La membrane cellulaire qui entoure la cellule joue un rôle très important dans les échanges cellulaires. Grâce à ses nombreux pores et ses transporteurs membranaires, elle est responsable de l'entrée et de la sortie de toutes sortes de molécules, peu importe leur taille et leur nature. En général, le milieu interne d'une cellule a une composition différente de celle du milieu externe. La diffusion et l'osmose sont deux des mécanismes passifs (pas besoin d'énergie pour qu'ils se produisent) grâce auxquels la cellule peut effectuer des échanges avec son environnement.
Pour valider ta compréhension à propos des échanges cellulaires de façon interactive, consulte la MiniRécup suivante :
La diffusion de la matière est un processus par lequel les particules d’un soluté ont tendance à se déplacer d’un milieu où leur concentration est élevée vers un milieu où la concentration est faible.
Ce déplacement s’effectue afin que les concentrations dans les deux milieux soient à l’équilibre, c'est-à-dire à la même concentration.
Pour bien comprendre le phénomène, il suffit de verser de l'encre (soluté) dans un verre d'eau (solvant). D'abord, les molécules de solvant se dispersent de façon désordonnée pour ensuite entrer en collision les unes avec les autres. La diffusion se poursuit jusqu'à ce que la concentration de soluté soit le même partout dans le récipient. Dans le cas de la cellule, la diffusion s'effectue à travers la membrane cellulaire. À titre d'exemple, l'oxygène qui pénètre dans le corps via les poumons se déplace du sang aux cellules par diffusion.
Le terme diffusion peut aussi faire référence à la diffusion des ondes, comme la diffusion de la lumière. Ce phénomène n’est aucunement relié aux échanges cellulaires. Dans le cas de la lumière, on dirait alors que la diffusion est la déviation aléatoire et dans plusieurs directions d'un rayonnement lumineux lorsqu'il frappe un corps solide, liquide ou gazeux.
Le phénomène d’osmose est un processus par lequel les particules d'eau (ou d'un autre solvant) ont tendance à se déplacer d’un milieu où la concentration en soluté est faible vers un milieu où la concentration en soluté est élevée.
Ce déplacement s’effectue afin que les concentrations dans les deux milieux soient à équilibre, c'est-à-dire à la même concentration.
Trois situations sont possibles mettant en jeu l'osmose et elles sont représentées dans l'image qui suit. Dans la situation A, la concentration en soluté est plus grande dans le milieu externe que dans les globules rouges. On peut dire qualifier ce milieu d'hypertonique. Pour ramener la situation à l'équilibre, l'eau à l'intérieur des globules rouges va sortir de ceux-ci. C'est ce que l'on appelle le phénomène de plasmolyse.
La situation B est la situation idéale, celle où la concentration en soluté est identique dans le milieu externe et dans les globules rouges. On peut qualifier ce milieu d'isotonique.
Dans la situation C, la concentration en soluté est plus grande à l'intérieur des globules rouges que dans le milieu externe. On qualifie ce milieu d'hypotonique. Pour ramener la situation à l'équilibre, l'eau du milieu externe va entrer dans les globules rouges. C'est ce que l'on appelle le phénomène de turgescence.
