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Summary
# Structure et identification des éléments
La matière qui compose le corps humain et tout ce qui existe est constituée d'unités fondamentales appelées éléments chimiques, qui eux-mêmes sont composés d'atomes. Ces atomes possèdent une structure définie, déterminée par leurs particules subatomiques, et le nombre de protons dans le noyau d'un atome est ce qui l'identifie comme un élément chimique spécifique [10](#page=10) [7](#page=7) [8](#page=8).
### 1.1 La matière et les éléments chimiques
La chimie étudie la structure et les interactions de la matière, définie comme tout ce qui occupe un volume et possède une masse. Toute matière est composée d'un nombre limité d'unités fondamentales appelées éléments chimiques, qui ne peuvent être dégradés en particules plus simples par des méthodes chimiques classiques. Il existe actuellement 118 éléments connus, dont 92 sont présents naturellement sur Terre [7](#page=7).
Dans le corps humain, vingt-six éléments naturels sont présents. Quatre d'entre eux, l'oxygène (O), le carbone (C), l'hydrogène (H) et l'azote (N), constituent environ 96% de la masse corporelle et sont appelés éléments majeurs. Huit autres, le calcium (Ca), le phosphore (P), le potassium (K), le soufre (S), le sodium (Na), le chlore (Cl), le magnésium (Mg) et le fer (Fe), constituent les éléments mineurs et représentent environ 3,6% de la masse corporelle. Les oligoéléments, présents en très faibles concentrations (0,4%), sont également essentiels, comme l'iode (I) pour la production d'hormones thyroïdiennes [7](#page=7) [8](#page=8).
### 1.2 L'atome
Chaque élément est constitué d'atomes, les plus petites unités de matière qui conservent les propriétés caractéristiques de l'élément. Les atomes diffèrent des atomes des autres éléments par leurs propriétés physiques (couleur, texture, point d'ébullition) et chimiques (réactivité, formation de liaisons) [8](#page=8) [9](#page=9).
#### 1.2.1 La structure de l'atome
Les atomes sont électriquement neutres et possèdent une structure générale commune. Ils sont composés de trois particules élémentaires [9](#page=9):
* **Protons (p+)**: Situés dans le noyau, ils portent une charge électrique positive et ont une masse d'environ 1 unité de masse atomique (u) [10](#page=10) [9](#page=9).
* **Neutrons (n0)**: Également dans le noyau, ils sont électriquement neutres et ont une masse d'environ 1 u. Les protons et les neutrons sont collectivement appelés nucléons [10](#page=10) [9](#page=9).
* **Électrons (e-)**: Gravitant autour du noyau dans un nuage électronique, ils portent une charge électrique négative équivalente à celle du proton mais ont une masse négligeable (environ 0 u) [10](#page=10) [9](#page=9).
Le noyau atomique, formé des protons et des neutrons, est extrêmement dense et situé au centre de l'atome. Les électrons se déplacent à très grande vitesse autour du noyau. Le modèle planétaire (modèle de Bohr) est une représentation simplifiée où les électrons tournent sur des orbites fixes. Le modèle plus moderne utilise le concept d'orbitales, régions autour du noyau où la probabilité de trouver un électron est élevée [9](#page=9).
Pour qu'un atome soit électriquement neutre, le nombre d'électrons gravitant autour du noyau doit être égal au nombre de protons qu'il contient [10](#page=10).
> **Tip:** Bien que le modèle planétaire soit dépassé, il est utilisé pour sa clarté dans certains contextes d'apprentissage. Il est important de comprendre la notion d'orbitales dans le modèle moderne [9](#page=9).
#### 1.2.2 Identification des éléments
La différence fondamentale entre les atomes des différents éléments réside dans le nombre de protons, de neutrons et d'électrons qu'ils contiennent [10](#page=10).
* **Numéro atomique (Z)**: Il est défini comme le nombre de protons dans le noyau d'un atome et est caractéristique de l'élément. Il détermine la nature chimique de l'élément. Puisque le nombre d'électrons est égal au nombre de protons dans un atome neutre, le numéro atomique indique également le nombre d'électrons. Par exemple, un atome avec 8 protons est un atome d'oxygène, dont le numéro atomique est 8 [10](#page=10) [11](#page=11).
