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

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
                                                            Adénosine
                                             Ribose
         Phosphate

ATP = Adénosine-P~P~P         ~ : symbole utilisé pour matérialiser l’intérêt
                                                 énergétique 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)

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

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.

 MOTS CLES

• Métabolisme : catabolisme, anabolisme
• ATP , ADP

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   Etapes de la dégradation complète du
 glucose en anaérobiose : fermentation    glucose en aérobiose : respiration cellulaire

 Noms des étapes      Localisation        Nom des étapes       Localisation cellulaire
                      cellulaire

  Glycolyse          Cytoplasme           Glycolyse          Cytoplasme
  Fermentation       Cytoplasme           Cycle de Krebs     Matrice mitochondriale
 lactique                                  Phosphorylation    Membrane interne des
                                          oxydative            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
    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                      État réduit
                                 État oxydé
    réaction d’oxydo-
    réduction.

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

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⁺                     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⁺

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

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

SYNTHESE
Etapes de la dégradation complète du glucose en aérobiose : respiration cellulaire

Nom des étapes                                                  Localisation     Bilan
                                                                cellulaire       énergétique
 Glycolyse                                                     Cytoplasme       2 ATP
• 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                                                Matrice
• Ac. Pyruvique(C3) + CoA → acétyl CoA (C2) + CO₂               mitochondriale
• 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                                     Membrane             36 ATP
• TH, H⁺→ T⁺ + 2H⁺ + 2 e⁻ (permet de régénérer les T à l’état   interne des
oxydée)                                                         mitochondries
• O₂ + 4 H⁺ + 4 e⁻ → 2 H₂O                                      (chaîne
• ATP                                                           respiratoire)

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     Bilan
                                                              cellulaire       énergétique

 Glycolyse                                                   Cytoplasme       2 ATP
• 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
                                                              Cytoplasme
 Fermentation lactique
• ac. pyruvique(C3) → ac. lactique (C3)
• TH, H⁺ → T⁺ + 2 H⁺+ 2 e⁻

 MOTS CLES

• Glycolyse
• Fermentation lactique

Catabolisme des lipides et protides et du glucose

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 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 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.

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

Chapitre V : Le tabagisme, une toxicomanie

 MOTS CLES
              • Nicotine
              • Monoxyde de carbone
              • goudron