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2 juin 2014 1 02 /06 /juin /2014 16:11
Acatalasie
Est une maladie héréditaire du métabolisme rare, causée par le déficit d'une enzyme, catalyseur organique, appelée catalase. Le déficit de l'activité de la catalase est présent dans de nombreux tissus de l'organisme, en particulier les globules rouges, la moelle osseuse, le foie et la peau.
Acétylcholine
Présente dans les synapses cholinergiques. Elle est un neurotransmetteur majeur dans le système nerveux périphérique. Elle agit surtout sur la plaque motrice.
Acide aminé
Formés d'un carbone auquel sont liés : un groupement amine (NH2) un groupement acide (COOH) une portion variable d'un acide aminé à l'autre (indiqué par la lettre R sur la molécule ci-contre R pour radical).
Acide aminé essentiel
Les acides aminés essentiels sont les acides aminés indispensables devant être apportés par l'alimentation car non synthétisés par l'organisme.
Acide gras essentiel
L'organisme des mammifères est capable de synthétiser des acides gras à partir de l'acide oléique. Cependant, ce n'est pas le cas de certains acides gras à 18 atomes de carbone contenant plusieurs doubles liaisons. Ils ne sont fabriqués que par des bactéries ou des végétaux. Les mammifères ne peuvent donc les obtenir que par leur alimentation. On les appelle acides gras essentiels.
Acidémie
Augmentation de la concentration d'ions H dans le sang
Acides gras
Les acides gras sont les unités de base des lipides de formule générale R - COOH. R = hydrocarbure à nombre variable de carbone qui donne le caractère "gras".
Acidose
Processus qui tend à produire une acidémie.
Acidose métabolique
Gain d'acides (H+) : acido-cétose diabétique, insuffisance rénale, acidose lactique (états de choc), intoxication alcoolique grave ou perte de bases (HCO3-) : diarrhée profuse, perfusion importante de sérum physiologique (dilution).
Acidose respiratoire
Toutes les causes d'hypoventilation alvéolaire.
Activateur
Est un effecteur qui augmente l'activité enzymatique. Ce sont des molécules ou des ions qui s'associent à l'enzyme ou au complexe ES pour augmenter la vitesse des réactions enzymatiques.
Adipocytes
Accumulent les lipides utilisés en réserve.
ADN
Acide désoxyribonucléique. Longue molécule contenant l'information génétique de la cellule et de l'organisme.
Afférentes
Si les fibres se dirigent vers le système nerveux central, elles s'appellent fibres nerveuses afférentes.
Alcalémie
Diminution de la concentration d'ions H+ dans le sang.
Alcalose
Processus qui tend à produire une alcalémie.
Alcalose métabolique
Perfusion excessive de bicarbonates, alcalose de contraction (par déshydratation extra-cellulaire).
Alcalose respiratoire
Toutes les causes d'hyperventilation alvéolaire
Amidon
L'amidon est formé de deux types de polymères de glucose: l'amylose et l'amylopectine.
Amphiphile
Se dit de certaines molécules qui ont une moitié hydrophile et une moitié hydrophobe (© Larousse).
Amylose
Est formée de chaînes linéaires de glucoses (les glucoses sont liés les uns aux autres comme les maillons d'une chaîne) alors que l'amylopectine est formée de chaînes ramifiées (il y a des embranchements comme les branches d'un buisson).
Anabolisme
Ensemble des réactions biochimiques (réactions chimiques se déroulant au sein de l'organisme) entraînant la formation des constituants du corps à partir d'éléments simples provenant de la digestion des aliments. L'inverse de l'anabolisme est le catabolisme.
Anabolisme
Les réactions de synthèse de la matière organique.
Anaphase
Séparation des 2 chromatides identiques du chromosome (issues de la réplication de l'ADN) par le centromère qui se clive et déplacement de ceux-ci vers les pôles opposés de la cellule (1 lot de 46 chromosomes avec 1 chromatide à chaque pôle).
Anatomie
Étude de la forme et de la structure du corps et de ses parties et des relations qu'elles ont les unes avec les autres.
Anémie
Abaissement au dessous du niveau normal de la quantité d'hémoglobine circulante.
Anémie de Biermer
Diminution des globules rouges et augmentation de leur volume, troubles digestifs et nerveux.
Anoxie
Diminution très importante de l'apport d'O2 aux tissus.
Apolipoprotéines
Sont les protéines associées aux phospholipides.
Apoptose
Mort cellulaire naturelle ou physiologique.
Appareil de Golgi
Organite de stockage des protéines issues du réticulum endoplasmique rugueux, pour achever leur maturation et les sécréter.
ARN
Acide ribonucléique. Il est synthétisé à partir de l'ADN et est l'intermédiaire nécessaire dans la fabrication des protéines.
Atome
C'est le plus petit composant chimique de notre corps. Les atomes se composent essentiellement de d'éléments d'hydrogène, de carbone, d'oxygène et d'azote.
Atome
L'atome est la plus petite unité de matière et est formé d'un noyau (protons et neutrons) et d'électrons.
ATP
Abréviation de acide adénosine-triphosphorique ou de adénosine-triphosphate (© Larousse).
ATP
L'Adénosine TriPhosphate est une petite molécule organique formée de l'assemblage d'un sucre (ribose), d'une base azotée (adénine) et de trois groupements phosphates.
Autocrine
Messager intercellulaire qui agit sur les cellules qui l’ont libéré.
Axone
C'est un prolongement unique de corps cellulaire qui ne contient que des microtubules et des mitochondries.

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Lettre B

Bande A
La région dans laquelle se chevauche filaments d'actine et de myosine.
Biochimie
Étude de la vie au niveau moléculaire.
Bioénergie
Est l'étude des transferts d'énergie dans les cellules vivantes.
Biologie
Étude de la cellule et de ses composants, des organites et de leurs fonctions, des molécules et de leurs interactions, des relations entre la cellule et son environnement et du transfert des informations entre le noyau et le milieu extra-cellulaire.

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Lettre C

Carbaminohémoglobine
L'hémoglobine transportant le CO2 est appelée carbaminohémoglobine.
Carboxyhémoglobine
C’est une hémoglobine associée à du monoxyde de carbone CO (toujours pathologique : intoxication tabagique, fumée d'incendie).
Cartilage élastique
Il contient une substance intercellulaire plus riche en réseaux de fibres élastiques qu'en fibres de collagène. C'est un cartilage flexible.
Cartilage fibreux ou fibrocartilage
Il contient peu de chondrocytes et est très riche en fibres de collagène. C'est un cartilage très charpenté et très résistant.
Cartilage hyalin
Il est constitué d'une substance intercellulaire riche en fibres de collagène et quelques réseaux de fibres élastiques.
Catabolisme
Dégradation de molécules complexes en molécules plus simples, avec libération d'énergie conséquente et formation de déchets.
Catabolisme
Les réactions de dégradation de la matière organique.
Catalyseur
Est désigné comme toute substance capable d'accélérer une réaction chimique.
Cellule
La cellule est une unité fondamentale, structurale et fonctionnelle des organismes vivants.
Cellule
La cellule est l'unité de base de tout organisme vivant. Elle contient dans son corps cellulaire des organites, un noyau cellulaire contenant le patrimoine génétique, du cytoplasme et est délimité du milieu extérieur par une membrane.
Cellule de Schwann
Elle s'entoure autour de l'axone de la fibre du système nerveux périphérique laissant contre celle-ci une partie de sa membrane.
Cellule gliale
Cellule de protection du système nerveux.
Cellule osseuse
Les cellules osseuses sont des cellules conjonctives qui se différencient au cours de l'ossification.
Cellules lymphoïdes
Appartenant au tissu lymphoïde.
Cellules myéloïdes
Appartenant au tissu myéloïde.
Cellulose
Tout comme l'amidon et le glycogène, la cellulose est un polymère de glucose.
centi (c)
10-2 = 1/100 = %.
Centilitre (cL)
10 mL = 0,01 L.
Centriole
Structure cellulaire intracytoplasmique constituée de 9 triplets de 3 tubules.
Centrosome
Constitué de deux centrioles.
Cholestérol
Le cholestérol possède un groupement polaire et un groupe stéroïde.
Chondrocytes
Ce sont des cellules arrondies et volumineuses (d'un diamètre de 20 à 40 µm) présentes dans le cartilage.
Chromatide
Dans le noyau, il existe la chromatine qui est composée de molécules d'ADN et de protéines. Elle forme des filaments visibles appelés les chromatides.
Chromatine
Composée de molécules d'ADN et de protéines.
Codon
Association de 3 nucléotides.
Cofacteur
Est une substance chimique non protéique, Mais, qui est liée à une protéine, et qui est nécessaire à l'activé biologique de cette protéine.
Conduction saltatoire
Sur les portions de myéline, il n'y a pas de contact entre le signal électrique et l'environnement extérieur, le signal effectue alors de grands sauts. Le temps de transmission est donc réduit.
Cytodiérèse
La mitose est terminée et la cellule entreprend son processus de clivage.
Cytokine
Molécule informative. Peut agir sur la même population de cellules que celles qui les fabriquent ou sur une population différente (mode paracrine), elle peut agir sur les cellules qui les synthétisent (mode autocrine), elle peut agir à distance, transportée par le flux sanguin sur d'autres tissus comme la moelle osseuse, les os, le foie, le système nerveux central (mode endocrine).
Cytoplasme
Contenu d'une cellule vivante, totalité du matériel cellulaire délimité par la membrane plasmique.
Cytosol
Le cytosol est constitué en moyenne de 85 % d'eau, Mais, il cependant plus visqueux.
Cytosquelette
Ce réseau fibreux, de nature protéique, constitue à la fois un squelette et une musculature pour les cellules.

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Lettre d

déci (d)
10-1 = 1/10
Dendrite
Ce sont des prolongements du corps cellulaire avec les mêmes organites exceptés le noyau et l'appareil de Golgi.
Diffusion
La diffusion est le mouvement des molécules d’une zone où elles sont en concentration élevée vers une zone où elle est en faible concentration, elle suppose donc un gradient de concentration.

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Lettre e

Effecteur
Est une substance chimique qui modifie l'activité enzymatique (c'est-à-dire la cinétique d'une réaction enzymatique).
Efférentes
Les fibres nerveuses qui partent du système nerveux central vers la périphérie sont appelées fibres nerveuses efférentes.
Électronégativité
C’est une mesure de la force d'attraction pour attirer les électrons dans une liaison chimique.
Endergonique
La réaction demande de l'énergie au milieu.
Endocrine
Messager intercellulaire libéré par une cellule et qui agit à distance sur une autre cellule après avoir été véhiculé par le sang.
Endocytose
L’endocytose se produit par invagination de la membrane plasmique.
Endothélium
Épithélium simple composé d'une couche cellulaire fine tapissant la paroi interne des cavités du cœur et des vaisseaux sanguins.
Énergie calorifique
Production de chaleur.
Enzyme
Le métabolisme catalyse ces réactions en utilisant des substances qui vont multiplier la vitesse de celles-ci.
Enzymes en deux parties
Une partie protéique appelée apoenzyme et une partie non protéique appelée cofacteur. L'association des 2 parties forme l'hétéroenzyme.
Enzymes purement protéiques
Elles ne sont constituées que d'acides aminés. Ce sont les holoenzymes.
Épithélium
Les épithéliums reposent toujours sur un tissu conjonctif par l'intermédiaire d'une membrane basale assurant ainsi la cohésion.
Érythropoïèse
L'érythropoïèse se produit dans la moelle osseuse à partir de cellules souches qui se différencient pour aboutir à la formation des hématies.
Érythropoïétine
Une hormone qui est sécrétée par des cellules rénales et qui va stimuler la maturation et la prolifération des érythrocytes.
Espace synaptique
Espace entre 2 cellules nerveuses se nomme l'espace synaptique.
Eucaryote
Cellule qui possède un noyau et un matériel génétique délimité par une structure membranaire. Exemple : l’homme, la levure.
Exergonique
La réaction fournit de l'énergie au milieu.
Exocytose
L’exocytose permet aux substances intracellulaires d’être déversées dans le milieu extra cellulaire.

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Lettre f

Fibre amyélinique
Elle est dépourvue de gaine de myéline Mais, possède une gaine de Schwann constituée de cellules de Schwann non déroulées.
Fibre myélinisée
Elle est couverte de gaine de myéline.
Fibre nerveuse
Un axone et sa gaine de myéline forment la fibre nerveuse.
Fibres de collagène
Ce sont des éléments extensibles Mais, non élastiques, qui donnent au tissu conjonctif sa résistance aux forces mécaniques et sa solidité. (tendons, ligaments).
Fibres élastiques
Leur grande élasticité évite que les vaisseaux n'éclatent lorsque le sang arrive avec une pression élevée (poumons, peau).
Fibres réticulaires
Ce sont des fibres élastiques Mais, dont la résistance est moindre par rapport aux autres fibres élastiques (moelle osseuse rouge, rate, ganglions lymphatiques...).
Fibrocytes
Cellules en forme d'étoile, unis les unes aux autres par de fins prolongements, elles ne peuvent effectuer de mouvements.
Filament d'actine
Filament fin.
Filament de myosine
Filament épais dont les extrémités possèdent une zone de liaison pour l'ATP, source d'énergie nécessaire pour la contraction.

