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Biophysique > Transports passifs > Flashcards

Transports passifs Flashcards

1
Q

Comment s’effectuent les échanges dans le corps humain

A

par des mécanismes de transport

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Q

A quelle(s) échelle(s) se déroulent les transports

A
  • macroscopique
  • microscopique
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Q

Échelle macroscopique

A

transport hémodynamique (= mouvements du sang)

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Q

Échelle microscopique

A
  • transport de molécules jusqu’à leur site d’action
  • transport passif OU actif
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Q

Où s’effectue le transport moléculaire ?

A
  • au sein d’un compartiment
  • au cours d’un transfert membranaire
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6
Q

Transport passif

A

sans consommation d’énergie
- gradients de concentration
- gradient de pression
- interaction des champs électriques
- ex. anions Cl- et HCO3-

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7
Q

Transport actif

A

avec consommation d’énergie
ex. pompe Na+/K+/ATPase
ex. cations Na+ et K+

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8
Q

Définition gradient

A

variation d’une grandeur dans l’espace

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9
Q

Exemple de transport à l’échelle microscopique

A

les ions de part et d’autre de la membrane des hématies

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10
Q

A quoi est due la répartition inégale des charges électriques ?

A

à la perméabilité de la membrane

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11
Q

Quel(s) ion(s) est majoritaire(s) en intracellulaire

A

K+

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12
Q

Quel(s) ion(s) est majoritaire(s) en extracellulaire

A

Na+ et Cl-

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13
Q

Comment sont répartis les ions HCO3- ?

A

presque également : légèrement + en extracellulaire

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14
Q

Définition diffusion

A

transport des particules à travers une membrane sous l’effet d’un gradient de concentration (=transfert de soluté)

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15
Q

Définition filtration

A

transport des particules à travers une membrane sous l’effet d’un gradient de pression (=transfert de solvant voire de solution)

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16
Q

Définition osmose

A

association de filtration et de diffusion (=transfert de solvant)

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17
Q

Définitions transport ionique

A

transport d’ions à travers une membrane sous l’effet d’interactions électriques

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18
Q

Qu’est-ce qui cause le déplacement d’une molécule ?

A

un déséquilibre

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19
Q

Définition mouvement Brownien

A

résultat macroscopique de l’agitation thermique moléculaire
=> dépend de la température

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20
Q

Comment se comportent les molécules dans le mouvement Brownien

A

elles s’agitent aléatoirement dans la solution et occupent tout l’espace

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21
Q

Définition diffusion en phase liquide

A

transport de masse qui dépend de la différence de concentration

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22
Q

Quels principes s’appliquent aux transports ?

A

ceux utilisés dans la théorie des gaz

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23
Q

Quelle(s) caractéristique(s) du déplacement en solution peut-on calculer ?

A
  • distance moyenne parcourue
  • direction globale
  • vitesse moyenne de déplacement
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24
Q

De quoi dépendent les propriétés cinétiques des particules ?

A
  • viscosité du milieu
  • température
  • taille de la particule en mouvement
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25
Q

Quel est l’impact de la viscosité sur le mouvement ?

A

les frottement limitent le déplacement des particules

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26
Q

Quel est l’impact de la température sur le mouvement ?

A

Une température qui augmente favorise le mouvement

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27
Q

Comment est la diffusion en milieu liquide ? Pourquoi ?

A

limitée :
- taille des particules
- cohésion du milieu
- forces d’interactions

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28
Q

Que font les déplacement aléatoires ?

A

Ils redistribuent les particules en solution jusqu’à homogénéiser les concentrations

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29
Q

Qu’est-ce qui décrit et quantifie le flux des particules ?

A

Les lois de Fick

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30
Q

Première loi de Fick

A

exprime le débit massique en fonction du coefficient de diffusion, de la surface d’échange et du gradient de concentration :
(dm/dt)t,x = -D x S (dc/dx)t,x

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31
Q

Comment se comporte le débit massique

A
  • il est positif lorsque la concentration baisse
  • il est négatif lorsque la concentration augmente
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32
Q

Définition flux

A

débit par unité de matière

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33
Q

formule flux

A

J = -D x (dc/dx)
ou
Flux = Débit / Surface

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34
Q

Formule variation du débit massique en fonction du temps

A

(dm’/dt) = (dm/dt) x -2.D.S x (dc/Δx)

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35
Q

Comment évolue le débit massique ?

