Biologie humaine : anatomie, physiologie et homéostasie

Biologie : notions fondamentales

Biologie — science de la vie (organismes, cellules, fonctions, interactions). Anatomie — étude des structures du corps (qui est où, de quoi c’est fait). Physiologie — étude des fonctions (comment ça marche). Homéostasie — maintien d’un milieu interne stable malgré les changements externes.

3 composantes :

• Récepteur (détecte)
• Centre de régulation (compare et décide)
• Effecteur (corrige)

Rétro-inhibition : réponse qui inverse le changement (ex : ↑ TA → vasodilatation pour ↓ TA). Rétro-activation : réponse qui amplifie le changement (ex : coagulation, travail obstétrical).

Métabolisme — ensemble de toutes les réactions chimiques du corps. Catabolisme = dégradation → libère énergie. Anabolisme = construction → consomme énergie.

5 concepts fondamentaux :

1. Niveaux d’organisation : atome → molécule → organite → cellule → tissu → organe → système → organisme.
2. Gradients : différence de concentration / pression / charge entre deux endroits. Les substances se déplacent du plus vers le moins (O₂, Na⁺, etc.).
3. Communication : échanges d’information par nerfs (rapide) et hormones (lent).
4. Interdépendance : les systèmes dépendent les uns des autres (ex : respiratoire apporte O₂ au cardiovasculaire).
5. Équilibre : balance dynamique : entrées ≈ sorties (eau, électrolytes, glucose…).

Plans, termes d’orientation et cavités

Plans : sagittal (G/D), frontal / coronal (AV/AR), transversal (haut/bas) ; supérieur/inférieur ; antérieur/postérieur ; médial/latéral ; proximal/distal ; superficiel/profond.

Cavités : crânienne, vertébrale, thoracique, abdominale, pelvienne.

2. Cellules — membrane et transports

Membrane plasmique [DEF] : barrière sélective phospholipidique avec protéines. [FUNC] Sépare milieu intra- et extracellulaire, contrôle les entrées/sorties, communication (récepteurs).

Transports passifs (sans ATP) — Toujours du + vers le − (suivent le gradient) :

• Diffusion simple → petites molécules liposolubles, gaz.
• Diffusion facilitée → via protéines (canaux ou transporteurs).
• Osmose → diffusion de l’eau à travers une membrane semi-perméable.

Transports actifs (avec ATP) — déplacement contre le gradient (du − vers le +). Ex : pompe Na⁺/K⁺ = exemple classique.

Solutions :

• Hypertonique : [DEF] plus concentrée que la cellule → cellule perd eau, rétrécit.
• Hypotonique : [DEF] moins concentrée → cellule gonfle, peut éclater.
• Isotonique : [DEF] mêmes concentrations → pas de changement net.

Mitose (division cellulaire somatique) — 1 cellule mère (2n) → 2 cellules filles identiques (2n). [FUNC] : croissance, réparation, remplacement.

3. Tissus et organes

Tissus [DEF] : groupe de cellules similaires + matrice → fonction commune. Organe — [DEF] structure formée d’au moins 2 types de tissus (souvent 4).

Quatre types de tissus

• Épithélial : revêtement, protection, absorption, sécrétion.
• Conjonctif : soutien, transport (sang), protection, liaison.
• Musculaire : contraction → mouvement.
• Nerveux : communication rapide, contrôle.

Tissu conjonctif : cellules vivantes + matrice extracellulaire (substance fondamentale + fibres). Fibres : collagène (résistance), élastiques (élasticité), réticulaires (support fin).

Cartilages :

• Hyalin : [STRUCT] le plus commun, lisse (articulations, trachée).
• Élastique : [STRUCT] très flexible (oreille externe, épiglotte).
• Fibreux : [STRUCT] résistants aux compressions (disques intervertébraux).

Trois membranes principales :

• Membrane cutanée : la peau (épiderme + derme).
• Muqueuses : tapissent cavités ouvertes vers l’extérieur (digestif, respiratoire…).
• Séreuses : tapissent cavités fermées (plèvre, péricarde, péritoine).

4. Système tégumentaire

Fonctions — protection, thermorégulation, sensation, synthèse de la vitamine D, barrière eau/microbes.

Couches :

• Épiderme : épithélium stratifié squameux kératinisé (5 couches).
• Derme : tissu conjonctif (couche papillaire aréolaire + couche réticulaire dense).
• Hypoderme : tissu adipeux (pas techniquement la peau).

Cellules de l’épiderme :

• Kératinocytes : [FUNC] produisent kératine → dureté, imperméabilité.
• Mélanocytes : [FUNC] produisent mélanine → protège contre les UV.
• Macrophagocytes intraépidermiques : [FUNC] défense immunitaire locale.
• Cellules de Merkel : [FUNC] récepteurs du toucher fin.

Glandes :

• Sébacées : [FUNC] sécrètent sébum (lèvres, poils) → lubrifient, effet antibactérien.
• Sudoripares : [FUNC] produisent la sueur → refroidissement, excrétion (eau, sels, petites quantités de déchets).

5. Système squelettique

Fonctions : support, protection, mouvement (avec muscles), réserve minéraux, hématopoïèse.

Types d’os : longs (humérus), courts (carpe), sésamoïdes (rotule), plats (sternum), irréguliers (vertèbres, os iliaques).

Moelle :

• Rouge : fabrique des cellules sanguines (hématopoïèse).
• Jaune : [FUNC] réserve de lipides ; peut redevenir rouge si besoin extrême.

