Éléments de physiologie musculaire. Introduction Généralités sur les cellules Enzymes et voies métaboliques Principes et mécanismes de conversion dénergie

Éléments de physiologie musculaire

Introduction

Généralités sur les cellules

Enzymes et voies métaboliques

Principes et mécanismes de conversion d’énergie dans la cellule

Le système nerveux

La transmission chimique endocrine

Atomes et principales molécules

PLAN DU COURS

1ère PARTIE

INTRODUCTION

GENERALE

1ère PARTIE : Introduction au cours

Met en rapport l’organisme avec le milieu extérieur.

NUTRITION :

Assure la vie des cellules et de l’organisme.

REGULATION :

Assure adaptation fonctionnelle et bon

fonctionnement des organes.

REPRODUCTION :

Assure la survie de l’espèce.

RELATION

LES GRANDES FONCTIONS DE L’ORGANISME


ORGANISME = Ensemble des structures qui constituent l'être

vivant.

APPAREILS :Ensemble d'organes contribuant à la réalisation d’une même tâche ou à une même fonction de l'organisme.


Appareil Digestif :

assure transformations mécanique et chimique des aliments.

Appareil Respiratoire :

assure l’apport d’oxygène et le rejet du gaz carbonique.

Appareil Excréteur :

assure élimination des déchets de la vie cellulaire.

Appareil Circulatoire :

transport de l’oxygène et des nutriments à toutes les cellules.


Système nerveux :

commande la musculature

reçoit les informations sur l’environnement.

Système musculaire :

assure la mobilité du squelette.

Système squelettique :

forme l’ossature du corps.


ORGANISME =

Ensemble des structures qui constituent l'être vivant.

ORGANISME =

Ensemble des structures qui constituent l'être vivant. Ensemble des structures qui constituent l'être vivant.

ORGANE : Contribue au fonctionnement de l'appareil auquel il appartient.

Organe = association de plusieurs tissus qui accomplissent chacun une fonction au sein de l'organe.

APPAREIL


OesophageEstomacIntestin grêle et côlonGlandes digestives (salivaires, foie, pancréas…)

Voies aériennes supérieures (fosses nasales, pharynx, larynx, trachée)PoumonsCage thoracique, muscles inspirateurs, plèvre

Appareil Circulatoire :

Appareil Respiratoire :

Appareil Digestif :

Appareil Excréteur :

CoeurVaisseaux sanguins (artères et veines, capillaires,…)

BouchePharynx

Rectum

BassinetsUretères

UrètreVessie

Reins


TISSUS :Regroupement de nombreuses cellules qui possèdent toutes les mêmes caractéristiques (même structure, même fonction).

APPAREILS :

ORGANISME :

ORGANES :


Tissu vasculaire :

Tissu musculaire :

Tissu nerveux :

LES TISSUS :

strié

lisse


ORGANISME :

CELLULES

Ensemble des structures qui constituent l'être vivant.

APPAREILS : Ensemble d'organes contribuant à la réalisation d’une même fonction de l'organisme.

ORGANES :

Contribuent au fonctionnement de l'appareil auquel ils appartiennent.

Organe = association de plusieurs tissus qui accomplissent chacun une fonction au sein de l'organe.

TISSUS : Regroupement de nombreuses cellules qui possèdent toutes les mêmes caractéristiques même structure, même fonction).


Tissu vasculaire :

Tissu musculaire :

Tissu nerveux :

strié

lisse

LES TISSUS : LES CELLULES :

Cellule musculaire striée

Hématies

Neurone


LA CELLULE

La cellule est la plus petite unité capable de

manifester les propriétés du vivant.

Elle synthétise l'ensemble de ses

constituants en utilisant les éléments du

milieu extracellulaire. Elle croît et se multiplie.


En résumé :

2ème PARTIE

GENERALITES SUR LES

CELLULES

Les cellules procaryotes et eucaryotes

Principaux organites cellulaires

2ème PARTIE : Généralités sur les cellules Procaryotes, eucaryotes …

Organites :

CELLULE :

Molécules : Une molécule est une entité chimique formée de plusieurs atomes liés entre eux.

Atomes : C'est le constituant essentiel de la matière.

1A°(10-10m) ; 1,7 . 10-27 kg.

• Compartiments cellulaires contenus dans le cytoplasme de chaque cellule eucaryote.

• Agissent dans la cellule comme les organes agissent dans le corps.

• Mesurent entre 1 et 5 µm.

Plus petite unité structurelle et fonctionnelle des êtres vivants.


- les Bactéries,

- les Cyanophycées,

- les Mycoplasmes.

Les cellules procaryotes:

Cellules les moins évoluées

Structure interne très simple

Dimension de l’ordre du micron

On trouve parmi les Procaryotes:


Elles ne possèdent pas de noyau !

Matériel génétique constitué d’un seul chromosome formé d'ADN.

Aucune enveloppe ne sépare le matériel génétique du cytoplasme.


