CHAPITRE IV : ENERGETIQUE CELLULAIRE : ATP
• IV 1 QUELQUES DEFINITIONS
• IV 2 L’ATP OU ADENOSINE TRIPHOSPHATE
– IV 2.1 STRUCTURE DE L’ATP
– IV 2.2 ROLE DE L’ATP
– IV 2.3 SYNTHESE DE L’ATP
• IV 2.3.1 CATABOLISME DU GLUCOSE– IV 2.3.1.1 CATABOLISME DU GLUCOSE EN AEROBIOSE
– IV 2.3.1.2 CATABOLISME DU GLUCOSE EN ANAEROBIOSE
• IV 2.3.2 CATABOLISME DES LIPIDES ET DES PROTIDES.
CHAPITRE IV : ENERGETIQUE CELLULAIRE : ATP.IV 1 QUELQUES DEFINITIONS
• Anabolisme : réactions endergoniques
• Catabolisme : réactions exergoniques
IV 2 L’ATP OU ADENOSINE TRIPHOSPHATE.IV 2.1 STRUCTURE DE L’ATP.
Adénine
Ribose
Phosphate
Adénosine
ATP = Adénosine-P~P~P ~ : symbole utilisé pour matérialiser l’intérêténergétique de la liaison.
IV 2.2 ROLE DE L’ATP
• L’hydrolyse de l’ATP en ADP fournit l’énergie cellulaire (30 kJ)
• La phosphorilation de l’ADP permet la synthèse d’ATP et est couplée à une réaction exergonique(catabolisme du glucose par ex)
Chapitre IVIV 2 L’ATP ou adénosine triphosphate.
SYNTHESE• Structure
Adénine – ribose – phosphate – phosphate – phosphateATP = Adénosine-P~P~P ~ : liaison riche en énergie.
• Rôle : L’hydrolyse de l’ATP en ADP fournit l’énergie cellulaire (30 kJ).La phosphorylation de l’ADP permet la synthèse d’ATP.
• Le sang distribue les nutriments aux différents organes. Les nutriments sont utilisés pour fournir aux cellules :o de l’énergie, c’est surtout le cas du glucose qui est catabolisé (dégradé) pour la
formation d’ATP . Le catabolisme est un ensemble de réactions exergoniques (qui libèrent de l’énergie)
o de la matière. Les cellules synthétisent des molécules. Ces réactions sont endergoniques (qui consomment de l’énergie (ATP) et constituent l’anabolisme.
IV 2.3 SYNTHESE D’ATP.IV 2.3.1 CATABOLISME DU GLUCOSE
• Plusieurs étapes sont nécessaires à la dégradation du glucose :
Etapes de la dégradation incomplète du glucose en anaérobiose : fermentation
Etapes de la dégradation complète du glucose en aérobiose : respiration cellulaire
Noms des étapes Localisation cellulaire
Nom des étapes Localisation cellulaire
Glycolyse Fermentation lactique
CytoplasmeCytoplasme
Glycolyse Cycle de Krebs Phosphorylation oxydative
CytoplasmeMatrice mitochondrialeMembrane interne des mitochondries
1° étape du catabolisme du glucose : La glycolyse
localisation : cytoplasme
NAD = Transporteur de protons et d’électrons
Réduction : 2 H+ + 2 e-
NAD+ NADH + H+
État oxydé 2 H+ + 2 e- : Oxydation Etat réduit
Bilan
o 2 mol. d’acide pyruvique
o 2 mol. d’ATP
o 2 mol. de transporteurs réduits (NADH + H⁺)
Equation bilan.
Glucose + 2 NAD+ 2 acide pyruvique + 2 (NADH + H+)
Transporteur oxydé : T+ 2 (ADP + Pi) 2 ATP Transporteur réduit : TH, H+
La mitochondrie : organite cellulaire indispensable à la respiration cellulaire.
• Les sphères pédonculées contiennent :o Enzymes = ATP
synthétaseso La chaîne respiratoire =
ensemble de molécule transporteur d’électrons. Le transfert d’e⁻ d’une molécule à l’autre se fait par une réaction d’oxydo-réduction.
