T.D. Physiologie 2004

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T.D. Physiologie 2004

• EXERCICE 1
• Quelles sont les sciences qui étudient 
• a. La disposition et les formes des structures
  internes
• du corps 
• Lanatomie
• b. Le fonctionnement des structures
  corporelles 
• La physiologie

La Physiologie est létude du rôle des
différentes fonctions de lorganisme dans le
maintien de la vie
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Lhoméostasie  le maintien des limites
physiologiques
Un certain stimulus (stress) perturbe
lhoméostasie dans un
état contrôlé qui est surveillé par les
Composantes dun système de rétroaction
récepteurs qui envoient de l
Retour à lhoméostasie quand la réaction ramène
létat contrôlé à la normale
information à un
centre de régulation qui reçoit linformation et
fournit une
réponse au
effecteurs qui provoquent un changement ou une
réaction qui modifie létat contrôlé
3

• EXERCICE 1
• Quels sont les niveaux dorganisation du corps
  humain ?
• 1. le niveau chimique (molécules)
• 2. le niveau cellulaire (les cellules sont
  constituées dorganites cellulaires)
• 3. le niveau tissulaire (les tissus sont des
  groupes de cellules qui remplissent une même
  fonction avec)
• 4. le niveau des organes (un organe est une
  structure composée dau moins 2 types de tissus,
  souvent les 4 types  vaisseau sanguin)
• 5. le niveau des systèmes (chaque système est
  constitué dorganes qui travaillent ensemble pour
  accomplir une même fonction)
• 6. le niveau de lorganisme (ensemble de tous
  les systèmes travaillant de concert pour le
  maintien de la vie et la pérennité de lespèce).

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(No Transcript)
5

• EXERCICE 1
• Quels sont les grands types tissulaires de
  lorganisme humain ?
• 4 types  
• - le tissu épithélial tissu de revêtement
• - le tissu musculaire
• - le tissu conjonctif 3 composants
• (cellules fibres substance fondamentale)
• - le tissu nerveux

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Les épithéliums sont classés selon la forme des
cellules et le fait qu'il y ait une ou plusieurs
couches de cellules.
Types d épithélium
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Tissus musculaires

• Cellules
• Allongées
• Excitables
• Contractiles

Muscle squelettique
Suite à une excitation, les cellules musculaires
peuvent se raccourcir. Elles se contractent.
Muscle lisse
Muscle cardiaque
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(No Transcript)
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On reconnaît plusieurs sortes de tissus
conjonctifs

• Conjonctif lâche
• Conjonctif adipeux
• Conjonctif fibreux
• Tissu osseux
• Sang

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Les neurones

• Cellules excitables (peuvent réagir à un
  stimulus)
• Cellules peuvent communiquer entre elles par des
  influx nerveux
• Ne peuvent pas se reproduire après la naissance

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EXERCICE 1 4. Quels sont les principaux
appareils/systèmes de lorganisme humain ?
11 systèmes tégumentaire osseux
musculaire nerveux endocrinien cardio-vascula
ire respiratoire lymphatique digestif urinaire
génital
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EXERCICE 2 Donnez les principales fonctions de la
membrane plasmique

• Rôles généraux
• Délimite la cellule de son environnement
• Contrôle les échanges cellulaires avec le milieu
  via les phénomènes membranaires
• Permet aux cellules de se reconnaître entre elles
  et de s'agréger en tissus (grâce aux sucres de
  surface)
• Permet le déclenchement du processus immunitaire.

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La membrane plasmique

• 2 couches de lipides dans lesquelles sont
  insérées des protéines
• Des sucres s'attachent à la surface externe de la
  membrane.