* **Nombre de masse (A)**: Il représente la somme des protons et des neutrons (nucléons) dans le noyau d'un atome. Il peut être calculé par la formule: $A = p^+ + n^0$. Sachant que $Z = p^+$, on peut écrire $A = Z + n^0$, d'où le nombre de neutrons $n^0 = A - Z$ [11](#page=11).
Un atome est généralement représenté en indiquant son numéro atomique (Z) en indice à gauche et son nombre de masse (A) en exposant à gauche. Par exemple, le symbole 𝐂𝐥𝟏𝟕𝟑𝟓 représente un atome de chlore avec un numéro atomique de 17 (donc 17 protons et 17 électrons) et un nombre de masse de 35 (donc 35 nucléons, soit 18 neutrons) [11](#page=11).
Chaque élément est désigné par un nom (ex: Hydrogène, Sodium) et un symbole chimique international composé d'une ou deux lettres (ex: H, Na) [11](#page=11).
#### 1.2.3 Les isotopes
Les isotopes sont des atomes d'un même élément chimique qui possèdent le même nombre de protons et d'électrons, mais un nombre différent de neutrons. Cette différence de neutrons entraîne des masses atomiques différentes pour ces isotopes [12](#page=12).
* **Exemples d'isotopes:**
* Hydrogène: L'hydrogène léger ($^1_1H$), le deutérium ($^2_1H$) et le tritium ($^3_1H$) ont tous un proton et un électron, mais respectivement 0, 1 ou 2 neutrons [12](#page=12).
* Carbone: Le carbone-12 ($^{12}_6C$), le carbone-13 ($^{13}_6C$) et le carbone-14 ($^{14}_6C$) ont tous 6 protons et 6 électrons, mais 6, 7 ou 8 neutrons [12](#page=12).
La plupart des éléments naturels existent sous forme de mélanges d'isotopes. La masse atomique relative (Ar) d'un élément est la moyenne pondérée des nombres de masse de ses isotopes, en tenant compte de leur abondance naturelle. Par exemple, la masse atomique de l'hydrogène est d'environ 1,008, reflétant la prédominance de l'isotope $^1_1H$ [12](#page=12).
Les isotopes d'un même élément ont les mêmes propriétés chimiques car elles dépendent du nombre et de la disposition des électrons, qui sont identiques. Leurs propriétés physiques peuvent légèrement différer en raison de la différence de masse [12](#page=12).
##### 1.2.3.1 Les isotopes radioactifs
Certains isotopes sont instables et se désintègrent spontanément, émettant des radiations. Ce sont les radio-isotopes ou isotopes radioactifs. La décomposition d'un noyau radioactif peut être comparée à une explosion libérant des particules subatomiques (alpha, bêta, gamma) [12](#page=12) [13](#page=13).
* **Rayons alpha ($\alpha$)**: Composés d'un noyau d'hélium (2 protons et 2 neutrons). Ils sont arrêtés par 6 cm d'air ou une feuille de papier et ont un faible pouvoir de pénétration, mais peuvent être nocifs s'ils sont inhalés [13](#page=13).
* **Rayons bêta ($\beta$)**: Composés d'électrons. Ils sont arrêtés par un écran d'aluminium ou du verre [13](#page=13).
* **Rayons gamma ($\gamma$)**: Ondes très énergétiques sans masse, possédant un fort pouvoir de pénétration. Des écrans épais de plomb ou de béton sont nécessaires pour s'en protéger [13](#page=13).
Lorsqu'un élément radioactif émet des rayons alpha ou bêta, il change de nature au fur et à mesure de sa désintégration [13](#page=13).
**Période ou demi-vie**: C'est le temps nécessaire pour que la moitié d'une quantité donnée d'un isotope radioactif disparaisse par désintégration. Par exemple, la demi-vie du carbone-14 est d'environ 5730 ans; après cette période, 20 grammes de carbone-14 se réduisent à 10 grammes [14](#page=14).
##### 1.2.3.2 Les applications médicales des isotopes radioactifs
Les isotopes radioactifs ont des applications importantes en médecine diagnostique et thérapeutique [14](#page=14).