Exemple, les bactéries :

. Formes : sphérique ou en bâtonnet

. La Paroi :

- structure de protection

- confère la forme à la bactérie

- parfois recouverte d’une capsule

. Membrane plasmique :

. Division par scissiparité

délimite le compartiment cytoplasmique


Les cellules eucaryotes:

.

Le matériel génétique est contenu dans un organite limité par une enveloppe.

Niveau d’organisation complexe

Taille ~ 10 à 100 x celle des procaryotes.

- les Protozoaires formés par une seule cellule libre, souvent capables de se mouvoir (Amibes, Paramécies, Euglena)

On distingue:

- les Métazoaires (animaux, plantes) dont les cellules sont groupées en tissus

2ème PARTIE : Généralités sur les cellules Principaux organites

Le noyau

Il comprend :

- Le nucléole

- Le nucléoplasme

- La membrane nucléaire

- Les pores nucléaires

- La chromatine (ADN)

Chromatine condensée

= CHROMOSOMES

2ème PARTIE : Généralités sur les cellules

Les Mitochondries

Elles comprennent :

- La membrane externe

- L’espace intermembranaire

- La membrane interne

- La matrice

- Les crêtes

Leurs rôles :

. Responsables de la respiration cellulaire

. Fonction principale = production d’ATP

Matrice

Principaux organites

2ème PARTIE : Généralités sur les cellules

Le réticulum endoplasmique

2 types de réticulum dans une même cellule :

- granulaire (rugueux) = avec ribosomes

- agranulaire (lisse) = sans ribosome

Leur rôle :

Le réticulum endoplasmique lisse sert au métabolisme des lipides

- RUGUEUX = sert à la synthèse des protéines

- LISSE = sert au métabolisme des lipides

Principaux organites


L’appareil de Golgi

Structure de transition entre Réticulum endoplasmique et espace extracellulaire

Composé de saccules parallèles et de petites vésicules

Rôle :

Lieu de transit et d’élaboration

de plusieurs substances


Les ribosomes

Formés dans le nucléole

Association de protéine et d’ARN

- synthétisent protéines à partir d'acides aminés

Rôle :

- utilisent l'information génétique envoyée des gènes du noyau par les molécules messagères


En RESUME …

Appareil de Golgi

Noyau

Mitochondrie

Réticulum endoplasmique

Ribosomes

3ème PARTIE

ATOMES ET PRINCIPALES

MOLECULES

Introduction Rappels Les liaisons chimiques Les acides et les bases Les groupements chimiques et leurs fonctions Les principaux composés biochimiques

3ème PARTIE : Atomes et principales molécules Introduction

99 % du poids

de la cellule.

4 Atomes Principaux:

Carbone : C12

Oxygène : O16

Azote : N14

Hydrogène : H1

3ème PARTIE : Atomes et principales molécules Introduction

Éléments peu représentés mais indispensables à la vie.

Oligoéléments

En particulier,

- Fer (F)

- Cuivre (Cu)

- Iode (I)

Hémoglobine

Cytochrome

H. thyroïdiennes

3ème PARTIE : Atomes et principales molécules Rappels

STRUCTURE DES ATOMES

Le NUAGE ELECTRONIQUE

Proton : particule positive

Neutron : . particule non chargée

. pèse la même masse que le proton.

Electron : . particule négative

. tourne autour du noyau.

Le NOYAU

Composé de Nucléons :


C6

12

A

Z

Symbole de l’élément chimique

L'atome, ou élément chimique, se définit par 2 éléments :

- son nombre de nucléons:

A - son nombre de protons (n°atomique) :

Z


REPRESENTATION SPATIALE

Liaison dans le plan

Liaison en avant du plan

Liaison en arrière du plan

Par convention :

Carbone tétraédrique

C

X2

120 °

X1

X4

X3


LA VALENCE DES ATOMES

Si la valence est de 1 , l’atome est dit MONOVALENT.

‘ ‘ 2 , ‘ ‘ DIVALENT.

‘ ‘ 3 , ‘ ‘ TRIVALENT.

‘ ‘ 4 , ‘ ‘ TÉTRAVALENT.

détermine le nombre de liaisons qu’ un peut établir avec d’autres

atomes.

3ème PARTIE : Atomes et principales molécules Les liaisons chimiques

LES LIAISONS CHIMIQUES

La liaison covalente

Un électron de chaque atome participe à laliaison.

Résulte de la mise en commun de 2électrons.

HC HC

3ème PARTIE : Atomes et principales molécules

L’organisation spatiale de la molécule est directement liée aux types de liaisons qu ‘elle comporte.

Plus le nombre d’électrons impliqués dans la liaison est grand :

plus la force de la liaison est importante.

plus l’énergie libérée lors de sa rupture est importante.

Méthane

C

H

HH

H

C CH H

Acétylène

Les liaisons chimiques


LES LIAISONS CHIMIQUES

La notion de polarité

Dans une liaison covalente, chaque atome exerce une force d’attraction sur l’électron mis en commun dans la liaison.Cas de 2 atomes à même pouvoir attracteur :

A ALes électrons sont situés à la même

distance de leur atome d’origine

Molécule apolaire.

