Les jeudis médicaux d’Hippocrate - Université ouverte ...universite- ?· Ce sont des association…

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    Les jeudis mdicaux dHippocrate

    3. La cellule: mitochondries, chloroplastes et nergie

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    1 Les aliments apportent matire et nergieAliments et nutrimentsLa digestionLa monnaie dchange de lnergie est lATP

    2 En labsence doxygne: fermentation (anarobie)Catabolisme jusquau stade acide lactique

    3 En prsence doxygne: respiration (arobie)Catabolisme jusquau stade CO2Utilisation des molcules intermdiaires NADH et FADH2Bilan nergtique

    4 Vgtaux: la photosynthse apporte nergie et matire O? chloroplastes, thylakodes et chlorophylle Phase claire et phase sombre

    5 Dysfonctionnements

    6 Gestion des dchetsExemple du recyclage des rythrocytes

    3 - Lnergie et la cellule

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    1 Animaux: les aliments apportent matire et nergie

    Aliments: ce quon mange

    Nutriment: les lments ncessaires au maintien du mtabolisme. Ce sont donc presque toujours des constituants des aliments.

    glucides protineslipides

    vitaminessels minrauxeau

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    1 Lnergie provient des aliments

    Les glucides ou sucres

    Le glucose Le saccharose

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    Les sucres complexes

    cycles 5 ou 6 cts formant des chanes

    1 Lnergie provient des aliments

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    Les lipides

    Ce sont des association de glycrol et dacides grastriester du glycrol et des acides gras

    longues chanes carbones une extrmit hydrophile, le reste hydrophobe

    1 Lnergie provient des aliments

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    Les protines

    Elles sont fabriques partir des acides amins

    - 20 acides amins- une infinit de possibilits dassociation- contiennent de lazote

    1 Lnergie provient des aliments

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    Des aliments aux nutriments: la digestion

    Glandes salivaires

    sophage

    Estomac

    Intestin grle

    Clon

    Foie Pancras

    1 Lnergie provient des aliments

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    La digestion des glucides donne le glucose

    La digestion des glucides est une hydrolyse

    On peut obtenir dautres petites molcules (fructose, galactose...)

    1 Lnergie provient des aliments

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    Le bilan matire de la digestion des glucides, lipides et protines

    Leau et les sels minraux ne sont pas transforms lors de la digestion mais absorbs par les parois de lintestin.

    On obtient des acides amins, du glucose, des acides gras.

    1 Lnergie provient des aliments

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    Le bilan nergie de la digestion

    Protines: 20 45 % de l'nergie contenue dans l'aliment sont utiliss le " digrer ".

    intrt: les AA sont les briques servant la (re)construction des protines aux multiples usages

    Sucres: le cot nergtique est de 15 % environ

    intrt: le glucose est la principale source dnergie, fournie par son catabolisme (voir cycle de Krebs et oxydation mitochondriale).

    Graisses: 2 4 % seulement

    intrt:les lipides sont stocks (isolation) ou utiliss par lorganisme. Leur stock en fait une rserve dnergie importante (voir hlice de Lynen) bien que peu utilise.

    1 Lnergie provient des aliments

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    Cest une molcule riche en nergie changeable

    2 lATP reprsente la monnaie dchange de lnergie

    nergie de la raction G0 (kJ/mol)

    Phopyr Pyruvate + Pi - 62CrP Cr + Pi - 43ATP ADP + Pi - 31 Glu-1P Glucose + Pi - 21Gly-3P Glycrol + Pi - 9

    LATP:- moins stable que lADP- nergie dactivation faible

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    La combustion: elle nengendre que de la chaleur la chaleur est difficile transformer par la suite

    La dgradation progressive: elle aboutit la fabrication dATP: gain dnergie (grain dnergie) stockable elle permet de rcuprer des nergies faibles: gain de rendement elle est facile utiliser car lhydrolyse de lATP est facile

    Mais le stock dATP est faible on dispose denviron 250 g dATP dans tout le corps humain.

    Les autres molcules de stockage: elles donnent toutes de lATP en fin de compte:Glucose et glycognePhosphocratineAcides gras...

    Pourquoi ne pas brler directement les nutriments?

    2 LATP, monnaie dchange de lnergie

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    La dgradation des nutriments dans les cellules

    3 En labsence doxygne (anarobiose) : fermentation

    Elle seffectue dans les cellules (dans le cytosol)Le glucose (6 carbones) est coup en 2 et transform en acide lactique (3 carbones).

    GLUCOSE C6H12O6

    2 PYRUVATEC3H3O3

    2 LACTATEC3H4O3

    Gain dnergie: 2 ATP

    Ces 2 molcules sont immdiatement disponibles (car dans le cytosol)

    C 6

    C 3

    C 3

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    Le dtail!

    beaucoup dtapesbeaucoup denzymes

    un bon rendement!