A

il diminue proportionnellement à la baisse du gradient de concentration

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36
Q

Condition(s) à l’efficacité de la diffusion

A

gradient de concentration élevé

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37
Q

Définition uniformisation

A

gradient de concentration nul

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38
Q

Comment évolue la tendance à l’uniformisation

A

elle ralentit

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39
Q

Définition temps de diffusion

A

temps nécessaire à l’uniformisation

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40
Q

formule variable de concentration Δc

A

Δc = Δn/ S.L
= -D.S x (C2-C1/L) x Δt x (1/S.L)

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41
Q

Formule temps nécessaire à l’uniformisation des concentrations Δt

A

Δt = L^2 / 2D

soit L^2 = 2Dx Δt

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42
Q

Caractéristiques temps d’uniformisation

A
  • indépendant des concentrations
  • augmente lorsque D diminue
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43
Q

Caractéristiques coefficient de diffusion D

A
  • contient toute l’information sur la diffusion
  • dépend du milieu de diffusion
  • dépend du couple solvant-soluté
  • [L².T-1]
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44
Q

Le déplacement est :

A

indépendant de la concentration

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45
Q

Deuxième loi de Fick

A

La concentration de l’espèce en mouvement i dépend de la position x et du temps t

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46
Q

Formule deuxième loi de Fick

A

(Δc/Δt) = D.(Δ²ci/Δx²)
avec Δ= variation et Δ² = dérivée seconde

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47
Q

En fonction de quoi peut être exprimé D

A
  • température
  • constante des gaz parfaits
  • nombre d’avogadro
  • coefficient de friction
  • constante de boltzmann
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48
Q

Formule D

A

D = RT / N.6. π. η.r

avec 6. π. η.r = coefficient de friction f

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49
Q

Comment évolue le temps d’homogénéisation avec le nombre de dimension

A

↗ nombre de dimension
↗ temps d’homogénéisation

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50
Q

Δt selon les dimensions

A

2D : Δt = r²/4D
3D : Δt = r²/6D

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51
Q

Quelle est la force motrice du déplacement

A

le gradient de concentration

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52
Q

Quel(s) effet(s) a le déplacement ?

A

il diminue le gradient de concentration, et donc la force motrice et le déplacement lui même

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53
Q

Comment sont exprimées les propriétés cinétiques d’une particule ?

A

par le coefficient de diffusion D

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54
Q

Quel(s) rôle(s) pour les propriétés cinétiques ?

A

elles tendent à équilibrer la concentration en tout point

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55
Q

De quoi dépend le temps d’équilibrage ?J

A

de la capacité de la molécule à se déplacer

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56
Q

Qu’indiquent les lois de Fick ?

A
  • 1 : les flux
  • 2 : l’état des concentrations en fonction du temps
57
Q

Pression et diffusion

A

la pression n’est pas prise en compte dans la diffusion

58
Q

Où et comment sont poussés les solutions biologiques ?

A

à travers les pores membranaires du fait de la pression

59
Q

Quelle est la force motrice dans le cas d’une filtration ?

A

le gradient de pression

60
Q

De quoi dépend le gradient de pression ?

A

de la pompe cardiaque

61
Q

Dans quel sens se font les mouvement de liquide dans le cas d’une filtration ?

A

de la plus grande vers la plus petite pression

62
Q

Similitudes entre filtration et diffusion

A
  • membrane perméable
  • surface active = pores
  • sélectivité dépend du rayon des pores
63
Q

Formule débit massique de filtration

A

(dm/dt) = -K.S.(ΔP/e)
avec K : constante de filtration

64
Q

Coefficient de filtration massique

A

Lm = Km/e
» (dm/dt) = -L.S.ΔP

65
Q

Coefficient de filtration volumique

A

Lv = Kv/e
» (dml/dt) = -L.SΔP

66
Q

Définition tamisage

A

possibilité pour le soluté, dans certains cas, de passer la membrane

67
Q

Valeurs du coefficient de tamisage (T)

A
  • membrane imperméable : T=0
  • membrane perméable aux solvants ET au soute : T=1
  • membrane perméable à CERTAINS solutés : T≠1
68
Q

Membrane hémiperméable

A

perméable au solvant mais pas au soluté (T=0)

69
Q

Membrane sélective

A

partiellement perméable aux soluté 0<T<1

70
Q

Quelle(s) molécule(s) la filtration concerne-t-elle ?

A

Toutes les molécules traversant la membrane

71
Q

Conséquences d’une membrane déficiente

A
  • passage de macromolécules
  • oedèmes
72
Q

De quoi dépend la capacité d’une molécule à traverser une membrane ?

A
  • taille
  • polarité
73
Q

Quel impact(s) a la polarité sur le passage d’une molécule ?

A

une molécule polaire traverse plus facilement les bicouches lipidiques

74
Q

A quoi correspond le coefficient de tamisage ?