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Transport membranaire

• 2 types de mouvement à travers la membrane
  plasmique
• - passif (les molécules traversent la membrane
  sans que la cellule fournisse d'énergie).
• - actif (la cellule dépense une énergie
  métabolique (ATP) pour transporter la substance
  en question à travers la membrane)
• pompage transport vésiculaire

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EXERCICE 3 Définir les différents termes
Glycolyse Voie dEmbden-Meyerhof voie
métabolique qui aboutit à la dégradation du
glucose en 2 molécules de pyruvate (ou
lactate) Glycogénolyse Dégradation des
réserves de glycogène en glucose (foie et muscle)
Glycogénèse Synthèse du glycogène a partir du
glucose Néoglucogénèse synthèse de glucose à
partir de ses précurseurs (pyruvate, lactate,
glycérol, AA) Lipolyse dégradation des
triglycérides en acides gras et
glycérol Protéolyse dégradation des protéines
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EXERCICE 4 Quelles sont les différentes filières
énergétiques permettant de fournir lénergie
nécessaire à la contraction musculaire ?
Lénergie nécessaire à la contraction musculaire
est fournie par lATP Adénosine triphosphate
Lénergie est stockée dans les liaisons
covalentes (liaisons pyrophosphate) entre les
groupements phosphate de lATP la rupture dune
de ces liaisons libère une quantité importante
dénergie (7 kcal/mole). LATP reçoit lénergie
provenant de la dégradation des molécules de
lipides, protéines et glucides et transmet cette
énergie aux fonctions cellulaires.
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1. LATP  molécule énergétique

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EXERCICE 4 Quelles sont les différentes filières
énergétiques permettant de fournir lénergie
nécessaire à la contraction musculaire ?

• L'ATP est resynthétisé soit
• - par le pôle des phosphagènes (Phosphocréatine
  PCr),
• - par phosphorylation du substrat dans la voie
  glycolytique
• par lintermédiaire de la phosphorylation
  oxydative dans les mitochondries
• ? Il existe 3 filières énergétiques 2 filières
  anaérobies et une filière aérobie
• les filières anaérobies correspondent à des
  réactions ne nécessitant pas d'oxygène
• - la filière anaérobie alactique ou le système
  des phosphagènes ou système ATP - PCr,
• - la filière glycolytique
• la filière aérobie ou le système oxydatif
  correspond à des réactions nécessitant de
  l'oxygène.

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Resynthèse de lATP grâce à la PCr
filière anaérobie alactique ou le système des
phosphagènes
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la filière glycolytique

• La glycolyse consomme 2 ATP
• Elle permet la resynthèse de 4 ATP
• ? bilan net gain de 2 ATP

Glucose 2 ADP 2 Pi 2 NAD ? 2 pyruvate 2
ATP 2 H2O 2 NADH  
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la filière aérobie ou le système oxydatif
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la filière aérobie ou le système oxydatif
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EXERCICE 5 Lors dun exercice musculaire, de
nombreuses adaptations physiologiques se
produisent dont certaines sont visibles ou
perceptibles. Quels sont ces signes et les
organes ou tissus impliqués dans leur apparition ?
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Système musculaire
Mouvements Production de chaleur
Filières énergétiques et types dexercice -
Anaérobie alactique - Anaérobie lactique -
Aérobie
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Système musculaire
Adaptation musculaire au type dexercice
Aérobie - amélioration de la perfusion
musculaire induite par une augmentation du nombre
de capillaires par fibre musculaire et du nombre
de capillaires par surface de section du
muscle. - amélioration de l'efficacité du
métabolisme oxydatif induite par l'augmentation
du nombre et de la taille des mitochondries dans
le muscle squelettique, - augmentation du
contenu musculaire en myoglobine de 75-80 et
stimulation de l'activité d'enzymes oxydatives -
stimule l'utilisation des graisses Anaérobie -
stimulation de l'activité d'enzymes de la filière
ATP PCr et glycolytique, - augmentation du
pouvoir tampon des muscles (but permettre de
supporter des niveaux plus élevés de lactates et
ainsi de retarder la fatigue).
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Système cardio-vasculaire
Transport - gaz (O2, CO2) - nutriments -
déchets A lexercice, adaptation diverses et
spécifiques Le débit sanguin musculaire
(fonctionnement), cardiaque (fonctionnement) et
cutané (thermorégulation) augmentent au détriment
dautres organes, moins essentiels à lexercice.
(reins, système digestif, ..)
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Système cardio-vasculaire
à l'exercice les muscles actifs consomment
beaucoup plus d02 et de substrats énergétiques.
Les processus métaboliques sont activés et
génèrent des sous produits qu'il faut éliminer.
Lors d'un exercice prolongé ou réalisé à la
chaleur, la température centrale s'élève. Si
l'exercice est intense des ions H apparaissent
dans le muscle et dans le sang ce qui diminue le
pH. Le système cardio vasculaire doit répondre
au mieux à l'augmentation des besoins, en
optimisant les conditions de transport.
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Système respiratoire
Adaptation à lexercice ? lapport en oxygène
(VO2 max) ? lévacuation du gaz carbonique
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Système nerveux