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Lettre g

g/L (g.L-1)
mg/mL (mg.mL-1).
GABA
Gamma-aminobutyrique.
Giga (G)
109 = 1000000000
Glucides
Les glucides sont une classe de molécules organiques contenant un groupement carbonyle (aldéhyde ou cétone) et plusieurs groupements hydroxyle (-OH).
Glycogène
Le glycogène est un polymère de glucose semblable à l'amylopectine, présent dans les muscles (la viande) et le foie des animaux.
Glycolipides
Sont des constituants en particulier des cellules nerveuses cérébrosides, ou gangliosides.
Glycolyse
Le glucose subit tout d'abord une glycolyse (réaction chimique) qui se déroule dans le cytoplasme de la cellule. Cette voie métabolique est un ensemble de réactions d'oxydoréductions : le glucose est oxydé jusqu'à former du pyruvate (molécule à trois atomes de carbone).
Gradient
Taux de variation d’un élément.

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Lettre h

HDL (Hight Density Lipoprotein)
On dit aussi bon cholestérol.
Hématie
L'hématie ou érythrocyte plus communément appelée globule rouge est une cellule anuclée donc incapable de se diviser, dont le cytoplasme est riche en hémoglobine Mais, dépourvue d'organites.
Hémoglobine
L'hémoglobine représente 1/3 de la masse du globule rouge.
Hémogramme ou numération formule sanguine (NFS)
Permet d'apprécier les éléments figurés du sang.
Hétéroprotéines
Protéines qui ne sont constituées que d'acides aminés et d'un groupe prothétique. Elles peuvent être liées à des glucides (glycoprotéines) ou à des lipides (lipoprotéines).
Holoprotéines
Protéines qui ne sont constituées que d'acides aminés.
Homéostasie
L'homéostasie est un processus physiologique permettant de maintenir certaines constantes du milieu intérieur de l'organisme (ensemble des liquides de l'organisme) nécessaires à son bon fonctionnement (entre les limites des valeurs normales).
Homéostasie
C’est un processus physiologique maintenant constant l'équilibre de son milieu intérieur, malgré les variations du milieu extérieur, permettant ainsi le fonctionnement de l'organisme
Hormone
Molécule informative. Véhiculée par le sang depuis la glande qui les libère jusqu'à l'organe où elle exerce leurs effets.
Hydrolyse
Destruction d'une substance chimique par l'eau (© Larousse).
Hydrophile
Qui aime l’eau.
Hydrophobe
Qui n’aime pas l’eau.
Hyperammoniémie
Est une pathologie caractérisée par l'augmentation du taux d'ammoniaque intestinal dans le sang par carence d'élimination hépatique (cas des cirrhoses du foie, par exemple).
Hyperkaliémie K+
> 5,5 mmol/l, risque d'arrêt cardiorespiratoire.
Hypernatrémie
Na+ > 145 mmol/l.
Hypokaliémie K+
< 3,5 mmol/l, risque d'arrêt cardiorespiratoire.
Hyponatrémie
Na+ < 135 mmol/l.
Hypoxémie
Diminution de la quantité d'O2 dans le sang.
Hypoxie
Diminution de l'apport d'O2 aux cellules.
Hystiocytes
Cellules mobiles ayant la possibilité de phagocyter de grosses particules et de les digérer.

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Lettre i

Influx nerveux
Le neurone sert de messagerie, les messages donnés ou reçus sont transportés par l'influx nerveux.
Inhibiteur
Est un effecteur qui diminue l'activité enzymatique.
Inhibiteurs compétitifs
Est une molécule présentant une analogie de structure avec le substrat, il peut donc entrer en compétition avec le substrat pour occuper le site actif de l'enzyme.
Inhibiteurs incompétitifs
Il y a blocage du complexe [ES]. L'inhibiteur se fixe obligatoirement sur le complexe [ES]. Ceci suppose que le site de fixation de l'effecteur ne soit pas directement accessible Mais, dés que le substrat S est fixé, le site de l'inhibiteur est alors démasqué.
Inhibiteurs non compétitifs
Ces inhibiteurs se fixent soit : sur l'enzyme, sur le complexe, sur les deux à la fois.
Isomérisation
Conversion de la molécule en l'un de ses isomères.

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Lettre j

Juxtacrine
Interaction comporte un contact entre 2 cellules et s'accompagne d'adhésion intercellulaire.

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Lettre k

Kg
1000 g
kilo (k)
103 = 1000

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Lettre l

LDL (Low Density Lipoprotein)
On dit aussi mauvais cholestérol.
Liaison hydrogène
Une liaison hydrogène se forme lorsqu'un atome d'hydrogène déjà lié par covalence à un autre atome électronégatif subit l'attraction d'un autre atome électronégatif.
Ligne M
Les filaments de myosine s'épaississent dans leur partie moyenne formant la ligne M, qui se trouve au centre du sarcomère.
Lipides
Les lipides constituent la matière grasse des êtres vivants.
Lipolyse
Réaction de dégradation des lipides afin de fournir de l'énergie.
Litre (L)
dm3.
Lymphocyte
Les lymphocytes appartiennent au tissu lymphoïde et sont répartis dans les ganglions lymphatiques, la rate, le thymus.
Lysosome
Ce sont des vésicules contenant des enzymes hydrolytiques qui proviennent du RE ou de l'appareil de Golgi.

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Lettre m

Maladie d'Alzheimer
Accumulation d'un peptide amyloïde responsable de la plaque sénile.
Maladie de Creutzfeld-Jacob
Accumulation d'une forme anormale de protéine le prion.
Maladie de Gaucher
Est liée à un déficit enzymatique en glucocérébrosidase, qui entraîne l'accumulation de lipides, les glucocérébrosides, dans les cellules de stockage de l'organisme.
Médiateur
Molécule informative. Libéré à l'extrémité d'un nerf, transmet une information à une structure qui peut être un nerf ou un muscle.
méga (M)
106 = 1000000
Méiose
Elle comporte 2 divisions cellulaires au lieu d'une seule pour la mitose.
Métabolisme
Ensemble des processus complexes et incessants de transformation de matière et d'énergie par la cellule ou l'organisme, au cours des phénomènes d'édification et de dégradation organiques (anabolisme et catabolisme) (© Larrousse).
Métabolisme
Ensemble des transformations chimiques qui se produisent dans l'organisme vivant. Il comprend l'anabolisme et le catabolisme.
Métabolisme cellulaire
Correspond à l'ensemble de toutes les réactions biochimiques qui se produisent au sein de la cellule.
Métaphase
Des microtubules capturent les chromosomes au niveau du kinétochore.
Méthémoglobinémie
C’est une hémoglobine oxydée contenant un atome de fer ferrique Fe3+.
Mg
1/1000 g ou 1000 mg = 1 g.
micro (µ)
10-6 = 1/1000000 = ppm.
milli (m)
10-3 = 1/1000 = 0,1 %.
Millilitre (mL)
cm3 (cc) = 1/1000è de litre.
Mitochondrie
Organites en forme de haricot de très petite taille, ressemblant à de petits bâtonnets et possédant une double membrane intracellulaire.
Mitose
La mitose permet la réplication de l'ADN d'une part et d'autre part la fabrication de 2 cellules-filles à partir d'une cellule mère.
Moelle osseuse
La moelle osseuse est une substance molle contenue dans les épiphyses des os longs et des os plats.
Molécule
Les atomes se regroupent grâce à des liaisons en corps plus gros, les molécules.
Molécule inorganique
Ou minérale ne contient pas d'atomes de carbone : sels minéraux, oligo-éléments.
Molécule organique
Contient du carbone, et est produite par un organisme vivant (végétal ou animal).
Monoamines
Regroupent la dopamine, la noradrénaline et l'adrénaline.
Motoneurone
Pour qu'un muscle se contracte, il reçoit un stimulus d'une cellule nerveuse appelé motoneurone.
Muqueuse
La muqueuse est une membrane de revêtement d'organes en relation avec le milieu extérieur.
Musculature cardiaque
Forme particulière de la musculature striée. Les cellules sont reliées par des stries scalariformes formation un réseau en mailles très solide. Elle n'est pas sous contrôle de la volonté.
Musculature lisse
On la retrouve dans les parois du tractus digestif, du tractus urinaire, des vaisseaux sanguins et des follicules pileux. Elle est constituée de longues cellules pouvant se ramifier avec un noyau unique au milieu de chaque cellule.
Musculature striée
Elle correspond aux muscles squelettiques. Les contractions des cellules musculaires sont déclenchées par le système nerveux central et sont en grande partie sous le contrôle de la volonté. Le tissu musculaire est rouge du fait de la présence de myoglobine et de la richesse sanguine du tissu qui a besoin d'oxygène pour fonctionner. Les cellules sont grandes et longues et sont appelée fibre musculaire.
Myéline
Substance isolante formée à partir de prolongements des membranes plasmiques des cellules spécialisées que sont les cellules de Schwann dans le Système nerveux périphérique et les oligodendrocytes dans le système nerveux central.
Myélogramme
C’est un examen permettant de visualiser les cellules contenues dans la moelle osseuse.
Myofibrilles
Les myofibrilles sont entourées par le cytoplasme de la cellule musculaire appelé sarcoplasme, contenant plusieurs noyaux cellulaires et de sarcosomes (mitochondries).

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Lettre n

nano (n)
10-9 = 1/1000000000.
Nécrose
Mort cellulaire survenant lorsque la cellule est confrontée à des situations non physiologiques extrêmes, par exemples des brûlures ou infection.
Nerf
Un paquet de fibres nerveuses parallèles enveloppées dans une gaine de tissu conjonctif forme un nerf.
Neurone
Cellule nerveuse.
Neurotransmetteur
Les neurotransmetteurs sont des substances chimiques qui sont libérées par les neurones présynaptiques et qui agissent ensuite sur les neurones postsynaptique ou sur d'autres cellules.
Noyau
Il est visible dans la cellule lorsqu'elle ne se divise pas (interphase). Il est limité par l'enveloppe nucléaire et contient : la chromatine qui est constituée d'ADN (support génétique de la cellule) et le nucléole qui est constitué d'ARN qui associé à des protéines donnera naissance aux ribosomes.
Nucléoplasme
Liquide dans lequel baignent les éléments contenus dans le noyau.
Nutriments
Ou éléments nutritifs, sont constitués par l'ensemble des composés organiques et minéraux nécessaires à l'organisme vivant pour entretenir la vie.

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Lettre o

Oligodendrocyte
Émet des prolongements cytoplasmiques formant la gaine de myéline des axones du système nerveux central.
Organe
Ensemble de tissus différents dans le but de remplir une fonction spécifique, cette pouvant être associée ou non à des fonctions secondaires.
Organisme vivant
L'organisme vivant est représenté par les plantes, les animaux, les hommes, les bactéries... et a comme particularités d'être constitué d'une ou plusieurs cellules, doté d'un métabolisme et qui peuvent se reproduire de manière autonome.
Osmoles
Molécules osmotiquement actives dans une solution, c'est à dire, qu'elles exercent un pouvoir d'attraction des molécules d'eau (pression osmotique).
Osmose
Diffusion entre deux fluides séparés par des parois semi-perméables. L’osmose est le processus de la diffusion appliquée à l’eau.
Ostéoblastes
Cellules formatrices du tissu osseux. Elles produisent du collagène, des mucoprotéines de la substance fondamentale et des phosphatases alcalines.
Ostéoclastes
Énormes cellules mobiles qui détruisent l'os tandis que parallèlement les ostéoblastes le reconstruisent.
Ostéocytes
Cellules de forme étoilée dont les prolongements longs et fins unissent les cellules osseuses entre elles. Ce sont les cellules du tissu osseux mature. Leur rôle est la nutrition du tissu osseux et la participation aux mécanismes de résorption et de remodelage osseux.
Oxydant
Une espèce chimique (atome, molécule, ion) qui capte un ou plusieurs électrons est un oxydant.
Oxydation
L'atome perd des électrons.
Oxydoréduction
Quand un réducteur perd des électrons, il s'oxyde. Quand un oxydant capte des électrons, il se réduit. Ces réactions sont appelées des réactions d'oxydoréduction.
Oxydo-réduction
Est une réaction chimique au cours de laquelle se produit un transfert d'électrons. L'espèce chimique qui capte les électrons est appelée "oxydant".
Oxyhémoglobine
L'hémoglobine transportant l'O2 est appelée oxyhémoglobine.

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Lettre p

Paracrine
Messager intercellulaire qui agit sur les cellules voisines de celles qui l'ont libéré.
Pellagre
Érythème sur les parties découvertes, diarrhées et troubles mentaux, en Inde, Asie Centrale et Afrique.
Peptides
Endorphines.
Phagocytose
Forme d’endocytose. Capture de particules solides plus ou moins grosses.
Phospholipide
Lipide contenant de l'acide phosphorique (© Larousse).
Physiologie
Étude du fonctionnement du corps et de ses parties, c'est-à-dire de la façon dont celles-ci jouent leur rôle et permettent le maintien de la vie.
Pinocytose
Forme d’endocytose. Capture de petites quantités de liquide extra cellulaire.
Plaque motrice
C’est une portion spécifique de la membrane cellulaire d'une cellule musculaire, répondant à la terminaison axonale d'une cellule nerveuse.
Plasma
Le plasma représente la partie liquide du sang où se trouvent les cellules sanguines.
Polypeptide
Union de plusieurs acides aminés
Potassium
Est un cation intracellulaire majoritaire qui est déterminant du pouvoir osmotique intra-cellulaire et donc du volume intra-cellulaire.
Potentiel d'action
Le stimulus crée le potentiel d'action. Il doit être assez fort pour déclencher l'inversion de la polarité.
Potentiel membranaire de repos
Les milieux extra et intracellulaires contiennent des particules chargées.
Procaryote
Cellule qui a son propre matériel génétique libre dans la cellule et qui est dépourvue de noyau. Exemple : Escherichia coli.
Prométaphase
Rupture de la membrane nucléaire en vésicules.
Prophase
Condensation des filaments de chromatine et apparition des chromosomes dans le noyau.
Protéine
Macromolécule constituée par l'association d'acides aminés unis entre eux par une liaison peptidique (© Larousse).
Protéine
Les protéines sont les molécules les plus complexes et les plus variées des êtres vivants. Une protéine est une macromolécule biologique composée d'une ou plusieurs chaînes d'acides aminés liées entre elles par des liaisons peptidiques.
Protéine chaperone
Proteines qui vont assurer le bon repliement des protéines synthétisées.
PTH
La PTH (parathormone ou hormone parathyroïdienne) est une hormone peptidique, hypercalcémiante, sécrétée par les glandes parathyroïdes.