A

à la taille des particules

75
Q

A quoi correspond le coefficient de filtration ?

A

à la polarité

76
Q

Définition osmose

A

transfert de solvant par rapport à une différence de concentration du soluté

77
Q

Dans le cas d’osmose, comment est la membrane ?

A

hémiperméable : le soluté ne peut pas se déplacer

78
Q

Dans le cas d’osmose, dans quel sens se fait le déplacement ?

A

du compartiment le moins concentré vers le compartiment le plus concentré (qui va être dilué)

79
Q

Dans le cas d’osmose, comment se déplace le solvant par rapport à une diffusion ou filtration ?

A

en sens inverse

80
Q

Osmose : comment se déplace le solvant à travers la membrane des hématies ?

A
  • mise dans l’eau : volume ↗ = endosmose
  • mise dans un milieu de concentration élevée : volume ↘ = exosmose
81
Q

Définition hémolyse

A

déplacement d’eau dans les globules qui se dilatent jusqu’à exploser

82
Q

Définition plasmolyse

A

cellules se vidant (exosmose), provoquant la rétractation du globule

83
Q

Principe expérience Dutrochet

A

opposition d’eau à une solution de glucose

84
Q

Observations expérience de Dutrochet

A
  • sélectivité de la membrane liée à une différence de vitesse de diffusion (eau>glucose)
  • membrane reste perméable au soluté
85
Q

Conclusion expérience de Dutrochet

A
  • osmose : le solvant est aspiré du fait du déséquilibre des concentrations
  • le soluté attire le solvant pour qu’il le dilue
  • l’osmose fait intervenir la filtration ET la diffusion lorsque deux milieux sont séparés par une membrane sélective
86
Q

osmose : que se passe-t-il lorsque le flux de soluté est impossible ?

A

le système tend à se rééquilibrer par un flux de diffusion, d’où l’aspiration du solvant

87
Q

Membrane théorique

A

hémiperméable : elle retient TOUS les solutés et ne laisse diffuser/filtrer que le solvant

88
Q

Membrane sélective

A
  • cas général des membranes biologiques
  • laisse passer librement le solvant et les corps dissous
  • retient les corps dissous volumineux (selon la taille des pores)
89
Q

Il arrive que seul la vitesse de transfert soit différente : vrai ou faux ?

A

vrai

90
Q

Qu’entraine la diffusion ?

A
  • un transport de matière
    » permet de décrire un débit de matière
91
Q

Formule débit de matière

A

(dm/dt) = (-D.S/e) x (C2-C1)
avec S = surface totale des pores
e = épaisseur de la membrane

92
Q

Qu’est-ce qui définit la sélectivité ?

A

le rayon des pores

93
Q

Que concerne le transport passif dans l’organisme ?

A

les milieux liquides (eau+substances dissoutes)

94
Q

Que se passe-t-il en cas d’une membrane non sélective ?

A
  • la diffusion se fait sans contraintes pour TOUTES les particules
  • on obtient un équilibre de toutes les particules après leur diffusion
95
Q

En présence d’une membrane non sélective :

A
  • les deux flux de sens opposés modifient le volume
  • le corps dissous de X passe dans l’autre compartiment
  • le volume et la concentration sont modifiés en fonction du temps
  • les vitesses de transfert sont ≠ si les deux substances ont un D ≠
96
Q

Diffusion eau-solution avec une membrane sélective : comment se déplace le flux lorsque (dm/dt) > 0

A

du compartiment 1 vers le 2

97
Q

Diffusion eau-solution avec une membrane sélective : comment se déplace le flux lorsque (dm/dt) < 0

A

du compartiment 2 vers le 1

98
Q

Définition sélectivité de la membrane

A

transfert ou absence de transfert d’une molécule selon le rayon

99
Q

Comment est le transfert si le rayon moléculaire est supérieur au rayon des pores ?

A

il n’y a pas de transfert, le composé est dénommé soluté

100
Q

Comment est le transfert si le rayon moléculaire est inférieur au rayon des pores

A

il y a transfert du composé qui se comporte comme un solvant

101
Q

Diffusion solution-solution avec membrane sélective : comment se comporte les concentrations

A

si Ceau1 > Ceau2 alors Csoluté2 > Csoluté1

102
Q

Diffusion solution-solution avec membrane sélective : comment est le flux du soluté ?

A

bloqué par la membrane sélective

103
Q

Diffusion avec membrane sélective : à quel moment atteint-on l’équilibre ?

A

Jamais

104
Q

Quels intérêts ont les déséquilibre pour notre corps ?

