et d’oxygène 112
Généralités sur le système nerveux 112
Cortex cérébral 114
Les hémisphères cérébraux sont faits d’une couche
périphérique de matière grise entourant de
la substance blanche 114
Les quatre paires de lobes cérébraux ont
une spécialisation différente 115
Les lobes pariétaux traitent les informations
sensorielles 115
Le cortex moteur primaire est situé dans les lobes
frontaux et contrôle les muscles squelettiques 116
Outre l’aire motrice primaire d’autres régions du cortex
sont importantes pour le contrôle du mouvement 117
Il y a plusieurs composantes distinctes du langage
contrôlées par différentes régions du cortex 119
Les aires associatives du cortex interviennent
dans de nombreuses fonctions supérieures 120
Il y a un certain degré de spécialisation
des hémisphères cérébraux 121
L’électroencéphalogramme est l’enregistrement
de l’activité post-synaptique des neurones corticaux 121
Noyaux de base, thalamus et
hypothalamus 122
Les noyaux gris centraux ont un rôle inhibiteur
dans le contrôle de la motricité 122
Le thalamus est un relais sensoriel et est important
dans le contrôle de la motricité 123
L’hypothalamus est un organe régulateur
de beaucoup de fonctions homéostatiques 123
Émotion, comportement et motivation 124
Le système limbique a un rôle-clé dans les émotions
et le comportement 124
Le système limbique et le cortex contribuent
au contrôle des comportements élémentaires 124
Les comportements motivés ont un but 125
La noradrénaline, la dopamine et la sérotonine
interviennent comme neurotransmetteurs dans
les voies des comportements et des émotions 125
L’apprentissage et la mémoire 125
L’apprentissage est l’acquisition de connaissances
et est le fruit de l’expérience 126
La mémoire est acquise par étapes 126
Les mécanismes moléculaires de la mémoire à long
terme et de la mémoire à court terme sont différents 127
Il y a des traces mnésiques (en grammes)
dans de nombreuses régions du cerveau 127
La quantité de lumière qui entre dans l’oeil est
contrôlée par l’iris 147
La lumière entrante est réfractée par le cristallin et
l’image est focalisée sur la rétine 148
La force du cristallin augmente grâce à
l’accommodation pour la vision rapprochée 150
Il faut que la lumière traverse plusieurs couches
de la rétine avant d’atteindre les photorécepteurs 152
La phototransduction par les cellules de la rétine
convertit la lumière en signaux électriques 152
Avec les bâtonnets on voit tout en gris la nuit, avec



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