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Lettre r

Réducteur
Une espèce chimique qui donne un ou plusieurs électrons est un réducteur.
Réduction
L'atome gagne des électrons.
REG
Réticulum endoplasmique granuleux.
REL
Réticulum endoplasmique lisse.
Réticulocyte
C’est un globule rouge jeune.
Réticulum endoplasmique
Organites avec une double membrane intracellulaire et ressemblent à un amas de replis formant des cavités appelées "citernes".
Ribosome
Ce sont des sphères qui peuvent être libres ou associées au RE (reticulum endoplasmique) et participent à la synthèse protéique à partir d'ARN.

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Lettre s

Sarcolemme
Membrane cellulaire qui entoure la fibre musculaire.
Scorbut
Carence en vitamine C, entrainant anémie, hémorragies diverses, fièvre, troubles digestifs.
Séreuse
La séreuse est une membrane qui recouvre les viscères et tapisse les cavités qui les logent.
Sérotonine
Joue un rôle dans les états de conscience et l'humeur.
Sodium
Est le principal cation du compartiment extra-cellulaire. Sa concentration plasmatique (natrémie) est de 140 ± 5 mmol/L.
Substance blanche
La substance blanche contient les axones qui sont les prolongements des neurones.
Substance grise
Tissu appartenant au système nerveux central (encéphale et moelle épinière) de coloration grise.
Substrat
Est une molécule transformée au cours d'une réaction chimique.
Synapse
La synapse est une zone spéciale de contact entre 2 neurones ou entre un neurone et un élément non neuronal.
Synapse
L'ensemble des membranes et l'espace synaptique constitue la synapse, lieu de transmission de l'influx d'un neurone à un autre.
Système cardio-vasculaire
Composition : sang, vaisseaux sanguins et cœur.
Système digestif
Composition : bouche, œsophage, estomac, petits et gros intestin, glandes annexes (salivaires), fois, estomac.
Système d'organes
Regroupement de plusieurs organes en relation étroite entre eux afin de remplir une fonction commune.
Système endocrinien
Composition : toutes les glandes qui produisent des hormones.
Système HLA
Ensemble de groupes d'antigènes tissulaires (analogues aux groupes sanguins) constituant le facteur majeur de l'histocompatibilité, et parfois lié à certaines maladies (© Larousse).
Système lymphatique
Composition : lymphe, ganglions lymphatiques, vaisseaux lymphatiques, tissu lymphatique, organe lymphatique (la rate, le thymus, les amygdales).
Système musculaire
Composition : tous les muscles.
Système nerveux
Composition : cerveau, moelle épinière, nerfs.
Système nerveux central
Constitué par les centres supérieurs que sont le cerveau et la moelle épinière.
Système nerveux périphérique
Constitué par tous les nerfs ou cellules nerveuses ne faisant pas partie du cerveau ou de la moelle épinière.
Système nerveux végétatif
Ou autonome. Il dirige les fonctions des organes internes et est peu influencé par la volonté.
Système nerveux volontaire
Ou somatique. Il dirige tous les processus sous le contrôle de la conscience et de la volonté.
Système osseux
Composition : hausse plus cartilages plus articulations.
Système reproducteur
Composition :

- chez les hommes : vésicules séminales (qui produisent le sperme), testicules, prostate, pénis

- chez la femme : ouvert, trompes de Fallope, utérus, vagin, seins.

Système respiratoire
Composition : poumon, bronches tous les conduits qui entrent et qui sortent.
Système tégumentaire
Composition : cheveux, ongles, peau, glandes sébacées et sudoripares.
Système urinaire
Composition : rein, urètre, vessie, uretères.

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Lettre t

Télophase
Formation d'une membrane nucléaire, le fuseau s'estompe ainsi que les chromosomes autour de chaque lot chromosomique.
Thrombopoïèse
Correspond à la formation des plaquettes sanguines et est régulée par une hormone la thrombopoïétine.
Tissu
Réunion prédominante de cellules du même type.
Tissu cartilagineux
Il possède une résistance élastique à la pression et à la flexion. Il est composé de chondrocytes et d'une substance intercellulaire riche en eau différente selon le type de cartilage.
Tissu conjonctif
C’est un tissu de remplissage et d'emballage qui vient s'intercaler entre les organes, il sert à combler les vides.
Tissu conjonctif adipeux
Abondance d'adipocytes (en excès il y a obésité) Le tissu adipeux blanc occupe les zones sous-cutanées, la cavité abdominale. Il constitue une réserve calorique et d'énergie. C'est un isolateur thermique. Il joue un rôle dans l'équilibre hydrique.
Tissu conjonctif dense
Peu de substance fondamentale, peu de cellule Mais, beaucoup de fibres (derme, ligaments...).
Tissu conjonctif lâche
Il contient beaucoup de substance fondamentale, des cellules et des fibres en quantité équilibré.
Tissu nerveux
Tissu constitué des cellules nerveuses.
Tissu osseux spongieux
Il est moins dense et plus léger que le tissu compact. Il est constitué de lamelles organisées en travées ressemblant à une éponge.
Tissu sanguin
Le sang est un tissu car il est constitué d'un liquide complexe, le plasma dans lequel des cellules diverses circulent en suspension.
Traduction
La translation ou traduction correspond à la traduction au niveau des ribosomes des codes de l'ARNm en séquences d'acides aminés pour la protéine et se situe dans le cytoplasme.
Transcription
La transcription permet la synthèse de l'ARN à partir d'un gène et a lieu dans le noyau.
Translation
Voir traduction.
Triglycérides
Les triglycérides (également appelés triacylglycérols ou triacylglycérides ou TAG) sont des glycérides dans lesquels les trois groupements de glycérol sont estérifiés par des acides gras.

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Lettre v

Vacuole
Cavité sphérique et mobile qui contient des substances stockées par les cellules ou bien des déchets à éliminer.
Vitamine
Substance organique nécessaire au métabolisme des organismes vivants et donc de l'homme, et que l'organisme en question ne peut pas synthétiser en quantité suffisante à sa survie.

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Lettre z

Zone H
La région dans laquelle il n'y a que de filaments de myosine.
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2 juin 2014 1 02 /06 /juin /2014 16:09

85. Généralités – Définition

Chez les organismes pluricellulaires, les cellules baignent dans un environnement liquide, s'interposant entre le milieu extérieur proprement dit et le milieu intra-cellulaire.

La stabilité du milieu intérieur est une condition essentielle à la Vie, grâce à :

  • équilibre hydrique ;
  • équilibre électrolytique ;
  • équilibre acido-basique.

L'homéostasie est donc un processus physiologique maintenant constant l'équilibre de son milieu intérieur, malgré les variations du milieu extérieur, permettant ainsi le fonctionnement de l'organisme.

Osmoles : molécules osmotiquement actives dans une solution, c'est à dire, qu'elles exercent un pouvoir d'attraction des molécules d'eau (pression osmotique).

Osmolarité plasmatique : quantité d'osmoles par litre de plasma (mOsm/L).

Osmolalité plasmatique : quantité d'osmoles par litre d'eau plasmatique (mOsm/kg) = 290 mOsm/kg.

86. L'eau

86.1. Répartition

L'eau représente  environ 60% du poids corporel. Elle se  répartit en 2 compartiments :

  • Compartiment intra-cellulaire : soit environ 40% du poids du corps
  • Compartiment extra-cellulaire : soit environ 20% du poids du corps, il comprend :
    • un secteur plasmatique " 5% : il correspond à l'eau contenue à l'intérieur des vaisseaux (volémie). Il est directement soumis à l'action mécanique du cœur. Il est riche en sodium et protéines ;
    • un secteur interstitiel " 15% : l'eau se trouve au contact des membranes cellulaires et est séparée de l'eau plasmatique par un endothélium. Il est pauvre en protéines.

On peut en rajouter un, le compartiment trans-cellulaire " 1,5% (transport actif de liquide extra-cellulaire séparée de l'eau plasmatique par un épithélium : sécrétions du tube digestif et de ses annexes, lymphe, LCR).

Il peut constituer un "troisième secteur" en cas de pathologies telles que l' ascite (insuffisance hépatique, occlusion intestinale, péritonite, pancréatite), pleurésie...

Le sodium et l'osmolalité sont des marqueurs de l'hydratation cellulaire alors que les protéines totales permettent d'apprécier l'hydratation extracellulaire.

Le cerveau, les muscles, le sang, la peau sont des tissus riches en eau.

86.2. Les mouvements de l'eau

L'eau diffuse librement entre les compartiments extra- et intra-cellulaires selon la loi de l'osmose = transfert passif du compartiment à faible concentration d'osmoles vers celui à forte concentration d'osmoles.

La pression osmotique est principalement assurée :

  • par le potassium (K+) en intra-cellulaire ;
  • par le sodium (Na+) en extra-cellulaire.

Dans des conditions physiologiques, l'osmolalité des liquides extra-cellulaires est égale à l'osmolalité des liquides intra-cellulaires.

Toute modification de l'osmolalité extra-cellulaire va entraîner des mouvements d'eau pour rétablir l'équilibre :

  • hors des cellules quand l'Osm plasm augmente = déshydratation intra-cellulaire
  • vers les cellules quand l'Osm plasm diminue= hyperhydratation intra-cellulaire
86.3. Bilan des entrées et sorties

Entrées :

  • boissons et alimentation = 2000 ml / 24h ;
  • eau endogène issue de l'oxydation des glucides/lipides/protides = 300 ml / 24h.

Sorties :

  • digestive (fécès), pulmonaire (vapeur d'eau expirée), cutanée (perspiration, sudation) ;
  • rénale (diurèse) : ajustable (phénomène de concentration ou dilution des urines), de façon à obtenir un bilan hydrique nul, assurant une osmolalité plasmatique constante.
86.4. Régulation des entrées et des sorties

Au niveau des entrées, la régulation se fait par le mécanisme de la soif grâce à des récepteurs sensibles à une augmentation de l'osmolalité plasmatique au niveau de l'hypothalamus.

Au niveau des sorties, la régulation se fait par l'hormone anti-diurétique (ou vasopressine). Elle est produite par l'hypothalamus et sécrétée par la post-hypophyse, en réponse à une augmentation de l'osmolalité plasmatique (mise en jeu d'osmorécepteurs hypothalamiques) ou à une diminution du volume plasmatique (mise en jeu de volorécepteurs de l'oreillette gauche).

En présence d'ADH --> réabsorption de l'eau et concentration des urines.

En absence d'ADH --> excrétion d'eau et dilution des urines.

87. Le sodium

87.1. Généralités

Le sodium est le principal cation du compartiment extra-cellulaire.

Sa concentration plasmatique (natrémie) est de 140 ± 5 mmol/L.

Le Na+ est important dans le maintien de l'osmolalité plasmatique, il influe sur les phénomènes de contraction-inflation du volume cellulaire.

En cas d'hyponatrémie, il y a hypo-osmolalité plasmatique d'où diffusion de l'eau vers le secteur interstitiel en créant des œdèmes des tissus, mais aussi vers le secteur intra-cellulaire en créant un œdème cérébral.

87.2. Bilan des entrées et sorties

Entrées :

  • boissons et alimentation : variable selon les habitudes alimentaires

Sorties :

  • digestive (fécès), cutanée (sudation)
  • rénale (natriurèse) : adaptable via l'excrétion de Na+ dans les urines de façon à obtenir un bilan sodé nul, assurant une osmolalité plasmatique constante.
87.3. Régulation des entrées et des sorties

Il n'y a pas de régulation des entrées de Na+ chez l'homme.

Au niveau des sorties, 2 facteurs hormonaux règlent la natriurèse :

  • En la diminuant quand il y a hyponatrémie: l'aldostérone, c'est une hormone minéralocorticoïde sécrétée par la corticosurrénale qui agit au niveau du rein en favorisant la réabsorption du Na+ vers le plasma (couplée à une sécrétion de K+ dans les urines) ;
  • En l'augmentant quand il y a hypernatrémie : le facteur natriurétique auriculaire (FNA), c'est une hormone sécrétée par le cerveau et l'oreillette gauche qui inhibe la sécrétion d'aldostérone et augmente le débit de filtration glomérulaire (et donc de la perte en Na+).
87.4. Dysnatrémie

Hypernatrémie : Na+ > 145 mmol/l.

La clinique est caractérisée par des signes de déshydradation intra-cellulaire : soif, fièvre, perte de poids, sécheresse de la peau et des muqueuses, troubles de la conscience, coma, convulsions.

Ces signes peuvent être associées à des signes de déshydradation extra-cellulaire) : tachycardie, hypotension, veines plates, oligurie, pli cutané.

Hyponatrémie : Na+ < 135 mmol/l

La clinique est caractérisée par des signes d'hyperhydratation intra-cellulaire : nausées, vomissement, dégoût de l'eau, prise de poids, fièvre, troubles de la conscience, coma, convulsions (œdème cérébral).

88. Le potassium

88.1. Généralités

Le potassium est un cation intracellulaire majoritaire qui est déterminant du pouvoir osmotique intra-cellulaire et donc du volume intra-cellulaire.