* **Traceurs radioactifs**: Des atomes radioactifs ou des molécules incorporant des atomes radioactifs (molécules radiopharmaceutiques) sont utilisés pour suivre le parcours de substances dans le corps, permettant de visualiser des processus physiques et chimiques. L'iode-131 est utilisé pour évaluer la thyroïde, l'iode-123 pour contrôler l'activité cérébrale, et le technétium-99 est le radioisotope le plus utilisé en diagnostic, avec une demi-vie courte de 6 heures [14](#page=14).
* **Radiothérapie**: Certains radio-isotopes, comme le cobalt-60, sont utilisés pour détruire les cellules cancéreuses par émission de rayons gamma [14](#page=14).
##### 1.2.3.3 Les effets néfastes des radiations
Les radiations émises par les isotopes radioactifs sont énergétiques et peuvent provoquer l'ionisation de la matière en arrachant des électrons ou en rompant des liaisons chimiques. Chez les organismes vivants, cela peut perturber gravement le fonctionnement cellulaire, endommager l'ARN ou l'ADN, entraîner la mort cellulaire (apoptose) ou provoquer des mutations conduisant à des cancers [15](#page=15).
#### 1.2.4 L’arrangement des électrons
Les électrons orbitent autour du noyau sur des trajectoires appelées orbitales, qui sont organisées en couches électroniques correspondant à différents niveaux d'énergie. Il y a sept couches électroniques nommées K, L, M, N, O, P et Q, dont l'énergie augmente avec la distance au noyau [15](#page=15).
Les électrons remplissent ces couches selon deux règles principales :
1. Les électrons remplissent d'abord les couches les plus proches du noyau (niveau d'énergie le plus bas et le plus stable) [16](#page=16).
2. Chaque couche électronique a une capacité maximale d'électrons: K=2, L=8, M=18, N=32, selon la formule $2n^2$ où $n$ est le numéro de la couche [16](#page=16).
La dernière couche électronique à être remplie est appelée couche de valence, et les électrons qui s'y trouvent sont les électrons de valence, cruciaux pour les liaisons chimiques [16](#page=16).
> **Tip:** La règle des 8 électrons (règle de l'octet), où les atomes tendent à avoir 8 électrons sur leur couche de valence pour atteindre une stabilité similaire aux gaz rares, est fondamentale pour comprendre la réactivité chimique. La couche K est une exception, étant stable avec seulement 2 électrons [18](#page=18).
#### 1.2.5 La représentation de Lewis
Dans la représentation de Lewis, le symbole de l'élément représente le cœur de l'atome (noyau et électrons des couches remplies), et les électrons de valence sont représentés par des points ou des traits autour du symbole. Cette représentation permet de prédire la valence d'un atome, c'est-à-dire le nombre de liaisons qu'il peut former [18](#page=18).
#### 1.2.6 L'ion
Un atome est électriquement neutre lorsqu'il possède un nombre égal de protons et d'électrons. Cependant, les atomes peuvent gagner, perdre ou partager des électrons lors d'interactions [19](#page=19).
* **Ion**: Un atome qui a gagné ou perdu des électrons devient un ion, porteur d'une charge électrique positive (cation, plus de protons que d'électrons) ou négative (anion, plus d'électrons que de protons). L'ionisation est le processus par lequel les atomes perdent ou gagnent des électrons. Les atomes ayant un ou deux électrons en trop ou manquant pour compléter leur couche de valence sont les plus susceptibles de former des ions [19](#page=19).
### 1.3 Le tableau périodique
Les éléments chimiques sont classés dans le tableau périodique (ou tableau de Mendeleïev) par numéro atomique croissant [16](#page=16).
* **Colonnes (familles ou groupes)**: Il y a 18 colonnes appelées familles, qui regroupent des éléments aux propriétés similaires. Les familles "a" (principales) portent des noms spécifiques comme les halogènes (VIIa) ou les gaz rares (VIIIa). Les éléments d'une même famille ont le même nombre d'électrons de valence [16](#page=16) [17](#page=17).
* **Lignes (périodes)**: Il y a 7 lignes horizontales appelées périodes, dont le numéro correspond au nombre de couches électroniques occupées par des électrons [17](#page=17).
La position d'un élément dans le tableau périodique (période et famille) est déterminée par son numéro atomique et l'arrangement de ses électrons. Les électrons de valence jouent un rôle déterminant dans le comportement chimique des éléments [17](#page=17).
