La membrane cellulaire

Phospholipides

La cellule est entourée d'une membrane, qui a un point commun avec la bulle de savon: elle est formée d'une double couche de molécules spéciales, ayant une tête hydrophile et une (double) queue hydrophobe. Ces molécules appartiennent à la famille des phospholipides.

La tête hydrophile est le groupement phosphate, qui contient le groupe phosphate PO₄^- (polaire). Les deux queues, non polaires, sont des groupements acides gras.
Entre les deux, le groupement glycérol.

Les groupes X, R1 et R2, variés, donnent lieu à des phospholipides différents.

Constitution de la membrane

Comme les savons, les phospholipides s'assemblent aisément en doubles couches. Dans le milieu liquide aqueux qui est celui du corps humain, les queues hydrophobes se font face, tandis que les têtes font face d'un côté au liquide intérieur à la cellule, et de l'autre au liquide extérieur.

Propriétés de la membrane

La principale propriété de la membrane cellulaire est d'être relativement imperméable, ce qui lui permet de protéger la cellule contre les intrusions. Toutefois, quelques propriétés complémentaires rendent relative l'étanchéité de la membrane.

Tout d'abord, la membrane est loin d'être rigide: elle l'est même moins que la bulle de savon. Elle est fluide et se déforme donc de manière permanente, ouvrant ainsi des interstices qui permettent la traversée de petites molécules. Mais ces ouvertures ne sont que temporaires: les membranes ont une forte propension à refermer tout orifice qui se serait créé.

Ensuite, certaines protéines ont la propriété de pouvoir s'insérer durablement dans la membrane, dont elles deviennent en quelque sorte parties intégrantes. D'où leur appellation de protéines membranaires.

Certaines de ces protéines sont dotées, à l'extérieur de la cellule, d'un récepteur susceptible de capter certains transmetteurs (ions).
Cette captation active un signal, qui peut se transmettre à l'autre extrémité de la protéine membranaire, où il peut par exemple attirer ou relâcher un ion à l'intérieur de la cellule.

Enfin, un autre type de protéine permet le passage d'ions à travers la membrane: ces protéines constituent des canaux.

Ces canaux peuvent s'ouvrir ou se fermer en réponse à certaines commandes:
- soit, la simple présence de certains ions ou molécules;
- soit, un certain potentiel électrique;
- soit, des "pompes à ions".

Un canal est capable d'acheminer 1 à 100 millions d'ions par seconde! Le mécanisme de transport est encore en voie d'élucidation.

Le potentiel de membrane

Grâce à l'étanchéité de la membrane, et par le jeu des canaux et pompes, la présence d'ions positifs et négatifs de part et d'autre de la membrane peut être régulée, ce qui crée une différence de potentiel électrique entre l'intérieur et l'extérieur de la cellule: c'est le potentiel de membrane.

Par exemple, le potentiel de membrane du neurone est de -0,70 mV