Il se répartit pour :

  • 98 % intracellulaire ® Kalicytie = 100 - 150 mmol/l (muscle +++, foie, hématies)
  • 2% extra-cellulaire : liquides interstitiels et plasma ® Kaliémie = 3,5 - 5 mmol/l

(A noter que lors d'un prélèvement sanguin, il ne faut pas agiter les tubes de manière brutale, ni faire de stase veineuse importante avec le garrot, cela risquerait de fausser les résultats).

88.2. Dyskaliémie

Hyperkaliémie K+ > 5,5 mmol/l, risque d'arrêt cardiorespiratoire

Il a rarement des signes cliniques comme des paresthésies.

Le plus souvent elle est découverte lors d'un bilan sanguin. C'est une urgence thérapeutique.

Hypokaliémie K+ < 3,5 mmol/l, risque d'arrêt cardiorespiratoire

Il a rarement des signes cliniques comme  constipation, parésie voire paralysie.

Le plus souvent elle est découverte lors d'un bilan sanguin.

C'est une urgence thérapeutique.

89. Le pH = potentiel Hydrogène

89.1. Généralités

Le pH exprime la concentration en ion H+ (pH = -log [H+])

  • l'eau pure a un pH neutre = 7 ;
  • un acide est une molécule qui donne des ions H+ : le pH varie de 1 à  7 ;
  • une base est une molécule qui accepte des ions H+ : le pH varie de 7 à 14.

L'alimentation (et principalement les protéines comportant des acides aminés soufrés AA-S) et le fonctionnement cellulaire (production de CO2) aboutissent à une production nette d'acides sous forme d'H+.

Pourtant, pour un sujet normal, le pH artériel est maintenu dans d'étroites limites :
7,40 ± 0,02.

89.2. Régulation

Dans des conditions normales, le maintien du pH est assuré par :

  • l'élimination des H+ --> rôle du rein ;
  • l'élimination du CO2     --> rôle du poumon (ventilation alvéolaire).

Dans certaines situations anormales, le Ph peut varier :

  • pH < 7,35  Par augmentation de [H+] =  acidose métabolique ou par augmentation de [CO2] =  acidose respiratoire (ou ventilatoire) ;
  • (pH > 7,45  Par augmentation de [HCO3-] =  alcalose métabolique ou par diminution de [CO2]  =  alcalose respiratoire (ou ventilatoire).
89.3. Quelques définitions :

Acidémie : augmentation de la concentration d'ions H dans le sang.

Alcalémie : diminution de la concentration d'ions H+ dans le sang.

Acidose : processus qui tend à produire une acidémie.

Alcalose : processus qui tend à produire une alcalémie.

89.4. Etiologies

Acidose métabolique :

  • Gain d'acides (H+) : acido-cétose diabétique, insuffisance rénale, acidose lactique (états de choc), intoxication alcoolique grave ;
  • Perte de bases (HCO3-) : diarrhée profuse, perfusion importante de sérum physiologique (dilution).

Acidose respiratoire : toutes les causes d'hypoventilation alvéolaire.

Alcalose métabolique (rare) : perfusion excessive de bicarbonates, alcalose de contraction (par déshydratation extra-cellulaire).

Alcalose respiratoire : toutes les causes d'hyperventilation alvéolaire.

Dans ces situations pathologiques, vont intervenir plusieurs systèmes de contrôle de façon à limiter les variations de pH sanguin (et cellulaire) :

  • le rein ;
  • le poumon ;
  • les systèmes tampons, en attendant l'efficacité maximale des deux premiers. Un système tampon est un système de neutralisation des ions H+ en cas d'excès ou de production d'ions H+ en cas de déficit, et dont le but est de maintenir le pH dans des valeurs normales (7,4).

Il existe différents systèmes tampons :

  • osseux ( carbonates et phosphates de calcium)
  • Intra-cellulaires :
    • protéines (en particulier l'hémoglobine dans les hématies) ;
    • phosphates.
  • Extra-cellulaires :
    • protéines (en particulier l'albumine dans le sang) ;
    • bicarbonates.
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2 juin 2014 1 02 /06 /juin /2014 16:06

84. La respiration cellulaire

84.1. Généralités

La respiration cellulaire est une réaction chimique d'oxydo-réduction qui fournit l'énergie nécessaire à une cellule pour fonctionner.

Une espèce chimique (atome, molécule, ion) qui capte un ou plusieurs électrons est un oxydant.

Une espèce chimique qui donne un ou plusieurs électrons est un réducteur.

Quand un réducteur perd des électrons, il s'oxyde. Quand un oxydant capte des électrons, il se réduit.

Ces réactions sont appelées des réactions d'oxydoréduction.

Puisqu'un donneur d'électrons nécessite un receveur d'électrons, l'oxydation et la réduction vont toujours ensembles.

La respiration cellulaire nécessite :

  • un carburant : il s'agit du glucose, d'acides gras ou d'autres molécules organiques (acides aminés, corps cétoniques) ;
  • un comburant, le dioxygène.

Cette réaction produit :

  • du dioxyde de carbone ;
  • de l'eau ;
  • parfois de l'urée, si le carburant contient de l'azote (ex: acides aminés).
84.2. La formation d'ATP à partir des glucides

Les glucides ont pour rôle principal de fournir l'énergie pour produire de l'ATP.

Le catabolisme des glucides est une source importante d'énergie pour l'organisme.

Le glucose est le nutriment le plus important. En effet les autres glucides comme le fructose et le galactose seront convertis dans le foie avant de subir le même processus.

Le glucose, s'il n'est pas stocké sous forme de glycogène, sera dégradé afin de fournir de l'énergie directement utilisable par la cellule.

Il existe deux voies métaboliques principales pour cela :

  • la respiration cellulaire en milieu aérobie (milieu où il y a présence d'oxygène) ;
  • la fermentation : fermentation alcoolique, butyrique... en milieu anaérobie (milieu dépourvu d'oxygène).

Lors de la respiration cellulaire, la dégradation du glucose se fait grâce à des transferts d'électrons (ce qui libère l'énergie).

La réaction globale est :

C6H12O6 + 6O2 -> 6CO2 + 6H2O + ÉNERGIE

Réaction globale

Le glucose est donc oxydé et le dioxygène réduit.  L'hydrogène (H) est transféré du glucose à l'oxygène.

Mais, la respiration cellulaire n'oxyde pas le glucose en une seule réaction.

Le glucose subit sa dégradation dans une série de réactions, chacune catalysée par une enzyme.

Des atomes d'hydrogène sont arrachés du glucose à certaines étapes, mais ils ne sont pas transférés immédiatement à l'oxygène.

Ils vont premièrement passer par un composé intermédiaire organique nommé nicotinamide adénine dinucléotide ou NAD+  qui joue le rôle de receveur d'électrons.

Le NAD+ est une forme oxydée, il a une charge + puisqu'il a un électron de moins.

Le NAD+ capte les électrons et l'hydrogène du glucose grâce à des enzymes qui s'appellent des déshydrogénases.

Mais plutôt que de devenir le NAD en captant un seul électron, ces enzymes vont retirer une paire d'atomes d'hydrogène (2H) du glucose.

Or un atome d'hydrogène contient 1 électron et 1 proton.

Donc, 2H équivaut à 2 électrons et 2 protons.

La déshydrogénase amène deux électrons et UN proton (H+) au NAD+, l'autre proton est libéré dans le milieu. Le NAD+ devient donc le NADH (forme réduite).

Réaction réduction/oxydation

Les électrons ont perdu très peu d'énergie lors de leur transfert au NAD+, ce qui veut dire que les molécules de NADH sont des molécules qui entreposent de l'énergie.

NAD+ + 2e- + 2H+ -> NADH + H+ (proton libéré dans le milieu).

Les 2e- représentent les 2 électrons et les H+ sont des protons.

Chaque NADH formé pendant la respiration cellulaire représente une petite réserve d'énergie.

En fait, le NADH est seulement riche en énergie mais il ne la stocke pas. Il "donnera", plus tard au cours de la respiration cellulaire, son énergie à l'ATP.

La respiration cellulaire se fait donc selon trois étapes :

  • la glycolyse, (c'est aussi la première étape de la fermentation) ;
  • le cycle de Krebs ;
  • la chaîne respiratoire.

Cycle de Krebs

Première  étape : la glycolyse

Le glucose subit tout d'abord une glycolyse (réaction chimique) qui se déroule dans le cytoplasme de la cellule.

L'oxygène du milieu n'intervient pas : cette réaction s'effectue en anaérobiose.

Cette voie métabolique est un ensemble de réactions d'oxydoréductions : le glucose est oxydé jusqu'à former du pyruvate (molécule à trois atomes de carbone).

Au cours de la glycolyse, le glucose est d'abord converti en glucose 6-phosphate.

Grâce à l'hexokinase.

C'est une kinase, enzyme catalysant les transferts d'un groupement phosphate d'une molécule à une autre.

Cette réaction s'effectue par couplage de l'hydrolyse de l'ATP en ADP + Pi, car cette réaction demande de l'énergie : c'est une synthèse.

Le glucose 6-P est ensuite converti en fructose 6-P par une autre enzyme, la phosphohexose isomérase.

Il s'agit d'une isomérisation (conversion de la molécule en l'un de ses isomères) réaction réversible catalysée par une isomérase.

Le fructose 6-P est ensuite converti en fructose 1,6 diphosphate par la phosphofructokinase. Cette réaction s'effectue aussi grâce à l'hydrolyse d'une molécule d'ATP.

Il y a formation de 2 molécules de phosphoglycéraldéhyde: cette réaction est catalysée par une aldolase (groupe des lyases : enzyme qui brise diverses liaisons chimiques par d'autres voies que l'hydrolyse et l'oxydation).

Puis, 2 molécules de 1,3-diphosphoglycérate sont synthétisées : cette réaction d'oxydoréduction (échange d'électrons), réversible est catalysée par une triose phosphate déshydrogénase (oxydoréductase: enzymes catalysant les réactions d'oxydoréduction).

Il y a donc un agent oxydant et un réducteur : ici, les NAD+ sont réduits en NADH ; et le phosphoglycéraldéhyde est oxydé en 1,3-diphosphoglycérate.

Et ainsi de suite jusqu'à l'étape finale de la formation du pyruvate par l'enzyme pyruvatekinase.

Chaque étape est catalysée par une enzyme spécifique.

Si une seule de ces enzymes manquait, la réaction ne pourrait pas se poursuivre jusqu'à la synthèse du pyruvate.

La cellule ne pourrait faire la respiration cellulaire et produire de   l'énergie : ce serait la mort de la cellule.

Au final 2 molécules d'ATP ont été produite pour 1 molécule de glucose.

Ce bilan est faible comparé aux autres étapes de la respiration cellulaire.

Cette première étape produit du pyruvate qui sera par la suite consommé par le cycle de Krebs en aérobiose (présence d'oxygène), après passage dans une mitochondrie.

Glycolyse

Glycolyse

Deuxième étape : le Cycle de Krebs

Le cycle de Krebs ou cycle de l'acide citrique (citrate) est au centre du métabolisme cellulaire.

Le cycle de Krebs se déroule donc dans la matrice de la mitochondrie en aérobiose.

Il se produit une oxydation du pyruvate qui permet la formation de 10 composés réduits NADH.

Le pyruvate subit aussi une décarboxylation (retrait des atomes de carbone) totale qui conduit à la libération de dioxyde de carbone, déchet de la respiration.

Une fois dégradé par la glycolyse, le glucose en pyruvate est transformé en acétylcoenzyme A (acétylCoA) et oxaloacétate.

Ces deux composés sont le point de départ du cycle de Krebs.

Étapes du cycle de Krebs

1. Synthèse du citrate

Cette réaction est catalysée par la citrate synthétase permettant la synthèse du citrate.

Synthèse du citrate

2. Déshydratation du citrate

Cette réaction de déshydratation réversible est catalysée par une lyase (enzyme : cis-aconitase), produit du cis-aconitate.

Déshydratation du citrate

3. Hydratation du cis-aconitate

Cette réaction est réversible et catalysée par la même enzyme qu'à l'étape précédente. L'addition d'eau sur la double liaison a lieu dans une position différente : il y a synthèse d'iso-citrate.

Hydratation du cis-aconitate

4. Oxydation de l'iso-citrate

Cette réaction réversible est catalysée par une oxydoréductase : l'isocitrate déshydrogénase. C'est donc une réaction d'oxydoréduction avec échange d'électrons : les NAD+ sont réduits en NADH,H+ (avec le proton libéré dans le milieu).

Oxydation de l’iso-citrate

5. Décarboxylation de l'oxalosuccinate

Il y a libération du dioxyde de carbone (CO2) lors de cette réaction irréversible.

Décarboxylation de l’oxalosuccinate

6. Décarboxylation oxydative de l'a-cétoglutarate

Cette réaction d'oxydoréduction est la même que celle permettant le passage du pyruvate à l'acétylCoA. Le complexe enzymatique fait intervenir de nombreuses enzymes dans cette réaction. Il y a, de plus, libération de CO2 et réduction des NAD+.

Décarboxylation oxydative de l’alpha-cétoglutarate

7. Formation du succinate

Cette réaction réversible est catalysée par une transférase, la succinate thiokinase. Cette réaction est couplée à la synthèse d'ATP.

Formation du succinate

8. Oxydation du succinate

Cette réaction est catalysée par une enzyme la succinate déshydrogénase.

Oxydation du succinate

9. Hydratation du fumarate

Cette réaction d'addition d'une molécule d'eau (H2O) est catalysée par une lyase, la fumarase.

Hydratation du fumarate

10. Oxydation du malate

Il y a formation d'oxaloacétate, réaction d'oxydoréduction catalysée par le malate déshydrogénase (oxydoréductase). Les composés oxydés sont réduits en NADH.

