Ces résultats confirment globalement ceux de
O VERTON et C OLLANDER, et soulignent le fait que la
perméation rapide de composés hydrophiles de
grande taille (les sucres, par exemple) doit impliquer des mécanismes autres que la simple diffusion.
2.4. Transport de l’eau à travers la membrane
cytoplasmique
La possibilité d’échanges d’eau à travers la
membrane cytoplasmique, ou phénomène
d’osmose, est facilement démontrée grâce aux
expériences classiques suivantes.
• Mises dans une solution saline (NaCl, pH 7,4),
des hématies de Mammifère ne conservent leur
taille et leur forme que si elles sont en présence
d’une concentration bien précise, dite isotonique
(0,9 %). Pour une concentration inférieure (solution hypotonique), les hématies gonflent et absorbent de l’eau ; c’est la turgescence, qui se termine
par l’hémolyse et la fuite de l’hémoglobine (voir
chapitre 5). Pour une concentration supérieure, le
mouvement de l’eau est inverse et les hématies se
recroquevillent, car leur volume hyaloplasmique
diminue (elles prennent un aspect crénelé
typique) ; la solution environnante est qualifiée
d’hypertonique, et on dit que la cellule est plasmolysée. Le mouvement de l’eau à travers la
membrane se fait du milieu le plus dilué en substances dissoutes vers le milieu le plus concentré.
La loi de l’osmose n’est qu’une simple application
de la loi générale de la diffusion appliquée à l’eau :
son mouvement se fait du lieu où elle est ellemême la plus concentrée vers celui où elle est la
plus diluée.
• Un phénomène semblable est aisément mis en
évidence dans des cellules végétales dont la
vacuole est naturellement colorée par des anthocyanes, ou de façon artificielle (grâce au rouge
neutre), ou qui possèdent des organites bien
visibles, comme les chloroplastes. En fonction de
la concentration du milieu dans lequel les cellules
sont placées, leurs vacuoles se remplissent ou se
vident de leur eau, ce qui se traduit par des changements d’aspect classiques. Lorsque la cellule est
turgescente, son cytoplasme est plaqué contre la
paroi ; lorsqu’elle est plasmolysée, son cytoplasme
est décollé de celle-ci, sa vacuole plus vivement
colorée (son contenu étant plus concentré) et ses
organites rassemblés de façon compacte (voir
figure 6.6).
Si les substances hydrophobes franchissent aisément les membranes biologiques, en se dissolvant
dans la bicouche, la structure de ces dernières
paraît en revanche peu propice aux échanges
d’eau ; en raison de ses propriétés physicochimiques, elle semble a priori devoir être exclue de la
bicouche hydrophobe. Aussi longtemps que l’on a
146 B IOLOGIE CELLULAIRE
Figure 6.6
Phénomènes de turgescence et de plasmolyse
chez les cellules végétales
Schémas de cellules épidermiques avec vacuoles colorées (écaille d’oignon), turgescente en haut, plasmolysée
en bas.
Clichés de cellules stomatiques, avec de nombreux chloroplastes, dans un épiderme en cours de plasmolyse.
Noter le décollement du cytoplasme dans les cellules
plasmolysées. (Labo BG, Orsay).
paroi
cytoplasme
membrane
cytoplasmique
espace rempli
d’eau
noyau
membrane
de la vacuole
vacuole
O VERTON et C OLLANDER, et soulignent le fait que la
perméation rapide de composés hydrophiles de
grande taille (les sucres, par exemple) doit impliquer des mécanismes autres que la simple diffusion.
2.4. Transport de l’eau à travers la membrane
cytoplasmique
La possibilité d’échanges d’eau à travers la
membrane cytoplasmique, ou phénomène
d’osmose, est facilement démontrée grâce aux
expériences classiques suivantes.
• Mises dans une solution saline (NaCl, pH 7,4),
des hématies de Mammifère ne conservent leur
taille et leur forme que si elles sont en présence
d’une concentration bien précise, dite isotonique
(0,9 %). Pour une concentration inférieure (solution hypotonique), les hématies gonflent et absorbent de l’eau ; c’est la turgescence, qui se termine
par l’hémolyse et la fuite de l’hémoglobine (voir
chapitre 5). Pour une concentration supérieure, le
mouvement de l’eau est inverse et les hématies se
recroquevillent, car leur volume hyaloplasmique
diminue (elles prennent un aspect crénelé
typique) ; la solution environnante est qualifiée
d’hypertonique, et on dit que la cellule est plasmolysée. Le mouvement de l’eau à travers la
membrane se fait du milieu le plus dilué en substances dissoutes vers le milieu le plus concentré.
La loi de l’osmose n’est qu’une simple application
de la loi générale de la diffusion appliquée à l’eau :
son mouvement se fait du lieu où elle est ellemême la plus concentrée vers celui où elle est la
plus diluée.
• Un phénomène semblable est aisément mis en
évidence dans des cellules végétales dont la
vacuole est naturellement colorée par des anthocyanes, ou de façon artificielle (grâce au rouge
neutre), ou qui possèdent des organites bien
visibles, comme les chloroplastes. En fonction de
la concentration du milieu dans lequel les cellules
sont placées, leurs vacuoles se remplissent ou se
vident de leur eau, ce qui se traduit par des changements d’aspect classiques. Lorsque la cellule est
turgescente, son cytoplasme est plaqué contre la
paroi ; lorsqu’elle est plasmolysée, son cytoplasme
est décollé de celle-ci, sa vacuole plus vivement
colorée (son contenu étant plus concentré) et ses
organites rassemblés de façon compacte (voir
figure 6.6).
Si les substances hydrophobes franchissent aisément les membranes biologiques, en se dissolvant
dans la bicouche, la structure de ces dernières
paraît en revanche peu propice aux échanges
d’eau ; en raison de ses propriétés physicochimiques, elle semble a priori devoir être exclue de la
bicouche hydrophobe. Aussi longtemps que l’on a
146 B IOLOGIE CELLULAIRE
Figure 6.6
Phénomènes de turgescence et de plasmolyse
chez les cellules végétales
Schémas de cellules épidermiques avec vacuoles colorées (écaille d’oignon), turgescente en haut, plasmolysée
en bas.
Clichés de cellules stomatiques, avec de nombreux chloroplastes, dans un épiderme en cours de plasmolyse.
Noter le décollement du cytoplasme dans les cellules
plasmolysées. (Labo BG, Orsay).
paroi
cytoplasme
membrane
cytoplasmique
espace rempli
d’eau
noyau
membrane
de la vacuole
vacuole