**Électronégativité**: Cette propriété décrit la force avec laquelle un atome attire le doublet électronique de liaison partagé avec un autre atome. Elle augmente de gauche à droite dans une période et diminue de haut en bas dans une famille. Les gaz rares ont une électronégativité nulle car leur couche électronique externe est complète et ils ne forment pas de liaisons [19](#page=19).
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# Liaisons chimiques et molécules
Absolument ! Voici une synthèse détaillée sur les liaisons chimiques et les molécules, conçue pour être un guide d'étude complet et prêt pour un examen.
## 2. Liaisons chimiques et molécules
Les liaisons chimiques sont les forces qui unissent les atomes pour former des molécules, déterminant ainsi la structure et les propriétés de la matière vivante [20](#page=20).
### 2.1 Les types de liaisons chimiques
Les liaisons chimiques sont les forces qui maintiennent ensemble les atomes d'une molécule et les empêchent de se séparer. Il existe trois types principaux de liaisons chimiques: ioniques, covalentes et hydrogène [20](#page=20) [21](#page=21).
#### 2.1.1 La liaison ionique
Les liaisons ioniques se forment généralement entre des atomes ayant un ou deux électrons de valence (métaux) et des atomes ayant sept électrons de valence (non-métaux), en raison d'une forte différence d'électronégativité. La liaison ionique résulte d'un transfert d'un ou plusieurs électrons d'un atome à un autre. L'atome qui perd des électrons devient un cation (ion positif), tandis que l'atome qui gagne des électrons devient un anion (ion négatif). Ces ions de charges opposées s'attirent mutuellement par interaction électrostatique [20](#page=20) [21](#page=21).
* **Exemple:** Le chlorure de sodium (NaCl), formé par le transfert d'un électron du sodium (Na) au chlore (Cl). Dans le cristal de NaCl, les ions Na⁺ et Cl⁻ forment un réseau cristallin [21](#page=21).
* **Dans l'organisme:** Les liaisons ioniques sont présentes dans les os et les dents, conférant solidité aux tissus. Les ions dissous (électrolytes) comme Na⁺, K⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, et Cl⁻ sont essentiels à la régulation de l'eau, à l'équilibre acidobasique et à la transmission des influx nerveux [21](#page=21) [22](#page=22).
#### 2.1.2 La liaison covalente
Les liaisons covalentes se forment lorsque deux atomes d'électronégativité identique ou proche partagent équitablement un doublet électronique. Les électrons partagés appartiennent à la couche externe des deux atomes, leur permettant d'atteindre une meilleure stabilité. Contrairement aux liaisons ioniques, les liaisons covalentes ne se dissocient pas dans l'eau [22](#page=22).
* **Types de liaisons covalentes :**
* **Liaison covalente normale (non polaire):** Les électrons sont partagés de manière égale entre les deux atomes. Cela se produit typiquement entre deux atomes identiques [23](#page=23).
* **Exemple:** La molécule de dihydrogène (H₂) où chaque atome d'hydrogène partage une paire d'électrons. La molécule de chlore (Cl₂) [22](#page=22) [23](#page=23).
* **Liaison covalente polaire:** Lorsque les atomes liés ont une électronégativité différente, l'atome le plus électronégatif attire davantage la paire d'électrons. Cela crée une distribution asymétrique des électrons, résultant en une charge partielle négative (δ⁻) près de l'atome le plus électronégatif et une charge partielle positive (δ⁺) sur l'autre atome. Ces liaisons sont les plus communes en biochimie [24](#page=24).
* **Exemple:** La liaison H-Cl dans l'acide chlorhydrique. Le chlore, plus électronégatif, attire le doublet électronique, portant une charge partielle négative (δ⁻), tandis que l'hydrogène porte une charge partielle positive (δ⁺) [25](#page=25).
* **Liaisons multiples:** Les atomes peuvent former des liaisons simples, doubles ou triples en partageant une, deux ou trois paires d'électrons, respectivement. Les liaisons doubles et triples sont plus solides que les liaisons simples [23](#page=23).
* **Polarité des molécules :** La structure tridimensionnelle et l'électronégativité des atomes déterminent si une molécule est polaire ou non.