Oxydation du malate

Moyen Mnémotechnique à l'aide de cette phrase : si le citron isole l'acétone, le succinct succès fumera moins haut. (citrate, iso-citrate, alpha-cétoglutarate, succinyl CoA, succinate, fumarate, malate, oxaloacétate)

Cycle de Krebs

Cycle de Krebs, deuxième étape

Dans la matrice mitochondriale, le pyruvate est ainsi entièrement dégradé selon la réaction suivante :

2 CH3COCOOH + 10 NAD+ + 6 H2O -> 6 CO2 + 10 NADH
(pyruvate)
Couplage énergétique
2 ADP + 2 Pi -> 2 ATP

Réoxydation des composés réduits : les NADH

A ce stade, la molécule de glucose est totalement dégradée : tous ses carbones sont éliminés sous forme de CO2.

Pour le moment, il y a production seulement de 4 ATP car la majeure partie de l'énergie reste entreposée dans les NADH.

Le processus biochimique n'est donc pas terminé : il est nécessaire de régénérer les accepteurs NAD+ qui ont été réduits en composés NADH.

Cela signifie qu'il faut oxyder à nouveau les NADH.

Cette opération se réalise au niveau des crêtes des mitochondries (replis de la membrane interne) en aérobiose et permet une production remarquable d'ATP : c'est la chaîne respiratoire.

Troisième étape : la chaîne respiratoire

Pour réoxyder les NADH, il faut passer par une chaîne de transport d'électrons : c'est une série de protéines insérées dans la membrane interne de la mitochondrie.

Ces dernières sont alignées en ordre énergétique, la première molécule a plus d'énergie que la dernière.

La première de la chaîne capte une paire d'électrons (2e-) à chaque NADH (un proton H+ est aussi cédé dans le milieu afin que les NADH se régénèrent en NAD+) et les transfère à la molécule adjacente.

Il existe 5 ensembles de complexes impliqués dans la chaîne respiratoire. Les 4 premiers (I, II, III et IV) interviennent dans le transport des électrons et le cinquième (V) intervient dans la synthèse d'ATP.

Au fur et à mesure de ce transport, les électrons " perdent " de leur énergie.

Finalement, en bout de chaîne, ils sont acceptés par le dioxygène (O2) qui se combine à des protons du milieu pour former de l'eau (2H+ + 2e- + O2 -> H2O).

L'énergie " perdue " par les électrons et la présence des protons H+ permettent d'activer une enzyme, l'ATP synthase, localisée elle aussi dans la membrane interne. Cette enzyme catalyse la production d'ATP en grande quantité.

Il y a 12 NADH : 10 provenant du cycle de Krebs et 2 de la glycolyse.

Troisième étape : la chaîne respiratoire 1

Troisième étape : la chaîne respiratoire 1

Transport des molécules d'ATP formées

Les molécules d'ATP ainsi formées se retrouvent dans la matrice mitochondriale.

Pour passer dans le cytoplasme, elles empruntent un anti-port, une protéine permettant de faire passer de l'ATP dans le sens matrice mitochondriale puis dans l'espace intermembranaire puis dans le cytoplasme et de l'ADP dans le sens inverse.

Bilan de la respiration cellulaire

A partir d'une molécule de glucose, la glycolyse a permis de synthétiser 4 ATP, le cycle de Krebs 2 et la chaine respiratoire 32.

Nous avons donc un total de 38 ATP moins les 2 ATP utilisés par la glycolyse soit 36 ATP

C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O +36 ADP + 36 Pi -> 6 CO2 + 12 H2O + 36 ATP

ou (si nous enlevons l'eau dans les réactifs)

C6H1206 + 6 O2 + 36 ADP + 36 Pi -> 6 CO2 + 6 H2O + 36 ATP

Les NAD+ ou NADH ne figurent pas dans l'équation car au final leur quantité produite s'annule.

En effet lors de la glycolyse 2 NAD+ sont réduits en 2 NADH, durant le cycle de Krebs 10 NAD+ sont réduits en 10 NADH et enfin pendant la chaîne respiratoire 12 NADH sont oxydés en 12 NAD+. Il ne reste donc rien !

Cycle de Krebs 2

84.3. Formation d'ATP à partir des lipides

Les triglycérides sont transformés en acides gras et glycérol lors de la lipolyse.

La lipolyse est la réaction de dégradation des lipides afin de fournir de l'énergie.

Les lipides complexes, essentiellement des triglycérides sont d'abord hydrolysés en acides gras qui sont ensuite transformés lors de la bêta-oxydation : elle a lieu dans la mitochondrie et produit de l'Acétyl-Coenzyme A.

En présence d'oxygène l'Acétyl Coenzyme A est intégré au cycle de Krebs et produit du CO2 et de l'énergie sous forme d'ATP ainsi que des Coenzymes réduits. Le glycérol lui intègre la glycolyse.

84.4. Le stockage des glucides et lipides

Le glucose est amené dans le foie par la veine porte.

Les molécules vont alors former de longues chaines représentant les réserves de glucose : c'est du glycogène.

Ce processus est appelé glycogenèse.

Le glycogène est stocké dans le foie et les muscles.

Le glucose peut alors être libéré en cas de besoin.

En cas de besoin d'énergie, le glycogène est dégradé en glucose, c'est la glycogénolyse.

Si l'apport glucidique alimentaire dépasse les capacités de stockage, les cellules du foie vont alors transformer ce surplus en glycérol et acides gras pour les stocker ensuite dans le tissu adipeux.

Le foie peut aussi synthétiser du glucose à partir d'acide lactique, d'acide pyruvique, de certains acides aminés..., ce processus est appelé néoglucogenèse. Ce processus intervient quand la glycémie baisse et qu'il n'y a plus de stock de glycogène.

Lors des repas, les triglycérides sont stockés.

Entre les repas, les réserves sont transformées en acides gras et en glycérol.

Ils vont être libérés dans le sang et amenés aux cellules de l'organisme où ils vont subir une série de transformation destinée à les faire entrer dans le cycle de la respiration cellulaire afin de fournir l'ATP.

Ceci se produit lorsque les réserves de glucides sont épuisées (jeûne, efforts physiques, lutte contre le froid.).

La lipolyse est due à l'action de lipases présentes dans le cytoplasme des adipocytes libérant dans le sang des acides gras libres, utilisables par les autres cellules de l'organisme à des fins énergétiques.

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2 juin 2014 1 02 /06 /juin /2014 16:04

81. Généralités – Définitions

L'organisme d'un adulte se trouve dans un état d'équilibre permanent. En effet des cellules sont en permanence détruites, remplacées, induisant donc un équilibre entre destruction (catabolisme) et construction (anabolisme).

Le catabolisme correspond aux réactions de dégradation de macromolécules en éléments simples (ex : dégradation du glycogène en glucose).

L'anabolisme correspond aux réactions de synthèse : on utilise des éléments simples (acides gras, glucose, ...) pour former des molécules plus complexes (protéines, glycogène, ...).

A ces réactions métaboliques sont associées des transferts d'énergie.

Le catabolisme permet de libérer de l'énergie.

Cette énergie pourra être utilisée dans l'anabolisme ou encore pour d'autres fonctions cellulaires (ex : contraction du muscle).

Il faut respecter un équilibre entre le catabolisme et l'anabolisme, c'est-à-dire que pour qu'il y ait anabolisme, il faut des éléments de base (énergie, éléments simples), donc il faut que le catabolisme amène ces éléments.

Le métabolisme cellulaire correspond à l'ensemble de toutes les réactions biochimiques qui se produisent au sein de la cellule.

Il est la résultante des 2 grandes voies anabolisme et catabolisme.

Métabolisme cellulaire

82. Notions de bioénergétique

La bioénergie est l'étude des transferts d'énergie dans les cellules vivantes.

La cellule travaille.

Sa capacité de travail est liée à sa capacité de produire et d'utiliser de l'énergie qui est située dans les molécules organiques.

Les nutriments apportés à l'organisme par le biais de l'alimentation se composent donc de molécules glucidiques, lipidiques et protéiques qui vont être d'abord digérées, absorbées puis distribuées aux cellules.

Il existe différentes formes d'énergie dans la cellule :

  • énergie calorifique = production de chaleur ;
  • énergie chimique contenue dans les molécules ;
  • énergie mécanique = mouvements des muscles ;
  • énergie osmotique = gradient de concentration ;
  • énergie électrique = gradient ionique (Na + / K +).

La réaction demande de l'énergie au milieu : elle est endergonique.

La réaction fournit de l'énergie au milieu : elle est exergonique.

Pour assurer sa survie et ses rôles physiologiques, la cellule doit donc effectuer 4 fonctions spécifiques :

  • extraire l'énergie du milieu ambiant ;
  • transformer les aliments en matériaux de construction ou en éléments précurseurs de composants macromoléculaires ;
  • polymériser les éléments précurseurs en acides aminés, protéines, lipides, polysaccharides et autres ;
  • synthétiser ou dégrader les biomolécules nécessaires aux fonctions spécialisées de la cellule.

83. La molécule d'ATP

83.1. Définition

L'Adénosine TriPhosphate est une petite molécule organique formée de l'assemblage d'un sucre (ribose), d'une base azotée (adénine) et de trois groupements phosphates.

Elle est produite par les mitochondries, qui transforment l'énergie des aliments absorbés contenue dans les liaisons moléculaires des métabolites, en ATP.

C'est une molécule qui " stocke " l'énergie sous forme chimique et en particulier sous forme de liaisons chimiques avec du phosphate.

C'est la seule molécule de l'organisme qui a la capacité d'emmagasiner l'énergie libérée au cours du catabolisme des molécules organiques et ensuite de la restituer en cas de besoin.

Elle est donc donneur d'énergie.

L'hydrolyse de l'ATP libère une grande quantité d'énergie (35kJ).

Cette énergie est stockée dans les liaisons entre les groupements phosphates.

83.2. Le cycle de l'ATP/ADP

La rupture entre les phosphates et le restant de la molécule libère de l'énergie destinée au travail cellulaire.

Cette phase du cycle est l'hydrolyse de l'ATP, et libère de l'adénosine diphosphate (ADP) ainsi qu'un phosphate appelé inorganique Pi.

Cette hydrolyse catalysée par une enzyme, l'ATP hydrolase ou ATPase, est facilitée par l'instabilité des liaisons phosphates.

La quantité d'énergie produite varie selon les conditions du milieu (température...).

La cellule utilise cette énergie pour des réactions comme les synthèses qui consomment de l'énergie et l'hydrolyse de l'ATP en ADP produit cette énergie.

Or, il n'existe pas de réserve d'ATP dans la cellule.

Il est nécessaire qu'elle soit régénérée aussi vite qu'elle est utilisée.

Ensuite, le groupement phosphate et l'Adénosine diphosphate se réunissent pour reformer une molécule d'ATP, grâce à l'énergie dégagée par le catabolisme : ceci est la phase de phosphorylation.

Ainsi, l'ATP est synthétisée à partir d'ADP et de phosphate, c'est une réaction endergonique : les réactifs contiennent moins d'énergie que les produits.

Donc pour que cette réaction ait lieu, il faut là aussi la coupler avec une réaction qui libère de l'énergie.

C'est la respiration cellulaire ou la fermentation alcoolique qui va fournir plus ou moins d'énergie.

Cette énergie sera à l'origine de la régénération de l'ATP.

Génération d’ADP

Cycle ATP/ADP

83.3. Stockage de l'ATP

Les stocks d'ATP de l'organisme ne dépassent pas quelques secondes de consommation. En principe, l'ATP est produite en permanence.

Les vraies réserves d'énergie sont dans les molécules organiques des glucides, des lipides et des protides.

Mais les molécules organiques qui vont fournir l'énergie transportée par l'ATP doivent d'abord subir tout un ensemble de processus chimiques, appelé respiration cellulaire qui ne peut s'effectuer qu'en présence d'oxygène.

Certains poisons comme le cyanure arrête la production d'ATP la cellule meurt alors.

83.4. Exemples d'utilisation de l'ATP

Exemple 1

Dans la membrane plasmique il existe une pompe à sodium/potassium qui permet de maintenir la différence de concentration entre l'intérieur et l'extérieur de la cellule.

Les ions K+ sont intracellulaires: en forte concentration dans la cellule.

Les ions Na + sont extracellulaires: en forte concentration à l'extérieur de la cellule.

Cette pompe fonctionne en expulsant le Na+ vers l'extérieur de la cellule et en faisant rentrer le K+.

Le déplacement de ces ions se fait contre le gradient électrochimique et donc nécessite de l'ATP.

Le maintien de ce gradient par la pompe à sodium/potassium responsable du potentiel de la membrane représente presque un tiers des besoins énergétiques de la cellule.

Dans la cellule nerveuse électriquement active, où la propagation de l'influx nerveux est due à une variation brutale de ce gradient, le besoin énergétique s'élève même à 2/3.

Exemple 2

L'ATP est nécessaire à la contraction et à la relaxation de la fibre musculaire.

En effet, l'ATP intervient à trois reprises au cours de la contraction musculaire :

  1. la liaison de l'ATP à la myosine qui est nécessaire à la dissociation des têtes de myosine du filament d'actine ;
  2. l'hydrolyse de l'ATP qui fournit l'énergie nécessaire au mouvement induit par la " rotation " des têtes de myosine ;
  3. l'hydrolyse de l'ATP au niveau de la pompe calcium-ATPase qui permet la relaxation par recyclage du c
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2 juin 2014 1 02 /06 /juin /2014 16:01

79. Généralités - Définitions

Une vitamine est une substance organique nécessaire  au métabolisme des organismes vivants et donc de l'homme, et que l'organisme en question ne peut pas synthétiser en quantité suffisante à sa survie.

