CHAPITRE IV : ENERGETIQUE CELLULAIRE : ATP IV 1 QUELQUES DEFINITIONS IV 2 L ATP OU ADENOSINE TRIPHOSPHATE

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1 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 CATABOLISME DU GLUCOSE IV CATABOLISME DU GLUCOSE EN AEROBIOSE IV CATABOLISME DU GLUCOSE EN ANAEROBIOSE IV CATABOLISME DES LIPIDES ET DES PROTIDES.

2 CHAPITRE IV : ENERGETIQUE CELLULAIRE : ATP. IV 1 QUELQUES DEFINITIONS Anabolisme : réactions endergoniques Catabolisme : réactions exergoniques

3 IV 2 L ATP OU ADENOSINE TRIPHOSPHATE. IV 2.1 STRUCTURE DE L ATP. Adénine Ribose Adénosine Phosphate ATP = Adénosine-P~P~P ~ : symbole utilisé pour matérialiser l intérêt énergétique de la liaison.

4 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)

5 L ATP est utilisé dans tous les processus cellulaires nécessitant de l énergie.

6 Chapitre IV IV 2 L ATP ou adénosine triphosphate. SYNTHESE Structure Adénine ribose phosphate phosphate phosphate ATP = 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.

7 MOTS CLES Métabolisme : catabolisme, anabolisme ATP, ADP

8 IV 2.3 SYNTHESE D ATP. IV 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 Cytoplasme Cytoplasme Glycolyse Cycle de Krebs Phosphorylation oxydative Cytoplasme Matrice mitochondriale Membrane interne des mitochondries

9 1 étape du catabolisme du glucose : La glycolyse localisation : cytoplasme NAD = Transporteur de protons et d électrons Réduction : 2 H e - NAD + NADH + H + État oxydé 2 H 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 +

10 La mitochondrie : organite cellulaire indispensable à la respiration cellulaire. Les sphères pédonculées contiennent : o Enzymes = ATP synthétases o 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 oxydoréduction. État oxydé État réduit

11 2 étape du catabolisme du glucose : le cycle de Krebs localisation : 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

12 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

13 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+ H₂O L 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+

14 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

15 Bilan du catabolisme en aérobie du glucose : 38 molécules d ATP CO₂ H₂O

16 SYNTHESE Etapes de la dégradation complète du glucose en aérobiose : respiration cellulaire Nom des étapes 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 C6 ce 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 Localisation cellulaire Cytoplasme Matrice mitochondriale Membrane interne des mitochondries (chaîne respiratoire) Bilan énergétique 2 ATP 36 ATP

17 IV CATABOLISME DU GLUCOSE EN AEROBIOSE MOTS CLES Glycolyse Cycle de Krebs Phosphorilation oxydative

18 CATABOLISME DU GLUCOSE EN ANAÉROBIE = glycolyse + fermentation lactique localisation : cytoplasme Bilan : 2 molécules d ATP + 2 molécules d acide lactique

19 IV 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

20 MOTS CLES Glycolyse Fermentation lactique

21 Catabolisme des lipides et protides et du glucose

22 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

23 V 1 épidémiologie Dans 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 par an.

24 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.

25 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

26 V 4.1 CONSEQUENCES SUR L APPAREIL RESPIRATOIRE.

27 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

28 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 rétrosternales à l effort exprimant la souffrance cardiaque. Occlusion totale des coronaires infarctus du myocarde (responsable d une insuffisance cardiaque gauche à long terme)

29 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

30 Chapitre V : Le tabagisme, une toxicomanie MOTS CLES Nicotine Monoxyde de carbone goudron