• Contrôle de lensemble des fonctions
• stimule lactivité musculaire
• en assure la coordination et la régulation

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Système endocrinien
Régulation - Sécrétion dhormones - contrôle
de la glycémie - ..
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Système osseux
Soutien et protection des organes Charpente sur
laquelle agissent les muscles
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Système tégumentaire
Thermorégulation transpiration
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• EXERCICE 6
• Décrivez les phénomènes nécessaires à la
  production dun potentiel daction.
• Elle repose sur 2 caractéristiques fondamentales
  de la membrane plasmique des cellules excitables
  soit
• - Existence dun potentiel de repos,
• - Présence de canaux ioniques spécifiques.

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Potentiel de repos -70 mV
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Forces qui maintiennent le potentiel de repos

• Le potentiel de repos est maintenu par les
  propriétés de perméabilité de la membrane
  plasmique et par des pompes dans la membrane qui
  font entrer les ions K et sortir les ions Na.

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Le potentiel d'action
Les neurones peuvent réagir à un stimulus
(excitabilité). Réaction ouverture de canaux à
sodium de la membrane
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Potentiel d action
ENa
Pointe
Fermeture des canaux Na
Ouverture des canaux K
0mV
Dépolarisation Entrée de Na
Repolarisation sortie de K
Fermeture des canaux K
Ouverture des canaux Na
Seuil -55mV
-70mV
Repos
EK
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• EXERCICE 7
• Couplage excitation contraction Complétez et
  commentez la figure ci-contre

• (0) Le neurotransmetteur libéré (Ach) diffuse à
  travers la membrane synaptique et se lie aux
  récepteurs de lacétylcholine situés sur le
  sarcolemme
• Le potentiel daction ainsi produit se propage le
  long du sarcolemme et des tubules T
• Le potentiel daction déclenche la libération du
  Ca2 présent dans les citerne terminales du RS

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• (3) Les ions calcium se lient à la troponine
  (TnC) la troponine change de structure
  tridimensionnelle, ce qui élimine le masque
  maintenu par la tropomyosine les sites de
  liaison de lactine sont exposés
• Contraction les têtes de myosine sattachent
  aux sites de liaison de lactine et sen
  détachent un grand nombre de fois, tirant ainsi
  les filaments dactine vers le centre du
  sarcomère lénergie nécessaire au
  fonctionnement de ce cycle est fournie par
  lhydrolyse de lATP

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• (5) Après la fin du potentiel daction, le Ca 2
  est réabsorbé dans le réticulum sarcoplasmique
• La tropomyosine masque à nouveau le site de
  liaison la contraction prend fin et la fibre
  musculaire se détend