Les vitamines sont des compléments indispensables aux échanges vitaux et ne possèdent aucune valeur énergétique.

Molécule organique, la vitamine est un coenzyme (molécule qui participe au site actif d'une enzyme) qui renferme un ou plusieurs radicaux indispensables à la synthèse d'une enzyme ou d'une hormone.

Elle doit être apportée régulièrement et en quantité suffisante par l'alimentation.

Chez l'être humain, trois vitamines sont synthétisées par des bactéries intestinales : les vitamines K, B8 et B12.

Un apport insuffisant ou une absence de vitamine provoquent respectivement une hypovitaminose ou une avitaminose qui sont la cause de diverses maladies (scorbut, béribéri, rachitisme, etc.), un apport excessif de vitamines liposolubles (A et D essentiellement) provoque une hypervitaminose, très toxique pour l'organisme.

80. Classification des vitamines

Généralement, on sépare les vitamines en deux groupes : les vitamines hydrosolubles (solubles dans l'eau) et les vitamines liposolubles (solubles dans les corps gras).

80.1. Les vitamines liposolubles

Ce sont les vitamines A, D, E et K :

80.1.1. La vitamine A ou Rétinol

Rôle

Elle est :

  • précurseur d'un pigment rétinien indispensable à la vision normale ;
  • nécessaire à la croissance normale et à l'intégrité du tissu épithélial.

Apport alimentaire

On trouve la vitamine A dans le foie, les huiles de foie de poisson, les abats et les œufs. Elle est aussi présente dans des végétaux de couleur jaune, orange ou vert foncé : carotte, melon, abricot, épinard, persil...

Carence en vitamine A

Surtout dans les pays sous-développés, défaut de croissance, diminution de la vision nocturne, atrophie cutanée.

80.1.2. La vitamine E

Rôle

Elle favorise la formation des membranes des cellules et des organites cellulaires.

Apport alimentaire

On trouve la vitamine E dans les huiles de graines de céréales, le foie, les œufs et le poisson.

80.1.3. La vitamine K

Rôle

Elle participe à la coagulation sanguine.

Apport alimentaire

On la trouve dans les légumes verts (brocoli, chou, épinard, laitue) et dans l'huile de soja. Elle est également produite par les bactéries de la flore intestinale.

Carence en vitamine K

Augmentation du temps de coagulation

80.1.4. La vitamine D ou cholécalciférol

Rôle

Elle intervient dans le métabolisme phosphocalcique en :

  • stimulant l'absorption intestinale du calcium et du phosphore ;
  • stimulant la construction de l'os ;
  • favorisant la réabsorption rénale de calcium.

Elle agit en relation avec la parathormone et la calcitonine dans le métabolisme calcique.

Apport

Elle est produite à partir de la peau où les stérols sont transformés en vitamine D sous l'effet des rayons solaires ultraviolets. (Essentiel de la production).

Elle se trouve également dans l'alimentation : foie, huiles de foie de poisson, beurre et œufs.

Besoins

Ils sont fonction de l'âge, de la pigmentation cutanée et de l'ensoleillement. Ils augmentent au cours de la grossesse et de l'allaitement.

Carence

Elle entraine chez l'enfant le rachitisme infantile, les déformations osseuses et chez l'adulte une ostéomalacie. (Déminéralisation généralisée du squelette).

80.2. Les vitamines hydrosolubles

Elles regroupent les vitamines B1, B2, B3, B5, B6, B8, B12 et C.

80.2.1. La vitamine B1 ou Thiamine

Rôle

Elle intervient dans de nombreux systèmes enzymatiques et est nécessaire au métabolisme des glucides et des nucléotides.

Apport alimentaire

On la trouve dans le foie, les céréales complètes, les légumes et les fruits secs, les légumes verts.

Elle est fragile, car soluble dans l'eau donc perdue au lavage des légumes.

Carence

Béribéri entrainant troubles nerveux et insuffisance cardiaque (Extrême Orient)

80.2.2. La vitamine B2 ou Riboflavine

Rôle

Elle participe au mécanisme de respiration cellulaire et intervient dans le métabolisme des protides et des acides gras.

Apport alimentaire

On la trouve dans le foie, le fromage, le lait, les œufs et certains légumes verts.

80.2.3. La vitamine B3 ou vitamine PP ou niacine ou acide nicotinique

Rôle

Elle participe aux mécanismes de régulation cellulaire et intervient dans le métabolisme des acides gras.

Apport alimentaire

On la trouve dans le foie, les viandes, le poisson, les légumes secs.

Carence

La Pellagre (érythème sur les parties découvertes, diarrhées et troubles mentaux) en Inde, Asie Centrale et Afrique.

80.2.4. La vitamine B5 ou acide pantothénique

Rôle

Elle intervient dans le métabolisme cellulaire.

Apport alimentaire

De manière abondante

Carence

Surtout quand il y a malnutrition

80.2.5. La vitamine B6 ou pyridoxine

Rôle

Elle intervient dans le métabolisme des protides et des glucides.

Apport alimentaire

On la trouve dans le foie, la viande, les céréales, les légumes.

Carence

Rare sauf si dénutrition extrême ou alcoolisme.

80.2.6. La vitamine B8 ou Biotine

Rôle

Elle intervient dans le métabolisme cellulaire, dans les métabolismes des glucides et des lipides.

Apport alimentaire

On la trouve dans le foie, le jaune d'œuf, les abats, le chocolat.

80.2.7. La vitamine B12

Rôle

Elle intervient dans le métabolisme des acides nucléiques.

Apport alimentaire

On la trouve dans le foie, les œufs, les viandes et le poisson.

Carence

Anémie de Biermer (diminution des globules rouges et augmentation de leur volume, troubles digestifs et nerveux).

80.2.8. La vitamine C ou Acide ascorbique

Rôle

Elle intervient dans la synthèse des acides nucléiques, la fabrication des globules rouges, le métabolisme des lipides.

Apport alimentaire

On la trouve en abondance dans l'alimentation mais essentiellement dans les fruits frais, les légumes verts, les pommes de terre. La teneur en vitamine C diminue lors de la cuisson et du stockage.

Carence

Scorbut entrainant anémie, hémorragies diverses, fièvre, troubles digestifs.

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2 juin 2014 1 02 /06 /juin /2014 15:57

76. Structure des protéines

76.1. Structure primaire

Elle correspond à la séquence d'acides aminés d'une protéine déterminée par les gènes.

76.2. Structure secondaire

Les radicaux des acides aminés (la partie qui varie d'un acide aminé à l'autre) ont des propriétés chimiques différentes.

Certains sont hydrophobes, d'autres hydrophiles, certains s'ionisent négativement et d'autres positivement.

Certains radicaux peuvent former des liaisons chimiques plus ou moins fortes avec d'autres radicaux.

Il peut donc y avoir dans une chaîne d'acides aminés des interactions entre les radicaux.

Certains se repoussent et d'autres se rapprochent et forment des liens chimiques. La chaîne d'acides aminés aura donc tendance à se replier sur elle-même pour adopter une structure tridimensionnelle précise.

Et cette structure tridimensionnelle dépend avant tout de la séquence des acides aminés formant la chaîne.

Certaines parties de la chaine d'acides aminés adoptent une structure régulière appelée structure secondaire.

Il existe notamment 2 grands types de structure :

  • l'hélice alpha : la chaine d'acides aminés prend la forme d'un tire-bouchon. Les différentes spires sont stabilisées par des liaisons hydrogène.
  • le feuillet béta : il se forme des liaisons hydrogènes entre certains segments de la chaine pararllèlement par rapport aux autres, formant comme une membrane plissée.

Structure secondaire des proteines

Structure secondaire des proteines

Structure secondaire des proteines

76.3. Structure tertiaire

La forme finale de la chaîne d'acides aminés, c'est à dire la structure tridimensionnelle finale qu'adopte la chaîne d'acides aminés, constitue la structure tertiaire de la protéine.

Il y a repliement de la chaine polypeptidique dans l'espace.

La structure est stabilisée par des liaisons faibles (H, ioniques, hydrophobes) ou covalentes (soufre-soufre).

La forme finale qu'adopte la protéine, sa structure tertiaire (ou quaternaire pour celles formées de plusieurs chaînes), dépend des forces responsables des liens reliant entre eux les radicaux des acides aminés constituant sa structure primaire.

Dans certaines conditions, ces liens peuvent se défaire. La protéine peut alors changer de forme.

Comme nous le verrons plus loin, la fonction biologique d'une protéine est intimement liée à sa forme.

La protéine modifiée ne peut donc généralement plus assurer sa fonction.

Elle est alors dite dénaturée.

Les trois principaux facteurs pouvant provoquer la dénaturation d'une protéine sont :

  • la chaleur : l'agitation thermique a pour effet de briser les faibles liaisons hydrogène reliant les radicaux de la chaîne ;
  • un pH extrême : la plupart des protéines se dénaturent en milieu trop acide ou trop alcalin ;
  • un milieu très concentré en électrolytes (ions) : une protéine peut également se dénaturer si on la place dans un solvant organique. Les régions hydrophobes se tournent alors vers l'extérieur alors que les hydrophiles se rassemblent au centre de la molécule (la molécule se retourne comme une chaussette). Certaines substances chimiques peuvent aussi réagir avec la protéine et briser les liaisons ioniques, les ponts disulfure ou même les liens entre les acides aminés.

Structure tertaire des protéines, hélice alpha 4

76.4. Structure quaternaire

Plusieurs protéines sont formées de l'assemblage de plusieurs chaînes d'acides aminés.

C'est le cas, par exemple, de l'hémoglobine, la protéine des globules rouges qui transporte l'oxygène.

L'hémoglobine est formée de deux chaînes dites alpha (identiques l'une à l'autre) et de deux chaînes dites bêta.

On retrouve aussi, dans l'hémoglobine, quatre groupements organiques, appelés hèmes, contenant chacun un atome de fer (c'est à ce niveau que se lie l'oxygène).

L'hémoglobine est contenue dans les globules rouges du sang.

Chaque globule rouge contient quelque chose comme 280 millions de molécules d'hémoglobine (et il y a environ 5 millions de globules rouges par mm3 de sang).

Structure secStructure quaternaire des protéinesondaire des proteines

76.5. Des chaperons pour les protéines

Dans la cellule, chaque protéine est fabriquée par l'assemblage un à un des acides aminés de la structure primaire.

Au fur et à mesure que s'allonge la chaîne, elle se replie en fonction des interactions entre les acides aminés la constituant.

Cependant, il peut arriver que la chaîne d'acides aminés interagisse avec d'autres protéines présentes dans le milieu ce qui peut perturber le bon repliement de la protéine.

Des protéines spéciales, les protéines chaperones vont alors assurer le bon repliement des protéines synthétisées.

77. Rôle et fonctions des protéines

77.1. Struture cellulaire

La forme des cellules et des tissus ainsi que leur résistance aux containtes physiques est donnée par les protéines de structure comme le collagène ou les protéines du cytosquelette.

77.2. Mobilité cellulaire

Les protéines contractiles composant le muscle, actine et myosine, sont à l'origine des mouvements cellulaires, ainsi que de la mitose.

Les protéines sont aussi constitutives des flagelles de locomotion des spermatozoïdes et de certaines bactéries.

77.3. Communication cellulaire

On retrouve des protéines ayant une fonction de récepteur d'hormone.

La plupart des hormones sont des protéines.

C'est le cas, par exemple, de l'insuline.

L'hormone de croissance responsable, comme son nom l'indique, de la croissance est également une protéine.

Toute une série de protéines permettent aussi de convoyer l'information depuis l'origine jusqu'à la cible finale.

Ce sont les enzymes de signalisation cellulaire.

77.4. Transport

Plusieurs protéines possèdent une fonction de transport en assurant le transfert de différentes molécules dans et en dehors des cellules.

Ainsi l'hémoglobine permet  le transport du dioxygène, la transferrine celui du fer.

Un autre type de transport est assuré par les canaux ioniques.

Ils permettent le transport d'ions à travers la membrane cellulaire, qui leur est autrement imperméable.

Un autre type de transport transmembranaire est assurée par les transporteurs, qui, au contraire des canaux ioniques, nécessitent un apport énergétique pour remplir leur fonction.

77.5. Système immunitaire et identification des cellules

Les immunoglobulines permettent de reconnaitre le soi du non-soi sont des protéines ; elles sont souvent appelées anticorps.

La membrane de toutes les cellules contient des glycoprotéines (des protéines associées à de courts polysaccharides) dont le rôle principal est de permettre au système immunitaire de reconnaître ses propres cellules (et donc de ne pas les attaquer).

77.6. Catalyse

Certaines protéines sont des catalyseurs de réactions chimiques : elles permettent à des réactions chimiques de se dérouler rapidement dans les conditions de température et de pression conformes à la vie.

Ces protéines sont alors appelées enzymes.

Fonctions des protéines

78. Quelques pathologies

Maladie de Creutzfeld-Jacob : accumulation d'une forme anormale de protéine le prion

Maladie d'Alzheimer : accumulation d'un peptide amyloïde responsable de la plaque sénile.

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2 juin 2014 1 02 /06 /juin /2014 15:56
72. Définition - généralités

Les protéines sont les molécules les plus complexes et les plus variées des êtres vivants.

Un être humain fabriquerait au total quelque chose comme 100.000 sortes différentes de protéines.

Chaque cellule en fabrique en moyenne 15.000 sortes différentes.

Une protéine est une macromolécule biologique composée d'une ou plusieurs chaînes d'acides aminés liées entre elles par des liaisons peptidiques.