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    3 En labsence doxygne: la fermentation (anarobie)

    La fermentation des vgtaux

    Elle mne jusquau stade alcool (thanol). On passe donc aussi de C6 C2

    mais ce nest pas lalcool qui donne son got aux spiritueux...

    GLUCOSE C6H12O6

    2 PYRUVATEC3H3O3

    3 THANOLC2H6O

    C 6

    C 3

    C 2

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    La production dnergie continue dans les mitochondries

    4 En prsence doxygne: la respiration (arobie)

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    A Oxydation jusquau stade CO2

    3 En prsence doxygne: la respiration (arobie)

    C 3

    C 2

    C 1 (CO2)

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    B Utilisation des intermdiaires NADH et FADH23 En prsence doxygne: la respiration (arobie)

    NADH 3 ATP

    3 ADP NAD

    FADH2 ATP

    ADP FAD

    Lnergie libre par loxydation du NADH et du FADH2 est utilise pour fabriquer de lATP

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    Le sort du glucose en arobiose3 En prsence doxygne: la respiration (arobie)

    C 6 (glucose)

    C 3 (pyruvate)

    C 2 (actylCoA)

    C1 (CO2)

    et 38 ATPdont une bonne partie doit ressortir des mitochondries pour tre utilisable

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    Dtail de la chane respiratoire

    3 En prsence doxygne: la respiration (arobie)

    NADH et FADH2 cdent des lectrons qui vont passer dune molcule lautre en librant chaque fois de lnergie.Cette nergie est utilise pour expulser des protons dans lespace intermembranaire.Les protons en redescendant permettent la synthse dATP via lATPase (voir diapo suivante)

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    Dtail de la chane respiratoire

    NADH, H+ UQ Cytochrome c Oxygne NAD+ H2O

    ADP + Pi

    ATP

    3 En prsence doxygne: la respiration (arobie)

    Oxydation .Phosphorylante

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    Rsum

    3 En prsence doxygne: la respiration (arobie)

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    Le cas de loxydation des acides gras

    3 En prsence doxygne: la respiration (arobie)

    Acide gras (n Carbones)+ oxygne

    Acide gras (n-2 Carbones)

    Radical actyle (2 Carbones) chaque tour de moulinette

    Les acides gras sont dcoups en tranches de 2 carbones (radical actyle)Il faut donc 9 tours dhlice pour dcomposer un acide gras en C18

    Le radical actyle sunit au coenzyme A actyl-CoAGrosse production dnergie la cl

    Hlice de Lynen

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    Lhlice de Lynen

    3 En prsence doxygne: la respiration (arobie)

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    En rsum

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    4. Vgtaux: la photosynthse apporte nergie et matire

    ADP + Pi + lumire ATP

    a se passe dans les chloroplastes des cellules vgtales

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    Hmoglobine et chlorophylle

    4 La photosynthse

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    Phase claire et phase sombre

    4 La photosynthse

    Phase claire:Lnergie des photons permet loxydation de leau en oxygne.Production dATP et de NADPH

    Phase sombre:Lnergie de ces deux molcules permet la fabrication de sucre partir de CO2

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    La phase claire

    4 La photosynthse

    Ressemble la chane respiratoire, mais la source dnergie est diffrente

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    La phase sombre4 La photosynthse

    Production simultane dnergie et de matire

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    Bilan global4 La photosynthse

    H2O + CO2 O2 + Glucose

    Cest linverse de la respiration

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    5 Dysfonctionnements

    les inhibiteurs de la chane respiratoire bloquent laction dune des enzymes.

    La rotnone (pesticide) bloque le site de liaison l'ubiquinone.

    Les cyanures, CO ou H2S empchent la rduction de loxygne car ils se lient plus fortement que l'oxygne la cytochrome c oxydase.

    des drivs de la streptomycine (oligomycines) (antibiotique) bloquent le canal de retour des protons travers la membrane mitochondriale, ce qui bloque tout le procd, y compris le cycle de Krebs

    des radicaux libres et des peroxydes (OH ou O22-) peuvent prendre naissance lors de la rduction de loxygne. Ils oxydent les protines et altrent l'ADN.

    Rem: dans le tissu adipeux brun lnergie est directement transforme en chaleur en dcouplant les transferts dlectrons de la production dATP. Cest une inhibition voulue et non toxique (ex. hibernation des animaux).

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    6 Gestion des dchetsExemple du recyclage des globules rouges

    La protine (globine) est scinde en acides amins rutilisables

    Le fer est recycl dans la moelle osseuse pour la fabrication de nouveaux globules rouges

    Diapo 1Diapo 2Diapo 3Diapo 4Diapo 5Diapo 6Diapo 7Diapo 8Diapo 9Diapo 10Diapo 11Diapo 12Diapo 13Diapo 14Diapo 15Diapo 16Diapo 17Diapo 18Diapo 19Diapo 20Diapo 21Diapo 22Diapo 23Diapo 24Diapo 25Diapo 26Diapo 27Diapo 28Diapo 29Diapo 30Diapo 31Diapo 32Diapo 33Diapo 34