* **Molécule polaire :** Les charges partielles ne s'annulent pas en raison de la géométrie de la molécule.
* **Exemple:** La molécule d'eau (H₂O) a une forme de V. L'oxygène porte deux charges partielles négatives (δ⁻) et les deux atomes d'hydrogène portent chacun une charge partielle positive (δ⁺), faisant de l'eau une molécule polaire qui agit comme un dipôle [26](#page=26).
* **Molécule non polaire :** Les charges partielles s'annulent, souvent en raison de la symétrie de la molécule.
* **Exemple:** Le dioxyde de carbone (CO₂), bien que les liaisons C=O soient polaires, la molécule est linéaire et symétrique, rendant la molécule globale non polaire [25](#page=25).
#### 2.1.3 La liaison hydrogène (pont d'hydrogène)
Les liaisons hydrogène sont des attractions entre un atome d'hydrogène portant une charge partielle positive et un atome électronégatif (souvent O, N, ou S) portant une charge partielle négative ou un doublet d'électrons sur une autre molécule. Elles sont plus faibles que les liaisons ioniques ou covalentes mais, étant nombreuses, elles jouent un rôle crucial dans la structure et la fonction des macromolécules [26](#page=26).
* **Rôle:** Elles lient les molécules entre elles (ex: molécules d'eau) ou différentes parties de macromolécules (ex: protéines, ADN), contribuant à leur solidité, stabilité et conformation tridimensionnelle [26](#page=26).
* **Exemple:** Les ponts hydrogène entre molécules d'eau (Figure 11A) et entre les bases complémentaires de l'ADN (Figure 11B) [26](#page=26).
### 2.2 Les molécules inorganiques essentielles
#### 2.2.1 L'eau
L'eau est la substance la plus abondante dans les organismes vivants (60-80% du volume cellulaire) et le milieu de la plupart des réactions intracellulaires. Ses propriétés uniques, dues à sa structure, expliquent son rôle vital [31](#page=31).
* **Structure de la molécule d'eau (H₂O):** Les atomes d'hydrogène sont liés à l'oxygène par des liaisons covalentes très polaires. L'oxygène porte deux charges partielles négatives (δ⁻) et chaque hydrogène porte une charge partielle positive (δ⁺). La disposition angulaire des liaisons fait de H₂O une molécule polaire [31](#page=31).
* **Propriétés remarquables dues aux liaisons hydrogène :**
* **Grande capacité thermique:** L'eau absorbe ou dégage beaucoup de chaleur avant que sa température ne change significativement. Cela aide les organismes à maintenir leur température interne constante [32](#page=32).
* **Points de fusion (0°C) et d'ébullition (100°C) élevés:** La rupture des liaisons hydrogène pour passer de l'état liquide à gazeux nécessite beaucoup de chaleur, rendant la transpiration efficace pour le refroidissement [33](#page=33).
* **Solvant universel:** Les molécules d'eau, étant polaires, orientent leurs extrémités chargées vers les molécules de soluté polaire ou ionique, les entourant et les dissolvant. Ceci est essentiel pour que les molécules biologiques soient chimiquement réactives en solution. Les grosses molécules chargées, comme les protéines, forment des colloïdes biologiques lorsqu'elles sont hydratées [33](#page=33) [34](#page=34).
* **Participation aux réactions chimiques:** L'eau participe aux réactions d'hydrolyse (dégradation par addition d'eau) et de déshydratation (synthèse par élimination d'eau) [34](#page=34).
* **Molécules hydrophiles et hydrophobes :**
* **Hydrophiles:** Molécules polaires capables de former des liaisons hydrogène avec l'eau (ex: glucose, urée, alcools). Elles se dissolvent facilement dans l'eau [34](#page=34).
* **Hydrophobes:** Molécules apolaires ayant une faible solubilité dans l'eau (ex: huiles). Elles ont tendance à s'agréger pour minimiser leur contact avec l'eau [34](#page=34).
#### 2.2.2 Les sels
Les sels sont des composés ioniques formés d'anions et de cations autres que H⁺ et OH⁻. Ils se dissolvent dans l'eau par dissociation en leurs ions [65](#page=65).