73. La synthèse des protéines

Les protéines sont assemblées à partir des acides aminés en fonction de l'information présente dans les gènes.

La synthèse des protéines est l'acte par lequel une cellule assemble une chaîne protéique en combinant des acides aminés isolés présents dans son cytoplasme, guidé par l'information contenue dans l'ADN.

Elle se déroule en deux étapes au moins : la transcription de l'ADN en ARN messager et la traduction de l'ARN messager en une protéine.

Synthèse des protéines

Synthèse des protéines

74. Les acides aminés

74.1. Structure des acides aminés

Les acides aminés sont formés d'un carbone auquel sont liés :

  • un groupement amine (NH2) ;
  • un groupement acide (COOH) ;
  • une portion variable d'un acide aminé à l'autre (indiqué par la lettre R sur la molécule ci-contre; R pour radical).

Structure des acides aminés

Toutes les protéines sont construites à partir de 20 acides aminés différents.

 Exemples d’acides aminés

74.2. Classification et nomenclature

Elles peuvent être classées :

  • selon leur composition :
  • les holoprotéines : elles ne sont constituées que d'acides aminés ;
  • les hétéroprotéines : elles sont constituées d'acides aminés et d'un groupe prothétique. Elles peuvent être liées à des glucides (glycoprotéines) ou à des lipides (lipoprotéines).

Selon la forme et la solubilité :

  • les protéines fibreuses associées en câbles ou en réseaux insolubles, assurant des rôles structuraux mécaniques ;
  • les protéines globulaires qui ont une forme ramassée plus ou moins sphérique, solubles en général.

Selon leur fonction :

  • protéines de structure de transport ;
  • protéines de défense ;
  • protéines d'information ;
  • protéines de catalyse.

En solution, les acides aminés s'ionisent.

Le groupement amine gagne un hydrogène (NH3+) et le groupement acide en perd un (COO-).

Ils sont regroupés en fonction de certaines des propriétés de leurs radicaux.

Certains s'ionisent positivement, d'autres, négativement.

Certains sont hydrophiles comme la tyrosine, la cystéine, la sérine alors que d'autres sont hydrophobes comme la glycine, la leucine, l'isoleucine, la phénylalanine.

74.3. Les acides aminés essentiels/non essentiels

Les acides aminés essentiels sont les acides aminés indispensables devant être apportés par l'alimentation car non synthétisés par l'organisme.

Exemples : leucine, isoleucine, valine, thréonine, méthionine, phénylalanine, lysine, tryptophane.

Les acides aminés non essentiels peuvent eux être produits de manière endogène par l'organisme.

Notre ration alimentaire doit apporter chacun de ces acides aminés essentiels afin de couvrir les besoins de l'organisme.

Cheminement des acides aminés

74.4. Dégradation des acides aminés

Les acides aminés ne sont pas stockés dans l'organisme, contrairement au glucose et aux lipides.

Le corps a développé tout un système pour utiliser les acides aminés en excès au maximum comme combustibles.

La dégradation se fait principalement dans le foie :

  • transamination grâce aux aminotransaminases par transfert du groupement NH2 ;
  • désamination oxydative avec libération d'ammoniac NH3 dans le foie et le rein.

Par leur fonction amine, les AA sont les éléments de base du métabolisme azoté (transport et élimination).

Le cycle de l'urée est un cycle de réactions biochimiques chez divers animaux qui produisent de l'urée à partir de l'ammoniaque.

Pathologies associées :

  • phénylcétonurie : accumulation de phénylalanine dans le sang ce qui est toxique pour le système nerveux, entrainant un retard mental. Elle peut être diagnostiquée à la naissance par le test de Guthrie. Le traitement est un régime pauvre en phénylalanine.
  • albinisme : hypopigmentation de la peau, des poils, des cheveux et des yeux due à une production insuffisante de mélanine.

75. La liaison peptidique

Les acides aminés peuvent se lier les uns aux autres par une liaison peptidique.

Cette liaison se fait entre le groupent acide (COOH) d'un acide aminé et le groupement amine (NH2) de l'autre.

Il s'agit d'une réaction de condensation car il y a élimination d'eau.

L'union de plusieurs acides aminés forme un polypeptide.

Les protéines sont donc des polypeptides.

La liaison peptidique

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2 juin 2014 1 02 /06 /juin /2014 15:54

14 - LES OLIGO-ELEMENTS

68. Définition

Éléments minéraux présents dans les liquides biologiques en très petites quantités.

Ils représentent une masse inférieure à 1 mg/kg.

Les oligo-éléments essentiels répondent aux critères suivants :

  • être présents à une concentration constante dans les tissus d'un organisme ;
  • provoquer, par leur absence, des anomalies structurelles et physiologiques proches, et ce de façon similaire dans plusieurs espèces ;
  • prévenir ou corriger ces troubles par leur seule présence.

69. Classification

Il est possible de distinguer deux types d'oligo-éléments selon le risque de carence :

  • oligo-éléments essentiels à risque de carence : Iode, Fer, Cuivre, Zinc, Sélénium, Chrome ;
  • oligo-éléments essentiels à faible risque de carence : Manganèse, Silicium, Nickel et Étain.

À l'inverse, certains oligo-éléments sont toxiques à hautes doses.

D'autres peuvent être à l'origine de déséquilibres entre les éléments : un excès de zinc entraîne par exemple une carence en cuivre.

70. Fonctions

70.1. Cofacteurs enzymatiques :

En se liant aux enzymes, les oligo-éléments sont pour la plupart capables de changer la conformation de ces protéines au rôle de catalyseur.

La liaison entre un métal et son enzyme (alors appelée apoenzyme) est généralement très spécifique du métal pour une enzyme donnée.

On les appelle les métallo-enzymes.

Certains oligo-éléments entrent également dans la structure des vitamines, comme le Cobalt intégré à la vitamine B12.

Ils sont indispensables à la composition d'une coenzyme organique.

70.2. Hormones

Certains oligo-éléments participent de manière indirecte à la constitution des signaux hormonaux par une action de coenzyme lors de la synthèse de l'hormone.

Toutefois, les oligo-éléments peuvent intervenir directement dans le signal hormonal, par exemple en participant à la structure moléculaire de l'hormone (comme l'iode et les hormones thyroïdiennes) ou encore en agissant au niveau du récepteur hormonal facilitant ou au contraire inhibant la reconnaissance de l'hormone par son récepteur.

70.3. Rôle structural

Bien que n'entrant dans la composition corporelle que dans une faible proportion, les oligo-éléments peuvent renforcer la solidité de certains tissus (Fluor dans le tissu osseux et dentaire).

71. Quelques éléments d'oligoéléments

71.1. Le zinc

Le zinc est un oligo-élément qui intervient dans de nombreuses réactions enzymatiques (cofacteur enzymatique) et joue un rôle important dans le métabolisme des protéines, des glucides et des lipides.

Exemple : le zinc est un activateur dans plusieurs métalloenzymes, comme la phosphatase alcaline ou la lactase déshydrogénase.

Il provient en majorité de l'alimentation : huitres, viandes rouges légumes secs, céréales.

La carence en zinc peut entraîner un retard de croissance, des anomalies de la maturation sexuelle, des troubles du goût, des problèmes immunitaires, des problèmes de peau et de cicatrisation.

71.2. Le sélénium

Le sélénium est un oligo-élément anti-oxydant qui intervient dans le métabolisme des radicaux libres et d'autres substances produites par l'oxydation des lipides au niveau des membranes cellulaires.

Il joue aussi un rôle dans le métabolisme au niveau du foie et contribue au maintien des muscles squelettiques et cardiaques et des spermatozoïdes.

Il est l'un des cofacteurs des GPX (glutathion peroxydase) membranaires et cytoplasmiques et a un rôle capital sur l'intégrité membranaire.

L'apport en sélénium dépend de la teneur des sols et varie beaucoup selon les zones géographiques.

Dans certaines régions d'Asie ou la teneur du sol en sélénium est très faible, on observe des carences pouvant donner de graves problèmes cardiaques (maladie de Keshan), osseux (maladie de Kashin-Beck), ou neuro-musculaires.

Cet oligo-élément a une action sur les radicaux libres, véritables ennemis de nos cellules.

Ils sont effectivement impliqués dans les phénomènes de vieillissement de nos cellules ainsi que dans la virulence des virus qui nous assaillent.

Les apports en sélénium sont très probablement liés à une diminution des risques de maladie cardio-vasculaire et de cancer.

Cet oligo-élément permettrait également de booster le système immunitaire.

71.3. Le fer

Le fer est un oligo-élément minéral qui entre dans la composition de l'hémoglobine des globules rouges, de la myoglobine des muscles, et de nombreuses réactions enzymatiques nécessaires à la respiration des cellules.

Le fer est présent dans l'organisme en très petite quantité : 4 g chez l'homme et 2,5 g chez la femme.

Le fer apporté par l'alimentation est plus ou moins bien absorbé.

On en distingue deux sortes : le fer héminique qui se trouve dans les viandes et les poissons, bien absorbé par l'organisme (10 à 30 % est absorbé) et le fer non héminique qui se trouve dans les céréales, les légumes secs, les fruits, les légumes et les produits laitiers (1 à 5 % est absorbé).

L'absorption du fer dépend aussi de la nature du repas et de présence dans le repas de substances qui favorisent ou freinent l'utilisation du fer par l'organisme ; ainsi la vitamine C stimule l'absorption du fer alors que le thé, le café et certaines fibres alimentaires gênent son absorption.

Les besoins en fer de l'organisme sont plus élevés chez les enfants, les femmes en âge de procréer à cause des menstruations et chez les femmes enceintes et allaitantes.

Lorsque les besoins en fer ne sont pas satisfaits apparaît une carence en fer qui peut avoir de nombreuses conséquences sur la santé.

La plus connue est l'apparition d'une anémie qui doit être traitée.

D'autres conséquences moins visibles de la carence en fer sont une capacité physique réduite à l'effort, une fatigabilité, une diminution des performances intellectuelles, une moindre résistance aux infections et des perturbations au cours de la gestation.

71.4. Le cuivre

Il intervient dans de nombreuses réactions enzymatiques, dans la production d'hémoglobine. Il favorise l'absorption intestinale de fer.

On le trouve dans le foie, le poisson, la farine de blé entier et les coquillages.

71.5. Remarque

Les autres éléments essentiels à la vie sont le potassium, le magnésium et le chlore. Comme ils sont nécessaires en des quantités beaucoup plus importantes, on ne les considère pas comme des oligo-éléments (trace élément == oligo-élément).

Les quantités de fer et de potassium nécessaires sont importantes, et on ne les considère parfois pas comme des oligo-éléments.

Le sodium est nécessaire en grande quantité mais il est très courant dans l'alimentation.

Certains éléments semblent n'avoir aucune valeur nutritionnelle, comme l'argent, d'autres sont uniquement toxiques, comme le mercure ou le plomb.

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2 juin 2014 1 02 /06 /juin /2014 15:52

65. La digestion des lipides

65.1. Introduction

Les triglycérides alimentaires ne sont pas absorbables. Les substances absorbables sont :

  • les acides gras libres ;
  • les monoglycerides ;
  • le cholestérol.

Les grandes étapes de la digestion des lipides :

  1. Emulsification des graisses ;
  2. Hydrolyse des lipides ;
  3. Formation des micelles ;
  4. Absorption par endocytose du contenu micellaire.

La digestion implique les acides biliaires et leurs sels :

  • Des Enzymes
    • lipases (pancréatiques) ;
    • colipase ;
    • cholesterol esterase ;
    • phospholipase A2 ;
  • La formation de micelles pour pouvoir traverser la bordure en brosse.

Absorption des lipides

L'arrivée des lipides dans le duodénum stimule la sécrétion de bile.

65.2. Emulsification des graisses

Une émulsion est un mélange hétérogène de deux substances liquides non miscible comme l'eau et l'huile.

L'émulsification consiste à disperser l'une des substances (ici les lipides) dans l'autre (la phase aqueuse) sous forme de petites gouttelettes.

Le mélange reste stable grâce à un émulsifiant qui joue un rôle de tensioactif (ici les sels biliaires).

Les lipides sont émulsionnés dans l'intestin par les sels biliaires.

Certains lipides alimentaires sont naturellement émulsionnés (lait).

Les acides biliaires vont jouer le rôle de détergents (agent de surface) pour solubiliser les lipides dans la phase aqueuse du chyle.

Les acides biliaires sont amphiphiles avec un domaine hydrophile (acide aminé conjugué) et un domaine lipophile (cholestérol).

L'émulsification va rendre alors les lipides accessibles à la lipase pancréatique.

65.3. Hydrolyse des lipides

La lipase pancréatique et la colipase hydrolyse les triglycérides (TG) en acides gras  (AG) libres et en monoglycérides.

La colipase enrobe les gouttelettes émulsifiées pour y accrocher la lipase.

La lipase pancréatique hydrolyse les TG séquentiellement en position 1 puis 3 pour donner des diglycérides (1,2-diacylglycerols) et finalement un monoglycéride (2-acylglycerols ).

La Cholestérol estérase : les esters de cholestérol sont hydrolysés par une cholestérol estérase pancréatique entrainant la libération d'AG.

Les Phospholipases A1 et A2 hydrolysent les phospholipides pour en libérer les AG et le lysophospholipides.

Les sels biliaires dispersent les produits de l'hydrolyse des lipides qui vont former les micelles.

65.4. Formation des micelles

Micelles

Micelles

Les micelles : les acides gras libres et les monoglycérides produits par la digestion des lipides forment avec les sels biliaires des complexes hydrosolubles appelés micelles et dont le diamètre est de 4 à 6 nm.

