La cellule et les tissus

Cadre programme : UE 2.1 « Biologie fondamentale » (S1) et bases de l'UE 2.2 « Cycles de la vie et grandes fonctions ». Socle indispensable avant d'aborder la physiologie des grandes fonctions et les processus pathologiques (UE 2.3 à 2.11).

Pourquoi c'est central pour l'IDE : comprendre la cellule, c'est comprendre l'action des médicaments (cibles cellulaires), les déséquilibres hydro-électrolytiques, les mécanismes de la fièvre, de l'œdème, du cancer et de la cicatrisation.

1. Niveaux d'organisation du vivant

Le corps humain s'organise du plus simple au plus complexe :

Atome → Molécule → Organite → Cellule → Tissu → Organe → Système (appareil) → Organisme

• Cellule : plus petite unité vivante capable de se nourrir, se reproduire et mourir.
• Tissu : ensemble de cellules de même type assurant une fonction commune.
• Organe : association de plusieurs tissus (ex. l'estomac = épithélium + muscle + tissu conjonctif + tissu nerveux).
• Système / appareil : ensemble d'organes coopérant à une grande fonction (ex. appareil cardiovasculaire).

Mini-rappel méthodo : pour répondre à une question d'anatomie-physiologie, situer toujours le niveau d'organisation concerné : beaucoup d'erreurs viennent de confusions cellule / tissu / organe.

2. La cellule eucaryote : structure

La cellule humaine est eucaryote (noyau délimité par une membrane), par opposition aux cellules procaryotes (bactéries, sans noyau vrai).

Membrane plasmique

• Structure : double couche de phospholipides (modèle de la mosaïque fluide, Singer et Nicolson, 1972) parsemée de protéines, de cholestérol et de glucides.
• Tête hydrophile tournée vers l'extérieur/intérieur, queues hydrophobes au centre → barrière sélective.
• Rôles : délimite la cellule, contrôle les échanges, porte les récepteurs (cibles hormonales et médicamenteuses) et les marqueurs du « soi ».

Cytoplasme et organites

Le noyau et l'information génétique

• ADN (acide désoxyribonucléique) : double hélice, support de l'information héréditaire.
• Chromatine : ADN + protéines (histones) à l'état décondensé.
• Chromosomes : ADN condensé visible lors de la division. L'humain possède 46 chromosomes (23 paires), dont 1 paire de chromosomes sexuels (XX ♀ / XY ♂).
• Gène : portion d'ADN codant une protéine.
• ADN → ARN messager (transcription) → protéine (traduction) : c'est le « dogme » de l'expression génétique.

Définition à connaître : caryotype = photographie ordonnée des chromosomes d'une cellule (utilisé pour le diagnostic, ex. trisomie 21 = 3 chromosomes 21).

3. Échanges membranaires (essentiel pour l'IDE)

La membrane est semi-perméable. Deux grands modes de transport :

Transport passif (sans énergie)

• Diffusion simple : déplacement d'une molécule du milieu concentré vers le milieu dilué (ex. O₂, CO₂).
• Diffusion facilitée : via une protéine canal (ex. glucose).
• Osmose : diffusion de l'eau à travers la membrane, du milieu le moins concentré en soluté (hypotonique) vers le plus concentré (hypertonique).

Transport actif (consomme de l'ATP)

• Déplacement contre le gradient de concentration.
• Exemple majeur : pompe Na⁺/K⁺ qui expulse le sodium et fait entrer le potassium → indispensable au potentiel de repos des cellules nerveuses et musculaires.

Notions de tonicité (lien perfusion / soins infirmiers)

⚠️ Lien clinique : c'est pourquoi le sérum physiologique (NaCl 0,9 %) est isotonique et n'abîme pas les cellules. La perfusion d'eau pure en intraveineux provoquerait une hémolyse. (Toute administration relève de la prescription médicale : hors périmètre de cette fiche.)

4. Cycle cellulaire et division

Le cycle cellulaire

• Interphase (la plus longue) : G1 (croissance) → S (réplication de l'ADN) → G2 (préparation).
• Mitose (phase M) : division proprement dite.

Mitose

Division d'une cellule mère en 2 cellules filles identiques (mêmes 46 chromosomes). Assure la croissance et le renouvellement des tissus.

Étapes : Prophase → Métaphase → Anaphase → Télophase (puis cytocinèse).

Méiose

Division spécifique des cellules sexuelles (gamètes) : 1 cellule mère → 4 cellules filles à 23 chromosomes (haploïdes). Permet la reproduction et le brassage génétique.

Mnémo : Mitose = maintien du nombre de chromosomes (croissance). Méiose = moitié (gamètes).

Apoptose

Mort cellulaire programmée, physiologique et « propre » (sans inflammation). À distinguer de la nécrose (mort accidentelle, traumatique, avec inflammation).

⚠️ Lien clinique : le cancer résulte d'une perte de contrôle du cycle cellulaire : prolifération anarchique + échappement à l'apoptose.

5. Les quatre grands types de tissus

C'est le cœur de l'histologie. Tout organe est un assemblage de ces 4 familles.