* **Rôle physiologique:** Les sels dissous (électrolytes) conduisent l'électricité, ce qui est crucial pour la contraction musculaire et la conduction nerveuse [65](#page=65).
* **Exemples:** NaCl (chlorure de sodium), CaCO₃ (carbonate de calcium), KCl (chlorure de potassium), Ca₃(PO₄)₂ (phosphate de calcium) [66](#page=66).
#### 2.2.3 Les acides et les bases
Les acides et les bases sont des électrolytes qui s'ionisent et se dissocient dans l'eau [66](#page=66).
* **Acides:** Donnent des protons (H⁺) lors de leur dissociation. L'acidité est déterminée par la concentration en H⁺ [66](#page=66).
* **Acide fort:** Se dissocie complètement (ex: HCl) [66](#page=66).
* **Acide faible:** Se dissocie incomplètement, formant un équilibre dynamique (ex: RCOOH) [67](#page=67).
* **Bases:** Accepteurs de protons. Elles réduisent la concentration en H⁺ ou augmentent la concentration en OH⁻ [67](#page=67).
* **Base forte:** Se dissocie complètement et capte rapidement des H⁺ (ex: NaOH) [67](#page=67).
* **Base faible:** Se dissocie partiellement ou capte peu de H⁺ (ex: NH₃, ion bicarbonate HCO₃⁻) [67](#page=67).
* **Réaction de neutralisation:** Un acide et une base réagissent pour former de l'eau et un sel [68](#page=68).
* **Exemple:** HCl + NaOH → NaCl + H₂O [68](#page=68).
* **pH:** Mesure de l'acidité ou de l'alcalinité d'une solution. Le pH est le logarithme négatif de la concentration en ions hydrogène ([H⁺]) [68](#page=68).
* pH 7: neutre ([H⁺] = [OH⁻] = 10⁻⁷ mol/L) [69](#page=69).
* pH < 7: acide (plus de H⁺ que de OH⁻) [69](#page=69).
* pH > 7: basique/alcalin (plus de OH⁻ que de H⁺) [69](#page=69).
* Une variation de 0,3 unité de pH correspond à un doublement ou une division par deux de la concentration en H⁺ [70](#page=70).
### 2.3 Les molécules organiques essentielles à la vie
Les composés organiques contiennent du carbone et de l'hydrogène, et sont élaborés par les organismes vivants. Ils sont formés par des liaisons covalentes. Le carbone est essentiel grâce à sa capacité à former 4 liaisons covalentes stables, permettant la création de chaînes linéaires, cycliques et de structures complexes. Les macromolécules biologiques sont souvent des polymères formés par la répétition d'unités plus petites appelées monomères, reliées par des liaisons covalentes. La synthèse de ces polymères se fait par déshydratation (libération d'eau), et leur dégradation par hydrolyse (ajout d'eau) [30](#page=30) [34](#page=34) [35](#page=35) [36](#page=36).
#### 2.3.1 Les glucides
Constitués de carbone, d'hydrogène et d'oxygène, les glucides (ou hydrates de carbone) sont souvent appelés "sucres". Ils sont classés selon leur taille [36](#page=36):
* **Monosaccharides:** Sucres simples, unités de base (ex: glucose, fructose, galactose, ribose, désoxyribose). Leur formule générale est (CH₂O)n. Ils peuvent adopter des formes cycliques. Le glucose est la principale source d'énergie pour la production d'ATP [36](#page=36) [37](#page=37) [38](#page=38).
* **Disaccharides:** Formés par l'union de deux monosaccharides via une liaison glycosidique (condensation) (ex: saccharose, maltose, lactose) [39](#page=39).
* **Polysaccharides:** Polymères de monosaccharides, souvent peu solubles, servant de stockage (ex: amidon, glycogène, cellulose, chitine) [40](#page=40).
* **Amidon:** Réserve de glucides chez les végétaux (amylose et amylopectine) [41](#page=41).
* **Glycogène:** Réserve de glucose chez les animaux, stocké dans le foie et les muscles [41](#page=41).
* **Cellulose:** Composant majeur des parois cellulaires végétales, structure fibreuse résistante. Non digestible par la plupart des organismes [42](#page=42).
* **Chitine:** Polysaccharide azoté dans les carapaces d'arthropodes et les parois de champignons [42](#page=42).