C'est la phase de solubilisation des lipides

65.5. Absorption par endocytose du contenu micellaire

Les micelles  permettent le passage en milieu hydrophile de substances lipophiles vers la bordure en brosse par endocytose.

La fraction polaire des molécules les plus solubles est tournée vers l'extérieur et forme, avec les sels biliaires une "enveloppe" contenant les composés les plus insolubles

Devenir des micelles

  • les micelles sont endocytées dans le jéjunum ;
  • les AG, les  monoglycérides  et la lysolécithine quittent les  micelles pour entrer dans les entérocytes ;
  • les sels biliaires sont exclus de ce processus et ils sont libérés dans la lumière intestinale où ils peuvent participer à la formation de nouvelles micelles ou se trouver absorbés dans l'iléon pour subir un recyclage entéro-hépatique ;
  • il y a environ 4 cycles par jour Les AG à longue chaîne et les monoglycérides vont servir à la resynthèse de triglycérides et de phospholipides dans le reticulum endoplasmique de la cellule ;
  • il y aura ensuite une combinaison de ces lipides avec une  protéine (béta-lipoprotéine) pour former les chylomicrons ;
  • les  chylomicrons transportables dans la circulation sanguine vont sortir de l'entérocyte via  les lactifères des villosités intestinales ;
  • les chylomicrons vont gagner la circulation sanguine via la sous-clavière gauche.

Les chylomicrons

Les chylomicrons sont des lipoprotéines qui se forment en période de digestion.

Elles sont responsables du transport des lipides de l'intestin grêle vers les tissus adipeux périphériques où ils sont retraités.

Chylomicrons

Devenir des chylomicrons

  • les chylomicrons ont une durée de vie très courte dans la circulation sanguine ;
  • les triglycérides des chylomicrons sont hydrolysés en glycérol et acides gras libres sous l'action de la lipoprotéine lipase ;
  • la lipoprotéine lipase est localisée à la surface de l'endothélium des capillaires sanguins, essentiellement du tissu adipeux, du cœur et des muscles et de la mamelle en période de lactation.

66. Quelques pathologies

Malabsorption des graisses : stéatorrhées, la présence de graisses non digérées dans les fèces.

  • déficience biliaire ;
  • absorption des triglycérides moins touchée ;
  • insuffisance pancréatique ;
  • absorption de l'ensemble des lipides est touchée ;
  • atrophie intestinale.

67. Fonction des lipides

Les lipides naturels constituent :

  • des réserves énergétiques ;
  • des constituants structuraux de la cellule (membranes) ;
  • pour certains, ils sont doués d'activité biologique (hormones stéroïdes, vitamines liposolubles, médiateurs cellulaires,…).

 Fonction des lipides

 

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2 juin 2014 1 02 /06 /juin /2014 15:51

63. Définition - généralités

Les lipides constituent la matière grasse des êtres vivants.

Elles sont insolubles dans l'eau et solubles dans les solvants organiques (méthanol, acétone…).

Elles sont principalement constituées de carbone, d'hydrogène et d'oxygène et ont une densité inférieure à celle de l'eau.

Un lipide est une molécule :

  • soit complètement apolaire (lipide neutre) ;
  • soit bipolaire, molécule amphiphile (ou amphipathique), avec une tête polaire liée à une chaîne fortement apolaire (queue).

Les lipides peuvent se présenter à l'état solide, comme dans les cires, ou liquide, comme dans les huiles.

Les lipides sont les substances les plus riches en hydrogène et l'oxydation d'un gramme de lipide apporte 9Kcal.

64. Classification biochimique

Il existe plusieurs classifications.

Classification des lipides

les lipides de réserve :

  • les acides gras saturés et insaturés ;
  • les lipides neutres : triglycérides ;
  • les lipides membranaires :
  • phospholipides et sphingolipides ;
  • cholestérol et stéroïdes.
64.1. Les lipides de réserve
64.1.1. Les acides gras

Les acides gras sont les unités de base des lipides de formule générale R - COOH. R = hydrocarbure à nombre variable de carbone qui donne le caractère "gras".

64.1.1.1. Les acides gras saturés

Un acide gras saturé est un acide gras dont tous les atomes de carbone sont saturés en hydrogène.

Chaque carbone porte le maximum d'hydrogènes possible.

On ne peut pas ajouter d'hydrogène à la molécule ; elle est saturée.

Toutes les liaisons entre les carbones sont simples (pas de liaisons doubles carbone-carbone).

Les acides gras saturés

Les acides gras saturés se trouvent notamment dans les graisses animales (lait, fromage, beurre, viande, lard, etc.) mais aussi dans l'huile de coco et de palme (voir tableau).

Ils ont tendance à être solide à température ambiante.

Chaque acide gras saturé possède en général deux noms :

  • un nom commun qui rappelle souvent son origine. Par exemple, l'acide caproïque (du latin " capra ", chèvre) se trouve dans le lait de chèvre ;
  • un nom systématique décrivant sa structure (nombre de carbones, nombre d'insaturation, etc) et issu de la nomenclature chimique : acide (radical du nombre de carbone) anoïque où :
  • le radical correspond au nombre d'atomes de carbone de l'acide gras ;
  • ane indique qu'il s'agit d'un alkane ;
  • oïque qu'il s'agit d'un acide carboxylique.

Exemples : acide formique ou acide méthanoique. Acide acétique ou acide éthanoique

64.1.1.2. Les acides gras insaturés

Un acide gras insaturé est un acide gras qui comporte une ou plusieurs doubles liaisons carbone-carbone.

Il est possible de rompre une de ces liaisons pour ajouter des atomes d'hydrogène à l'acide gras.

Acide gras insaturé

On parle d'acide gras mono-insaturé lorsqu'il n'y a qu'une seule double liaison et d'acide gras, poly-insaturé lorsqu'il y en a plusieurs.

Les acides gras poly-insaturés sont notamment d'origine végétale.

Types d’acides gras

Nomenclature :

  • le nombre de carbone de l'acide gras ;
  • le nombre de doubles liaisons ;
  • la position ;
  • la configuration (cis ou trans). Les termes de configuration cis et trans sont dus au fait que la double liaison carbone-carbone -HC=CH- peut adopter deux organisations différentes dans l'espace :
  • lorsque les hydrogènes H sont du même côté, la liaison est dite cis ;
  • lorsqu'ils sont de part et d'autre de la double liaison, la liaison est dite trans.

Nomenclature « trans » et « cis »

Exemples :

  • acide gras mono-insaturés :
  • acide palmitoléique ;
  • acide oléique ;
  • acide érucique ;
  • acide nervonique ;
  • acide gras poly-insaturés :
  • acide linoléique ;
  • acide α-linolénique ;
  • acide γ-linolénique ;
  • acide di-homo-γ-linolénique ;
  • acide arachidonique.

La plupart des huiles végétales sont riches en acides gras insaturés, notamment les huiles de colza, de maïs et d'olive.

Les exceptions sont les huiles de palme et de coco qui sont saturées.

Les corps gras riches en acides gras insaturés ont tendance à rester à l'état liquide à température ambiante.

Les acides gras insaturés cis des séries oméga-3, oméga-6 et oméga-9 comprennent plusieurs acides gras essentiels

Par exemple, l'acide linoléique, l'acide linolénique et l'acide arachidonique sont des acides gras essentiels chez l'homme.

64.1.1.3. Les acides gras essentiels

L'organisme des mammifères est capable de synthétiser des acides gras à partir de l'acide oléique.

Cependant, ce n'est pas le cas de certains acides gras à 18 atomes de carbone contenant plusieurs doubles liaisons ; ils ne sont fabriqués que par des bactéries ou des végétaux.

Les mammifères ne peuvent donc les obtenir que par leur alimentation.

On les appelle acides gras essentiels.

Chez l'homme, deux acides gras essentiels se distinguent par l'importance de leur rôle :

  • l'acide linoléique que l'on peut trouver dans certaines huiles (huile de colza, huile de soja, huile de noix) ;
  • l'acide α-linolénique, que l'on peut trouver dans les graines et l'huile de lin, les noix…

Ni l'homme, ni l'animal ne sont capables de les synthétiser, mais l'un et l'autre peuvent ajouter à ces deux acides gras indispensables des doubles liaisons supplémentaires, entre la dernière double liaison et la fonction carbonyle en 1(COOH), et allonger la chaîne de carbones à cette extrémité.

L'acide α-linolénique (ALA) est le précurseur de la famille des oméga-3.

Il a un rôle essentiel dans la biogénèse des membranes et facilite la croissance et le développement.

L'acide linoléique (AL) est le précurseur de la famille des oméga-6.

Il intervient dans la croissance et le développement.

C'est un constituant des phospholipides membranaires.

64.1.1.4. Les lipides neutres

Le glycérol molécule à 3 fonctions alcool réagit avec 1 ( 2 ou 3) acide gras (estérification).

64.1.1.5. Les triglycérides

Les triglycérides (également appelés triacylglycérols ou triacylglycérides ou TAG) sont des glycérides dans lesquels les trois groupements de  glycérol sont estérifiés par des acides gras.

Ils sont le constituant principal de l'huile végétale et des graisses animales.

En chimie, la fonction ester désigne un groupement d'atomes formé d'un atome de carbone lié simultanément à un atome d'oxygène par double liaison, à un groupement O-R' et à un groupement H ou R.

Ils ont un rôle fondamental : ils sont une réserve d'énergie très importante (énergie grâce aux acides gras, réserve grâce au glycérol).

Les triglycérides sont hydrolysables, les acides gras peuvent donc être libérés.

Cette réserve d'énergie est stockée dans les cellules adipeuses.

Triglycérides

64.2. Les lipides membranaires
64.2.1. Phospholipides

Les phospholipides sont des lipides possédant un groupe phosphate, autrement dit, il s'agit d'un assemblage de deux acides gras, de glycérol et de phosphate.

Chacun des phospholipides est organisé en deux régions :

  • région hydrophobe (= partie apolaire) constituée par les deux chaînes d'acides gras ;
  • région hydrophile (= partie polaire) constituée par le reste de la molécule.

Les phospholipides ont une manière très particulière de s'organiser en présence d'eau.

Selon les conditions (proportions relatives eau/lipides), différentes structures peuvent se former dont les plus représentatives sont les micelles et les bicouches.

Les membranes plasmiques sont des bicouches bilipidiques avec les deux régions hydrophiles à l'extérieur de la membrane et les deux régions hydrophobes au milieu de la membrane.

Les phospholipides sont rangés parallèlement les uns aux autres formant deux couches orientées tête-bêche.

Cette organisation structurale permet à la membrane d'avoir un rôle de barrière hydrophobe entre les deux compartiments hydratés: le milieu extracellulaire et le cytosol.

Phospholipides

Phospholipides

Les phospholipides se subdivisent en:

  • glycérophospholipides (constituants majoritaires) ;
  • sphingophospholipides.

Lipides membranaires

64.2.2. Cholestérol et stéroïdes

Le cholestérol possède un groupement polaire et un groupe stéroïde.

Dans les membranes des cellules eucaryotes, il y a environ une molécule de cholestérol pour une molécule de phospholipide.

Ces proportions peuvent être modifiées, ce qui a pour conséquence  de changer la fluidité de la membrane; plus les molécules de cholestérol sont nombreuses, moins la membrane est fluide.

Le cholestérol représente environ 35% des lipides de la membrane plasmique alors qu'il ne représente que 5-7% des lipides des membranes mitochondriales.

Cholestérol

Cholestérol

Cholestérol

Tous les stéroïdes partagent la même structure de base, le noyau stérol.

Le plus abondant et le plus connu des stéroïdes est le cholestérol.

Certaines hormones comme la cortisone, les oestrogènes ou la testostérone sont aussi des stéroïdes. Ces hormones sont fabriquées à partir du cholestérol.

Le cholestérol, malgré sa mauvaise réputation, est essentiel à notre santé :

  • il s'associe aux phospholipides pour former les membranes des cellules animales (il n'y a pas de cholestérol chez les végétaux) ;
  • il sert à former différentes molécules essentielles comme les hormones stéroïdes, la vitamine D ou les sels biliaires (ces derniers sont contenus dans la bile; ils aident à la digestion des lipides dans l'intestin).

Puisque le cholestérol est un lipide, il ne peut pas se mélanger à l'eau.

Alors, comment peut-il se déplacer dans le corps s'il ne se mélange pas à l'eau du sang ou du liquide interstitiel ?

Il le fait en s'associant à des protéines et des phospholipides.

Chaque petite goutte de cholestérol s'entoure d'une pellicule formée d'une molécule d'épaisseur de phospholipides.

Les parties hydrophobes des phospholipides sont dirigées vers l'intérieur de la sphère (côté lipides) alors que les parties hydrophiles sont dirigées vers l'extérieur (côté eau).

La sphère est soluble dans l'eau puisque toute sa surface est hydrophile (le côté hydrophile des phospholipides).

On retrouve aussi des protéines en nombre variable associées aux phospholipides.

Ces structures sont appelées lipoprotéines.

Plus la lipoprotéine contient de protéines, plus sa densité est élevée.

On distingue couramment deux types de lipoprotéines :

  • les HDL (Hight Density Lipoprotein) (on dit aussi bon cholestérol) ;
  • les LDL (Low Density Lipoprotein) (on dit aussi mauvais cholestérol.

Lipoprotéine LDL1

Notez la structure particulière qui permet de transporter du gras mélangé à de l'eau.

Les apolipoprotéines sont les protéines associées aux phospholipides.

Elles permettent à la lipoprotéine de se fixer à la membrane d'une cellule.

Une fois celle-ci fixée, elle sera "englobée" par la membrane de la cellule (voir ci-dessous).

Lipoprotéine LDL2

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