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EXERCICE 8 Orientez, légendez et complétez le
schéma suivant
Orientation 
Haut
Externe, dehors, latéral Interne, dedans, médial
bas
Légende  articulation du genou 1  Fémur 2 
ménisque interne 3 Ligament latéral externe
(LLE) 6 Ligament latéral interne (LLI) 7  Tibia
ou région de la pâte doie 8  ligament croisé
antéro-externe (LCAE) 9  ménisque interne 10 
Ligament croisé postéro interne (LCPI) 11 
rotule
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EXERCICE 9 Quels sont les mécanismes à l'origine
des contractions du cœur ? Comment la fréquence
cardiaque est-elle contrôlée ? Le muscle
cardiaque génère sa propre impulsion électrique
ce qui lui permet de se contracter de manière
rythmique, sans l'aide du système nerveux. En
l'absence de toute stimulation nerveuse ou
humorale, la fréquence cardiaque intrinséque se
situe aux environs de 70 à 80 bpm Les 4 éléments
principaux qui entrent dans la constitution du
système de conduction cardiaque sont le nœud
sinusal de Keith Flack le nœud atrio
ventriculaire ou d'Aschoff Tawara le faisceau
atrio ventriculaire ou faisceau de His le
réseau de Purkinje Le nœud sinusal constitue le
pacemaker du cœur. C'est lui qui commande et
coordonne l'activité de tout le reste du muscle
cardiaque ou myocarde.
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EXERCICE 9 Quels sont les mécanismes à l'origine
des contractions du cœur ? Comment la fréquence
cardiaque est-elle contrôlée ? La fréquence et
l'efficacité de ses contractions peuvent varier
dans les conditions normales en réponse à la mise
enjeu de trois systèmes le système nerveux
parasympathique le système nerveux
sympathique le système endocrinien (hormones)
Système nerveux autonome
? Sympa ? ? Fréquence card. ? ? Débit cardiaque
? Para ? ? Fréquence card. ? ? Débit cardiaque
Système endocrinien
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EXERCICE 10 Expliquez pourquoi la vitesse de
lécoulement sanguin varie dans les différentes
régions du système cardio-vasculaire.
Le débit sanguin est le volume de sang qui
sécoule dans un vaisseau, dans un organe ou dans
lensemble du réseau vasculaire en une période
donnée. Vitesse du sang débit /section
vasculaire La vitesse de lécoulement est
inversement proportionnelle à laire de la
section transversale totale des vaisseaux. Dans
les capillaires, la lenteur de lécoulement
sanguin permet le déroulement des échanges
nutriments-déchets.
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EXERCICE 10 Expliquez pourquoi la vitesse de
lécoulement sanguin varie dans les différentes
régions du système cardio-vasculaire. Lautorégul
ation est ladaptation locale automatique du
débit sanguin aux besoins immédiats des divers
organes. Elle repose sur des facteurs chimiques
locaux qui causent la dilation des artérioles et
qui ouvrent les sphincters précapillaires. Les
mécanismes de régulation myogènes sont déclenchés
par les variations de la pression artérielle.
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EXERCICE 11 Par quel mécanisme déchange les
nutriments, les déchets et les gaz respiratoires
sont-ils transportés entre le sang et le
compartiment interstitiel ? Par diffusion
toujours selon le gradient de concentration les
substances vont des régions où elles sont plus
concentrées aux régions où elles le sont
moins. Les capillaires nont pas tous la même
perméabilité (cellules endothéliales des
sinusoïdes du foie disjointes, dans lencéphale,
capillaires continusbarrière hémato-encéphalique)
Les solutés hydrosolubles (acides aminés,
glucides) empruntent les fentes intercellulaires
remplies de liquides (et parfois les pores) Les
molécules liposolubles (comme les gaz
respiratoires) diffusent directement à travers la
bicouche de phospholipides de la membrane
plasmique des cellules endothéliales Des
vésicules cytoplasmiques assurent le transport de
quelques grosses molécules (protéines)
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Labsorption dans lintestin grêle
Eau Monosaccharides Acides aminés
Minéraux Vitamines hydro-solubles
Absorption par Osmose Diffusion Transport actif
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EXERCICE 12 Quels sont les paramètres
physico-chimiques qui déterminent la direction de
lécoulement des gaz au cours de la respiration
? Par diffusion pour les gaz, cest le
gradient de pression partielle qui détermine la
direction de lécoulement
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Echanges gazeux respiration externe (échanges
alvéolaires)
SEFFECTUE ENTRE LES ALVÉOLES (air
alvéolaire) ET LES CAPILLAIRES PULMONAIRES (sang)
O2
CO2
Capillaire pulmonaire
À TRAVERS LA MEMBRANE ALVÉOLO-CAPILLAIRE
CHAQUE GAZ DIFFUSE SELON SON GRADIENT
DE PRESSION PARTIELLE (élevée ? faible) JUSQUÀ
ÉQUILIBRE (air et sang ont la même pression
partielle).
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EXERCICE 13 Expliquez linfluence quont sur la
ventilation pulmonaire la résistance des conduits
aériens, la compliance et lélasticité pulmonaire
ainsi que la tension superficielle dans les
alvéoles.
1. La résistance causée par la friction dans les
conduits aériens entrave le passage de lair et
fait obstacle à la respiration. Les bronches de
dimension moyenne sont les conduits qui opposent
le plus de résistance à lécoulement de lair.
2. La compliance pulmonaire dépend de
lélasticité du tissu pulmonaire et de la
flexibilité du thorax. Lorsque lune ou lautre
diminue, lexpiration devient un processus actif
et nécessite une dépense dénergie.
3. La tension alvéolaire superficielle du liquide
alvéolaire tend à réduire la taille des alvéoles,
ce à quoi soppose le surfactant.
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Facteurs physiques influant sur la ventilation
pulmonaire