État oxydé État réduit
2° étape du catabolisme du glucose : le cycle de Krebslocalisation : matrice mitochondriale
Acide pyruvique (composé à 3 atomes de carbone)
• Perd un CO₂ (= décarboxylation)
• Perd un atome d’hydrogène (déshydrogénation)
• S’associe au coenzyme A et forme l’acétyl CoA(composé à 2 atomes de carbone)
L’acétyl CoA entre dans le cycle de Krebs. en se fixant sur un composé à 4 atomes de carbone
Cycle de Krebs : - Décarboxylation = perte de CO₂- Déshydrogénation = libération de H⁺ et e⁻ pris en charge par des transporteurs à l’état oxydé NAD⁺ et FAD⁺ qui passent à l’état réduit : NADH₂ et FADH₂- Formation de 2 mol d’ATP
3° étape du catabolisme du glucose : la phosphorylation oxydative
localisation : membrane interne des mitochondries
La chaîne respiratoire prend en charge les e⁻ et les conduit jusqu’à l’accepteur final = O₂
½ O₂ + 2 e⁻ + 2 H⁺ H₂OL’énergie perdue par l’e⁻ lors de leur passage dans la chaîne
respiratoire est utilisée pour stocker des H⁺ dans espace intermembranaire, ce qui crée un gradient de H⁺
3° étape du catabolisme du glucose : la phosphorilation oxydative
Le transfert de H⁺ de l’espace inter-membranaire vers la matrice mitochondriale se fait par les sphères pédonculées ce qui permet l’activation de l’ATP synthétase et donc la formation d’ATP
SYNTHESEEtapes de la dégradation complète du glucose en aérobiose : respiration cellulaire
Nom des étapes Localisation cellulaire
Bilan énergétique
Glycolyse• Glucose (C6) →2 ac. Pyruvique (C3)• T⁺(transporteur oxydé) + 2 H⁺ + e⁻ → TH, H⁺ (transporteur réduit)
T = transporteur de protons et d’électrons ex : NAD• 2 ADP + Pi → ATP Cycle de Krebs• Ac. Pyruvique(C3) + CoA → acétyl CoA (C2) + CO₂• Acétyl CoA entre dans le cycle de Krebs: C2 + C4 → C6ce qui aboutit à la formation :1 ATP, CO₂ et de TH,H⁺
Phosphorylation oxydative• TH, H⁺→ T⁺ + 2H⁺ + 2 e⁻ (permet de régénérer les T à l’état oxydée)• O₂ + 4 H⁺ + 4 e⁻ → 2 H₂O• ATP
Cytoplasme
Matrice mitochondriale
Membrane interne des mitochondries (chaîne respiratoire)
2 ATP
36 ATP
IV 2.3.1.1 CATABOLISME DU GLUCOSE EN AEROBIOSE
MOTS CLES
• Glycolyse
• Cycle de Krebs
• Phosphorilation oxydative
CATABOLISME DU GLUCOSE EN ANAÉROBIE = glycolyse + fermentation lactique
localisation : cytoplasme
Bilan :2 molécules d’ATP + 2 molécules d’acide lactique
IV 2.3.1.2 CATABOLISME DU GLUCOSE EN ANAEROBIOSE
SYNTHESE
Etapes de la dégradation incomplète du glucose en anaérobiose : fermentation
Noms des étapes Localisation cellulaire
Bilan énergétique
Glycolyse• Glucose (C6) →2 ac. Pyruvique (C3)• T⁺(transporteur oxydé) + 2 H⁺ + e⁻ → TH, H⁺ (transporteur réduit)
T = transporteur de protons et d’électrons ex : NAD• 2 ADP + 2 Pi → 2 ATP
Fermentation lactique• ac. pyruvique(C3) → ac. lactique (C3) • TH, H⁺ → T⁺ + 2 H⁺+ 2 e⁻
Cytoplasme
Cytoplasme
2 ATP
Chapitre V : Le tabagisme, une toxicomanie
• V 1 Epidémiologie
• V 2 Les 2 formes de tabagisme : actif et passif
• V 3 Les constituants principaux de la fumée
• V 4 Conséquences physiologiques du tabagisme;– V 4.1 conséquences sur l’appareil respiratoire.
– V 4.2 conséquences sur l’appareil cardiovasculaire.
– V 4.3 conséquences au niveau du système nerveux central.
• V 5 Préventions
V 1 épidémiologieDans le monde : 1 milliard de fumeurs dont ⅓ en Chine
En France : 13,5 millions de fumeurs. Le tabagisme fait environ 165 morts par jour soit 60000 par an.
V2 Les 2 formes de tabagisme : actif et passif
• Q 19 : définir le tabagisme actif et indiquer à quels courants de fumée le fumeur est exposé.
V 3 Les constituants principaux de la fumée.- monoxyde de carbone → se fixe sur l’Hb à la place d’O₂ , formation
de la carboxyhémoglobine (facteur d’hypoxie)- nicotine →atteint en 7 secondes les récepteurs cérébraux,
responsable de la dépendance au tabac- goudrons → substances cancérigènes
- substances irritantes→ responsables des affections respiratoires
V 4.1 CONSEQUENCES SUR L’APPAREIL RESPIRATOIRE.1° manifestations : dyspnée d’effort, toux, augmentation de la
sensibilité aux infections hivernales, voix éraillée….Plus tard : BPCO (bronchite chronique évoluant en emphysème),
cancers des voies aériennes
V 4.2 CONSEQUENCES SUR L’APPAREIL CARDIOVASCULAIRE.
• Tabac →BPCO→insuffisance cardiaque droite
• Tabac est athérogène→arthérosclérose des coronaires– Occlusion partielle des coronaires → angor ou
angine de poitrine = douleurs thoraciques rétro-sternales à l’effort exprimant la souffrance cardiaque.
– Occlusion totale des coronaires →infarctus du myocarde (responsable d’une insuffisance cardiaque gauche à long terme)
SYNTHESE• Définition : Le tabagisme est une intoxication due à la consommation de tabac. 2
formes :– Tabagisme actif : intoxication par inhalation volontaire de la fumée de tabac.
– Tabagisme passif : intoxication par inhalation involontaire de la fumée de tabac de l’entourage.
• Composition de la fumée de tabac : la fumée est un mélange de plus de 4000 substances présentes à 95% sous forme de particules et à 5% sous forme de gaz . Les 4 plus nocives sont :– La nicotine : substance psycho-active responsable de la dépendance tabagique.
– Le CO, gaz concurrent de O₂ qui entraîne une hypoxie et à l’origine de l’ischémie du myocarde
– Les goudrons cancérigènes
– Les substances irritantes responsables des affections respiratoires.
• Conséquences du tabagisme sur la santé
Le tabagisme actif provoque : – des pathologies respiratoires : cancers et BPCO
– des pathologies cardio-vasculaires : athérosclérose, artérite, infarctus du myocarde.
– dépendance à la nicotine
Le tabagisme passif est responsable d’affections de la sphère ORL.
• Préventions :– Primaire : informer pour limiter le nombre de fumeur.
– Secondaire : dépister précocement pour éviter l’apparition des complications, cures de désintoxication
– Tertiaire : soigner des les signes d’appel