A A



Cas de 2 atomes à pouvoir attracteur différent :

L’atome ayant le pouvoir attracteur le plus grand devient électronégatif.

(faiblement chargé négativement : δ -)

L’atome ayant la pouvoir attracteur le plus faible devient électropositif.

(faiblement chargé positivement : δ +)

BA

A Bδ- δ+

Molécule polaire.



La liaison hydrogène

X Hδ- δ

+δ- δ

+Y Z

Liaison 20 fois plus faible qu’un liaison covalente.

S’établit entre :

- 1 atome d’Hydrogène lié à 1 atome électronégatif - 1 autre atome électronégatif.



Exemple de la molécule d’eau:

H

OO

2δ-

δ+

δ+

δ+

δ+

2δ-



Rôles de ce type de liaison :

- Cohésion entre les molécule d’eau- Géométrie des protéines

- Appariement des bases de l’ADN


La liaison ionique


- Résulte de l’attraction entre un cation et un anion

- La stabilité de la liaison est assurée par interaction

électrostatique

Exemple du chlorure de sodium:

Na Cl

1 e- 7 e-

Na+ Cl-

Cation : ion > 0

Anion : ion < 0


3ème PARTIE : Atomes et principales molécules Les acides et les bases

Définitions

LES ACIDES ET LES BASES

Acide :- Substance qui libère un proton (H+) en solution

- C’est un accepteur d’électrons

Base :

- Substance qui accepte un proton en solution

- C’est un donneur d’électrons


Acide Base + Proton

AH A- + H +


Notion de pH

L’acidité d’une solution :

- est d’autant plus grande que [H3O+] est grande

- est d’autant plus grande que le pH est faible

- est obtenue par mesure de sa concentration en H+ ou H3O+

- s’exprime en unité pH

pH = -log [H+] = -log [H3O+]


7

14

1

ACIDE

NEUTRE

BASIQUE

Jus de citron 2.5Coca Cola 2.8

Salive 6.4Eau pure

Eau de Javel 11

Plasma sanguin 7.5


Notion de Concentration

n : nombre de mole

m : masse en g

M : masse molaire atomique et/ou moléculaire

Concentration molaire : la mole par litre (mol/l ou M)

Nombre de moles : la mole (mol)

Volume : le litre (l)

LES GROUPEMENTS CHIMIQUES ET LEURS FONCTIONS

3ème PARTIE : Atomes et principales molécules Les groupements chimiques et leurs fonctions

Définitions

Carbone fonctionnel : atome de carbone de la chaîne

carbonée sur lequel est fixé le groupement chimique

Groupement chimique :

- association d’atomes liés les uns aux autres par des liaisons covalentes

- se caractérise par ses propriétés chimiques et physiques

- transmet ses propriétés à l’ensemble de la molécule


Les noms des différentes molécules organiques, quels que soient les

groupements fonctionnels, dérivent du nom de l'alcane correspondant :

Groupement hydroxyle (-OH)


Fonction ALCOOL

Partie à compléter


3ème PARTIE : Atomes et principales molécules Principaux composés biochimiques

LES PRINCIPAUX COMPOSES BIOCHIMIQUES

Répartition

Eau60%

Protéines17%

Lipides15%

Minéraux5%

Acides Nucléiques

2%

Glucides1%


Les Glucides

Source principale de l’énergie nécessaire à la vie cellulaire

On distingue : - les monosaccharides

- les disaccharides

- les polysaccharides

Les monosaccharides

Formule générale:

(CH2O)n avec 3 < n < 7


Aldohéxose- Le Glucose :

Hexose : sucre à 6 atomes de carbone

Aldose :

le 1er Carbone porte une fonction aldéhyde

les autres portent une fonction alcool

OH - C - H

H - C - OH

H - C - OH

CH2OH

H - C - OH

C

OH


Cétohexose- Le Fructose :

Hexose : sucre à 6 atomes de carbone

Aldose :

le 1er Carbone porte une fonction Cétone

les autres portent une fonction alcool

OH - C - H

H - C - OH

CH2OH

H - C - OH

C O

CH2OH

réactions possibles avec d’autres molécules (glucides, base, etc..)

Propriétés des monosaccharides :

molécules polaires, donc solubles dans l’eau


Les disaccharides


Sucres composés de 2 monosaccharides

- SACCHAROSE = 1 GLUCOSE + 1 FRUCTOSE

- LACTOSE = 1 GLUCOSE + 1 GALACTOSE

- MALTOSE = 2 GLUCOSE

Les polysaccharides


Sucres complexes (jusqu’à 100 monosaccharides)

Représentent une forme de stockage de l’énergie dans la cellule

Quelques exemples

Le Glycogène = forme de stockage du glucose dans les cellules animales

L’Amidon = équivalent du glycogène pour les cellules végétales

Documents

Éléments de physiologie musculaire. Introduction Généralités sur les cellules Enzymes et voies métaboliques Principes et mécanismes de conversion dénergie