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La membrane cellulaire

 

Dernière mise à jour : 2021.11.19

 

 

L'intégrité et la fluidité des membranes cellulaires sont déterminées par les types et les concentrations des phospholipides incorporés.

 

La membrane cellulaire forme une entité dynamique continuellement renouvelée : catabolisme, rénovation, invagination (endocytose), expulsion ou évagination (exocytose).

 

Etant donné que la plupart des substances présentes dans l'organisme sont hydrophiles, le caractère hydrophobe de la membrane offre un moyen efficace de gestion intracellulaire (e.a. le métabolisme).

 

Sommaire :

 

 

Composition de la membrane cellulaire

 

Présentation schématique

 

Côté pratique

 

Contenu :

        

Composition de la membrane cellulaire :

 

Les membranes cellulaires sont constituées de (en général)

 

Deux feuillets de phospholipides :

 

 

    • (1 ou) 2 séries opposées de phospholipides : il s'agit d'un ensemble amphipathique avec une extrémité polaire (groupement phosphate, hydrophile, entrée d'eau) et une queue apolaire (groupement acides gras, hydrophobe, sortie d'eau) :

 

      • des liaisons doubles (AGPI) favorisent la fluidité de la membrane

 

      • des molécules de cholésterol rendent la couche lipidique moins liquide (donc plus visqueuse) augmentant ainsi la stabilité mécanique :

 

        • rapport normal de cholésterol/phospholipides = 0.5 = équilibre = homéostasie

 

        • en cas de déficit de cholestérol :

 

          1. effets sur la fluidité de la membrane cellulaire : trop d'espace libre, perte de consistance

 

          1. effets sur des récepteurs d'hormones et de neurotransmetteurs : GABA, récepteurs adrénergiques hépatiques, récepteurs de la sérotonine et des opiacés, protéinekinase AMPc dépendante, récepteurs d'acétylcholine...

 

P. ex.

            • rapport de 0.2 à 0.5 : GABA

            • rapport de 0.5 à 1 : activité relativement constante de GABA

 

    3.  effets sur des activités enzymatiques : Na/K ATP ase

 

P. ex.

            • rapport de 0.2 à 0.5 : taux diminué de cholestérol ---> activation de l'ATPase

            • rapport de 0.5 à 0.7 : taux accru de cholestérol ---> inhibition de l'ATPase

 

    4.  effets sur l'échange ADP - ATP : le cholestérol catalyse l'échange ADP - ATP

 

    5.  effets sur la synthèse des phospholipides

 

    • cette bicouche de phospholipides sert comme solvant pour des protéines membranaires, qui ont besoin de phospholipides pour maintenir leur fonction.

 

    • la composition des deux couches diffère :

 

P. ex. il n'y a pas de glycolipides (partie lipidique + groupement oligosaccharidique) dans le feuillet phospholipidique interne ; ils se trouvent uniquement sur la surface externe. Leur groupement oligosaccharidique qui pointe à l'extérieur de la membrane agit comme une antenne moléculaire, donc comme récepteur : ceci représente un aspect important de la fonction membranaire (p. ex. des gangliosides).

 

    • un déficit en acides gras essentiels (des céramides, surtout l'acide linoléique (ω6)) peut causer la perte de la fonction de barrière de l'épiderme ; en cas d'une déficience, les acides gras essentiels seront remplacés par de l'acide oléique (ω9) entraînant des modifications au niveau de sa conformation spatiale,  ainsi que l'impossibilité de former une barrière aqueuse adéquate ou une structure lamellaire normale (p. ex. dans l'eczéma atopique : formation d'une structure lamellaire anormale).

        

Présentation schématique de la membrane cellulaire :

 

Milieu extracellulaire

antennes moléculaires (protéines transmembranaires)

extrémité polaire du groupement phospholipide/glycolipide

queue apolaire phospholipidique, comprenant du cholestérol

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queue apolaire phospholipidique, comprenant du cholestérol

extrémité polaire phospholipidique

Milieu intracellulaire

 

 

La stratification hydrophile-hydrophobe-hydrophile forme une barrière physique pour les molécules polaires, c.à.d. qu'elle réduit la solubilité ou la perméabilité de la membrane cellulaire.

 

Cette membrane n'est pas rigide, mais forme une entité dynamique, caractérisée par des mouvements : rotations, flexion, flip-flop, diffusion latérale. Les chaînes d'acides gras peuvent se déplacer et s'interchanger. Ainsi les phospholipides sont capables de se déplacer librement dans leur propre mono-couche (par diffusion latérale et par rotation) mais incapables de sauter d'une couche à une autre (= flip-flop).

 

Les phospholipides ainsi que les glycolipides sont donc des composants cruciaux des membranes neurales et des récepteurs, indispensables dans la communication intracellulaire cérébrale et nerveuse.

 

La composition de la membrane cellulaire diffère suivant le type de la cellule et de sa fonction dans l'organisme :

 

    • ainsi la membrane mitochondriale contient peu de cholestérol (3%) par rapport à la cellule hépatique et au globule rouge (17 - 20%),

    • d'autre part, les mitochondries possèdent 2 x plus de phosphatidylcholine (39%) que les globules rouges (17%),

    • les mitochondries sont cependant dépourvues de la sphingomyeline versus 20% dans les cellules du foie et dans les globules rouges.

 

Le contenu des cellules porte une charge positive le long du cytosquelette, tandis que l'eau structurée (EZ water, charge négative) forme une couche le long de la membrane extérieure. Ils agissent ensemble comme une batterie.

 

Les charges positives nourrissent les organites cellulaires telles que les lysosomes qui nécessitent la présence d'acides pour effectuer correctement leur fonction de nettoyage et d'élimination. Même l'activité des mitochondries dépend de la différence d'acidité à l'intérieur (pH plus élevé) et à l'extérieur des cellules. Cette différence entre pH intérieur et extérieur est indispensable pour pouvoir lancer la production d'ATP dans les mitochondries.

        

Côté pratique :

 

Il est évident que la composition en acides gras de l'alimentation agit sur la viscosité, la perméabilité et l'auto-assemblage des membranes.

 

Plus la quantité d'acides gras saturés est élevée, plus la membrane cellulaire est structurée.

Si la quantité d'acides gras insaturés est élevée, la membrane cellulaire est plus souple.

 

La composition en acides gras oméga3 et 6 souples et anti-inflammatoires dans la membrane cellulaire détermine sa fluidité et la capacité des récepteurs de répondre à un stimulus (résistance):

 

    • une résistance aux récepteurs de l'insuline : peut entraîner un diabète de type 2

    • une résistance aux récepteurs de la sérotonine : peut induire une dépression

    • une résistance aux récepteurs de la dopamine : risque de baisse de libido, perte de mémoire...

 

 

   ZOELHO (c) 2006 - 2023                           Paul Van Herzele PharmD                        Dernière version : 08-janv.-23                

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