* **Rôles des glucides:** Énergétique, mécanique (structure), marquage cellulaire et fonction structurale (pentoses dans l'ADN/ARN) [42](#page=42).
#### 2.3.2 Les lipides
Les lipides sont des composés organiques peu ou pas solubles dans l'eau (hydrophobes), mais solubles dans les solvants organiques (liposolubles). Ils sont principalement composés de carbone et d'hydrogène, avec une proportion d'oxygène plus faible que les glucides. Certains contiennent du phosphore [43](#page=43).
* **Types principaux :**
* **Triglycérides (graisses et huiles):** Formés d'un glycérol lié à trois acides gras. Les acides gras peuvent être saturés (liaisons simples C-C), monoinsaturés ou polyinsaturés (contenant des doubles liaisons C=C). Les acides gras saturés sont généralement solides à température ambiante (ex: beurre). Les acides gras insaturés existent en conformation *cis* (naturels) ou *trans* (issus de l'hydrogénation industrielle, déconseillés) [44](#page=44) [45](#page=45).
* **Rôles:** Réserve d'énergie (plus du double par gramme que les glucides/protéines) protection des organes, isolation thermique [46](#page=46).
* **Phospholipides:** Constituent la base des membranes cellulaires. Ils ont une tête polaire (hydrophile) et deux queues apolaires (hydrophobes), ce qui les rend amphipathiques. Ils forment spontanément des micelles ou des bicouches lipidiques dans l'eau [47](#page=47) [48](#page=48).
* **Stéroïdes:** Partagent un squelette de quatre cycles de carbones (noyau stérol) [49](#page=49).
* **Cholestérol:** Le plus abondant, composant des membranes animales, précurseur des hormones stéroïdes, vitamine D, et sels biliaires. Il est amphipathique [49](#page=49).
* **Hormones stéroïdes:** Messagers chimiques (ex: testostérone, œstrogènes, corticostéroïdes) [50](#page=50).
* **Sels biliaires:** Aident à la digestion et à l'émulsification des lipides grâce à leur nature amphipathique [50](#page=50).
* **Rôles des lipides:** Réserve d'énergie, protection et isolation, composant majeur des membranes cellulaires, messagers cellulaires (hormones stéroïdiennes) [50](#page=50).
#### 2.3.3 Les protéines
Les protéines sont les molécules les plus complexes et variées, jouant des rôles essentiels dans toutes les fonctions biologiques. Elles sont des polymères d'acides aminés [51](#page=51).
* **Acides aminés:** Molécules constituées d'un carbone central, d'un groupement amine (-NH₂), d'un groupement carboxyle (-COOH), d'un atome d'hydrogène et d'une chaîne latérale variable (R). Il existe 20 acides aminés différents, qui diffèrent par leur chaîne R. Ils peuvent s'ioniser en solution (zwitterion) [51](#page=51) [52](#page=52).
* **Polypeptides et protéines:** Les acides aminés se lient par des liaisons peptidiques (réaction de condensation) pour former des polypeptides. Au-delà de 100 acides aminés, on parle de protéines. La séquence spécifique des acides aminés détermine la structure et la fonction de la protéine [52](#page=52) [53](#page=53).
* **Organisation tridimensionnelle des protéines :**
* **Structure primaire:** Séquence des acides aminés [53](#page=53).
* **Structure secondaire:** Repliements réguliers comme l'hélice alpha et le feuillet bêta, stabilisés par des liaisons hydrogène [53](#page=53).
* **Structure tertiaire:** Conformation tridimensionnelle finale, déterminée par les interactions entre les chaînes latérales des acides aminés (interactions hydrophobes, liaisons ioniques, liaisons hydrogène, ponts disulfure) [54](#page=54).
* **Structure quaternaire:** Association de plusieurs chaînes polypeptidiques pour former une protéine fonctionnelle [55](#page=55).
* **Types de protéines :**
* **Protéines fibreuses (structurales):** Formes de longs brins, insolubles, stables, fournissant un support mécanique (ex: collagène, actine, myosine) [56](#page=56).
* **Protéines globulaires (fonctionnelles):** Compactes et sphériques, solubles, chimiquement actives, impliquées dans la plupart des processus biologiques (ex: enzymes, anticorps, hormones) [56](#page=56).