• Résistance des conduits aériens
• E ?P/R (Eécoulement, ?PPatm-Palv, R
  résistances)
• Maximale pour bronches de moyen calibre
• ? en cas de bronchoconstriction (asthme)
• Compliance pulmonaire
• ? Elasticité pulmonaire CL ?V/?(Palv-Pip)
• ?Vvariation de volume pulmonaire,
• ?(Palv-Pip) variation de pression
  transpulmonaire ? maintient les alvéoles ouvertes
• Tension superficielle dans les alvéoles
• Elevée si uniquement eau (molécule polaire)?
  affaissement des alvéoles
• ? grâce au surfactant pulmonaire
  (phospholipidesglycoprotéines)

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EXERCICE 14 Donnez les six processus fonctionnels
décrivant lactivité du système digestif.
1. Lingestion ou entrée de la nourriture 2. La
propulsion ou déplacement des aliments dans le
tube digestif 3. La digestion mécanique qui
assure le mélange de la nourriture et son
fractionnement 4. La digestion chimique ou
dégradation enzymatique 5. Labsorption ou
transport des produits de la digestion à travers
la muqueuse intestinale en direction du sang 6.
La défécation ou évacuation des produits non
digérés (féces)
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Les étapes de la digestion

• Ingestion
• Propulsion déglutition et péristaltisme
• Digestion mécanique
• Digestion chimique
• Absorption
• Défécation

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EXERCICE 15 Décrivez le parcours dune
molécule de protéine après son ingestion.

1. Dans lestomac la pepsine (sécrétée par les
   glandes gastriques) en présence dHCl dégrade les
   protéines en gros polypeptides
2. Dans lintestin grêle, les enzymes pancréatiques
   (trypsine, chymotrypsine et carboxypeptidase)
   fragmentent les gros polypeptides en petits
   polypeptides et petits peptides
3. Dans lintestin grêle, les enzymes intestinales
   de la bordure en brosse (aminopeptidase,
   carboxypeptidase et dipeptidase) terminent la
   dégradation en acides aminés
4. Les acides aminés sont ensuite absorbés par
   transport actif dans la cellule épithéliale de
   lintestin grêle puis diffusent dans le liquide
   interstitiel et le sang des capillaires des
   villosités

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EXERCICE 15 Décrivez le parcours dune
molécule de protéine après son ingestion.
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EXERCICE 15 Décrivez le parcours dune
molécule de protéine après son ingestion.