Cellules osseuses :

• Ostéoprogénitrices → [DEF] cellules souches.
• Ostéoblastes → [FUNC] construisent l’os (synthèse de la matrice).
• Ostéocytes → [FUNC] entretiennent l’os mature.
• Ostéoclastes → [FUNC] résorbent l’os (détruisent).

Compact vs spongieux :

• Compact : [STRUCT] ostéons (système de Havers), solide.
• Spongieux : [STRUCT] travées, espaces avec moelle.

Loi de Wolff : [DEF] l’os se remodèle selon les contraintes mécaniques (utilisation → renforcement ; immobilisation → fragilité).

Divisions squelettiques :

• Axial : tête, os hyoïde, colonne, cage thoracique.
• Appendiculaire : ceintures (scapulaire, pelvienne) + membres.

Articulations : jonctions entre os. [FUNC / mobilité] :

• Synarthrose (immobile)
• Amphiarthrose (peu mobile)
• Diarthrose (synoviale) (très mobile)

Mouvements de base : flexion / extension, abduction / adduction, rotation, circumduction.

6. Système musculaire

Types de muscles :

• Squelettique : strié, volontaire, attaché aux os.
• Cardiaque : strié, involontaire, cœur.
• Lisse : non strié, involontaire, parois des organes creux.

Propriétés fonctionnelles : excitabilité (répond au stimulus), conductivité, contractilité, extensibilité, élasticité.

Attachés : tendon = muscle → os ; ligament = os → os.

Fibre musculaire (squelettique) :

• Sarcolemme = membrane.
• Sarcoplasme = cytoplasme.
• Réticulum sarcoplasmique = stock Ca²⁺.
• Myofibrilles = chaînes de sarcomères.
• Sarcomère = unité contractile (actine + myosine).

Contraction (très général) [PROC] : PA → libération d’ACh → PA sur le sarcolemme → libération de Ca²⁺ → Ca²⁺ se lie à la troponine → actine exposée → myosine tire (cycle des ponts croisés) → raccourcissement.

Groupes musculaires :

• Agoniste : muscle principal du mouvement.
• Antagoniste : fait l’opposé.
• Synergique : aide l’agoniste.
• Fixateur : stabilise l’origine.

Leviers : [DEF] os = levier, articulation = point d’appui, muscle = force.

• Avantage mécanique : moins de force, moins de vitesse → force ↑.
• Désavantage : plus de force nécessaire pour la charge → mouvement rapide/précis.

7. Système cardiovasculaire

Fonctions : transport (O₂, CO₂, nutriments, hormones, déchets), régulation (pH, température, volume), protection (coagulation, immunité).

Sang :

• Plasma : eau + solutés.
• Érythrocytes : transport O₂ (hémoglobine).
• Leucocytes : défense immunitaire.
• Thrombocytes : coagulation.

Antigènes / anticorps / ABO :

• Antigène : [DEF] marqueur à la surface de la cellule.
• Anticorps : [DEF] protéine qui reconnaît et se lie à un antigène.

Groupes ABO :

• A : Ag A, Ac anti-B.
• B : Ag B, Ac anti-A.
• AB : Ag A + B, pas d’anticorps.
• O : pas d’Ag, Ac anti-A et anti-B.

Mauvaise transfusion → agglutination, hémolyse.

Vaisseaux :

• Artères : paroi épaisse, haute pression, sortent du cœur.
• Veines : paroi plus mince, valvules, ramènent au cœur.
• Capillaires : une seule couche de cellules → échanges.

Cœur : circulation [STRUCT] : 4 cavités : OD, VD, OG, VG.

• [PROC] Systémique : VG → corps → OD.
• [PROC] Pulmonaire : VD → poumons → OG.

Systole = contraction ; diastole = relaxation.

Système de conduction : nœud sinusal → nœud AV → faisceau de His → branches → fibres de Purkinje.

ECG : Onde P = dépolarisation auriculaire ; QRS = dépolarisation ventriculaire ; T = repolarisation ventriculaire.

Fréquence cardiaque / TA : FC = battements / minute. Pression artérielle : force du sang sur la paroi (ex : 120/80 mmHg).

8. Système respiratoire

Fonctions : apporter O₂, éliminer CO₂, réguler le pH, olfaction, phonation.

Anatomie (ordre) : Nez → cavités nasales → sinus paranasaux → pharynx → larynx → trachée → bronches → bronchioles → alvéoles.

Plèvre : plèvre pariétale (paroi thoracique), plèvre viscérale (surface du poumon), liquide pleural (diminue friction, permet adhérence).

Étapes de la respiration :

• Ventilation pulmonaire : entrée/sortie de l’air.
• Respiration externe : échanges de gaz entre alvéoles et sang.
• Respiration interne : échanges entre sang et cellules.

Loi de Boyle-Mariotte [DEF] : P ∝ 1/V (si volume ↑ → pression ↓). Inspiration : volume thoracique ↑ → pression intra-alvéolaire ↓ → air entre. Expiration : volume ↓ → pression ↑ → air sort.

Volumes respiratoires :

• Courant (VT) : volume normal inspiré/expiré à chaque cycle.
• VRI : volume inspiré en plus après une inspiration normale.
• VRE : volume expiré en plus après une expiration normale.
• VR : volume qui reste dans les poumons après expiration maximale (empêche l’affaissement).