A. Tissu épithélial (épithéliums)

• Cellules jointives, peu de substance entre elles, non vascularisé (nourri par diffusion depuis le tissu conjonctif sous-jacent).
• Épithélium de revêtement : tapisse les surfaces (peau, muqueuses digestive et respiratoire).
• Épithélium glandulaire : sécrète.
  • Glande exocrine : déverse via un canal vers l'extérieur ou une cavité (salive, sueur, suc gastrique).
  • Glande endocrine : déverse des hormones directement dans le sang (thyroïde, pancréas endocrine).

Description du schéma type : couche(s) de cellules serrées posées sur une fine membrane basale, au-dessus d'un tissu conjonctif riche en capillaires. On distingue épithélium simple (1 couche) / stratifié (plusieurs couches), pavimenteux / cubique / cylindrique selon la forme des cellules.

B. Tissu conjonctif

• Le plus répandu : rôle de soutien, liaison, remplissage, défense.
• Composé de cellules dispersées (fibroblastes, adipocytes, cellules immunitaires) dans une matrice extracellulaire abondante (fibres de collagène, d'élastine + substance fondamentale).
• Variétés : tissu conjonctif lâche, dense (tendons, ligaments), adipeux (graisse), cartilage, os, et le sang (tissu conjonctif liquide : voir fiche 4).

C. Tissu musculaire

Cellules contractiles (myocytes). Trois types :

D. Tissu nerveux

• Assure la réception, le traitement et la transmission de l'information.
• Deux types de cellules : les neurones (cellules conductrices) et les cellules gliales (soutien, nutrition, isolation : ex. cellules produisant la myéline).

6. Homéostasie : la notion clé

Homéostasie = maintien de l'équilibre du milieu intérieur (température, pH, glycémie, hydratation, pression…) malgré les variations externes.

Repose sur des boucles de régulation : un capteur détecte l'écart → un centre intégrateur compare à une valeur de référence → un effecteur corrige (le plus souvent par rétrocontrôle négatif).

Exemple : régulation de la glycémie (insuline / glucagon) ou de la température (frissons / sudation). Toute la physiologie des grandes fonctions vise à maintenir l'homéostasie.

Vocabulaire essentiel

• Eucaryote / procaryote : avec / sans noyau vrai.
• Cytoplasme : contenu de la cellule hors noyau (cytosol + organites).
• Organite : structure spécialisée intracellulaire.
• ATP : adénosine triphosphate, « monnaie énergétique » de la cellule.
• Diffusion / osmose / transport actif : modes d'échange membranaire.
• Iso / hypo / hypertonique : tonicité d'une solution par rapport à la cellule.
• Mitose / méiose / apoptose : division identique / réductionnelle / mort programmée.
• Histologie : étude des tissus.
• Matrice extracellulaire : substance entourant les cellules du tissu conjonctif.
• Homéostasie : équilibre du milieu intérieur.

Points clés à retenir

1. La cellule est l'unité de base ; ses organites ont chacun une fonction précise (mitochondrie = énergie, REG = protéines, lysosome = digestion).
2. L'ADN du noyau porte l'information ; expression = transcription puis traduction.
3. Les échanges membranaires (passif/actif) expliquent l'isotonicité du NaCl 0,9 % : notion directement utile en perfusion.
4. Quatre tissus seulement : épithélial, conjonctif, musculaire, nerveux : tout organe en est un assemblage.
5. L'homéostasie est le fil conducteur de toute la physiologie.

Pièges fréquents

1. Confondre cellule et tissu : la cellule est une unité, le tissu un ensemble de cellules semblables.
2. Confondre diffusion et osmose : l'osmose concerne uniquement l'eau ; la diffusion concerne les solutés/gaz.
3. Inverser hypotonique / hypertonique : en milieu hypotonique, la cellule gonfle (l'eau entre).
4. Confondre exocrine et endocrine : endocrine = dans le sang (hormones) ; exocrine = via un canal.
5. Confondre mitose et méiose : mitose = 2 cellules identiques (croissance) ; méiose = 4 gamètes à 23 chromosomes.
6. Croire que l'épithélium est vascularisé : il ne l'est pas, il est nourri par le tissu conjonctif voisin.
7. Dire « globules blancs = tissu » : le sang est un tissu conjonctif liquide, pas un simple liquide.

Q&R pour le tuteur IA

Q : Pourquoi perfuse-t-on du NaCl 0,9 % et pas de l'eau pure ? R : Le NaCl 0,9 % est isotonique au plasma : il n'entraîne pas de mouvement d'eau anormal à travers la membrane des cellules sanguines. De l'eau pure serait hypotonique → entrée massive d'eau dans les globules rouges → gonflement puis hémolyse.

Q : Quel est le rapport entre mitochondrie et fatigue musculaire ? R : La mitochondrie produit l'ATP par respiration cellulaire. Les cellules très actives (muscle, cœur) en contiennent beaucoup. Quand l'apport en O₂ ou en glucose est insuffisant, la production d'ATP chute → la contraction ne peut plus être maintenue.

Q : Pourquoi le cancer est-il lié au cycle cellulaire ? R : Une cellule cancéreuse a perdu le contrôle de son cycle : elle se divise de façon anarchique (mitoses incontrôlées) et échappe à l'apoptose (elle ne meurt plus quand elle le devrait), d'où la formation d'une tumeur.