A

nécessaires aux échanges

105
Q

Flux de diffusion et flux de filtration (membrane sélective)

A
  • P1 = P1 –> Jf nul
  • P1 > P2 –> Jf > 0 (1 vers 2)
  • C1 = C2 –> Jd nul
  • C2 > C1 –> Jd > 0 (1 vers 2)
106
Q

Formule flux total/flux net

A

Jnet = Jd + Jf

107
Q

Qu’impose la condition d’équilibre ?

A

que les deux flux aient des directions opposées, donc des gradients de sens opposés

108
Q

Flux net > 0

A
  • déplacement de 1 vers 2
  • Jd > Jf
109
Q

Flux net < 0

A
  • déplacement de 2 vers 1
  • Jf > Jd
110
Q

Flux net nul

A
  • Jd = -Jf
  • état d’équilibre
111
Q

Loi de Van’t Hoff

A

à l’équilibre des flux (flux net=0), les pressions hydrostatiques sont également à l’équilibre :
ΔPeq = (P2 - P1) lorsque Jnet=0

112
Q

Définition pression osmotique

A

pression qui s’oppose au gradient de pression et de diffusion afin d’équilibrer les flux

113
Q

Comment appelle-t-on pression osmotique

A

pression fictive π

114
Q

Formule π

A

π = (D/K).C
= RT.Cosm

115
Q

Comment se définit la pression fictive

A

par la pression qu’il faudrait appliquer pour empêcher le phénomène d’osmose = pour que le flux net soit nul

116
Q

Comment se comporte la pression osmotique lorsque la membrane est perméable ?

A

pas de pression osmotique si perméabilité (totale ou partielle)

117
Q

De quelle(s) solution(s) π constitue-t-elle une caractéristique ?

A

des solutions contenant des solutés non transférables = non diffusibles

118
Q

À quoi est relié la pression osmotique

A

à la concentration en soluté : + il y a de soluté, plus l’aspiration du solvant est importante

119
Q

A quoi correspond la concentration osmolaire (Cosm)

A

à la concentration de toutes les particules présentes participant au phénomène d’osmose => particules non diffusibles

120
Q

A quoi correspond l’osmose ?

A

à l’aspiration du solvant

121
Q

A quoi équivaut la loi de Van’t Hoff ?

A

à la loi des gaz parfaits
=> P = R.T.(n/v) = R.T.C

122
Q

Comment est représenté le flux de diffusion dans la Loi de Van’t Hoff

A

Jd = -Jf = (K/e). π
=> la référence à la diffusion de l’eau disparaît

123
Q

Formule ++ flux net

A

Fnet = - (K/e) x (Δ P- Δ π )

124
Q

Comment évolue le sens du transport passif selon Δ P- Δ π ?

A
  • Δ P- Δ π > 0 : 1 vers 2
  • Δ P- Δ π < 0 : 2 vers 1
125
Q

Échanges dans la part artérielle des capillaires sanguins

A

filtration majoritaire => pression artérielle

126
Q

Échanges dans la part veineuse

A

diffusion

127
Q

Définition concentration osmolaire

A

part d’une solution ne traversant pa pas membrane, quantité de matière par unité de volume

128
Q

Définition osmole

A

quantité de matière qui, mise dans 1 litre, développe une pression osmotique π

129
Q

Quelle est la concentration osmolaire du plasma sanguin

A

305mOsm.L-1

130
Q

combien d’osmole pour une mole ?

A

1 osmole

131
Q

Concentration osmolaire totale

A

prend en compte toutes les particules non transférables, y compris celle n’ayant pas de réel pouvoir osmotique (=305mOsm.L-1 pour le plasma)

132
Q

Concentration osmolaire efficace ou tonicité

A

elle ne tient compte que des particules actives (=300mOsm.L-1 pour le plasma)
=> molécules ne traversant PAS la membrane

133
Q

Pourquoi est-il nécessaire de différencier Cosm totale et Cosm efficace ?

A

Car certaines substances n’ont aucun effets sur le phénomène d’osmose du fait de leur traversée libre de la membrane

134
Q

Définition solutions isotoniques

A

qui ont la même tonicité que le palma (=300mOsm.L-1)

135
Q

Définition solutions hypertoniques

A

qui ont une tonicité > 300 mOsm.L-1 et qui induisent une contraction des hématies avec perte de volume

136
Q

Définition solutions hypotoniques

A

qui ont une tonicité inférieur à 300mOsm.L-1 et qui induisent une dilatation des hématies avec risques de destruction

137
Q

Qu’est-ce qu’on injecte en cas d’hémorragie ?

A

une solution isotonique pour remplacer le plasma

138
Q

Qu’est-ce qu’on injecte en cas d’urgence ?

A

une solution hypertonique pour conserver le pool vasculaire

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