* **Dénaturation:** Perte de la structure tridimensionnelle et de la fonction de la protéine sous l'effet de facteurs comme la chaleur ou les changements de pH extrêmes. Peut être réversible ou irréversible [56](#page=56).
* **Rôles des protéines:** Structure, mouvement, transport de molécules, hormones, identification cellulaire, communication, défense de l'organisme, enzymes [57](#page=57) [58](#page=58).
* **Enzymes:** Protéines qui agissent comme catalyseurs biologiques, augmentant la vitesse des réactions chimiques sans être consommées. Elles sont hautement spécifiques à leur substrat (principe clé-serrure) [59](#page=59).
#### 2.3.4 Les acides nucléiques
Les acides nucléiques (ADN et ARN) sont des polymères de nucléotides, les molécules les plus volumineuses de l'organisme [62](#page=62).
* **Nucléotides:** Composés d'un pentose (ribose ou désoxyribose), d'une base azotée (purine: A, G; pyrimidine: C, T (ADN) ou U (ARN)) et d'un groupe phosphate [62](#page=62).
* **Polymérisation:** Les nucléotides sont reliés par des liaisons phosphodiesters (réaction de déshydratation) formant une chaîne avec un sens 5' vers 3' [63](#page=63).
* **ADN (Acide désoxyribonucléique):** Double hélice formée de deux chaînes de nucléotides. Les bases s'apparient de manière complémentaire (A-T, C-G) via des liaisons hydrogène. Permet la réplication de l'information génétique [63](#page=63).
* **ARN (Acide ribonucléique):** Généralement simple brin, plus court que l'ADN. Le sucre est le ribose et la base thymine est remplacée par l'uracile [63](#page=63).
* **Rôles:** L'ADN conserve et transmet l'information génétique. Les ARN interviennent dans l'expression de cette information (ARNm, ARNr, ARNt) [64](#page=64).
### 2.4 Réactions chimiques et énergie
Une réaction chimique implique la formation, la réorganisation ou la rupture de liaisons chimiques [26](#page=26).
* **Types de réactions:** Synthèse, dégradation, échange [27](#page=27).
* **Réactions exothermiques/exergoniques:** Libèrent de l'énergie; leurs produits contiennent moins d'énergie que les réactifs. Souvent spontanées [30](#page=30).
* **Réactions endothermiques/endergoniques:** Absorbent de l'énergie; leurs produits contiennent plus d'énergie que les réactifs. Généralement non spontanées. Elles sont souvent couplées à des réactions exergoniques dans l'organisme [30](#page=30).
* **Facteurs influençant la vitesse de réaction:** Température, concentration, taille des particules, catalyseurs (enzymes) [29](#page=29).
Ce résumé couvre les concepts clés des liaisons chimiques, des propriétés de l'eau, des différentes classes de molécules organiques, et des principes des réactions chimiques, fournissant une base solide pour votre préparation. Bonne révision !
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# Métabolisme cellulaire et réactions énergétiques
Ce chapitre explore les transformations chimiques au sein des cellules, détaillant les principes des réactions métaboliques, les échanges d'énergie, les réactions d'oxydo-réduction, le rôle des enzymes et coenzymes, ainsi que les voies centrales du métabolisme (catabolisme des glucides, lipides, protéines) et leur interconnexion [90](#page=90).
### 3.1 Vue générale du métabolisme cellulaire
Les cellules vivantes nécessitent une synthèse constante de molécules organiques pour leur croissance, leur fonctionnement et leur multiplication, ainsi que de l'énergie pour réaliser leurs travaux cellulaires. Les organismes autotrophes utilisent la lumière comme source d'énergie, tandis que les organismes hétérotrophes, comme l'homme, dépendent de la consommation de molécules organiques préexistantes. Le métabolisme englobe l'ensemble des milliers de réactions chimiques effectuées par les cellules [90](#page=90).
* **Réactions cataboliques:** Réactions de dégradation libérant de l'énergie à partir de molécules organiques complexes, produisant des déchets pauvres en énergie (CO2, H2O, NH3) [90](#page=90).
* **Réactions anaboliques:** Réactions de synthèse produisant des molécules complexes à partir de monomères ou de l'alimentation, nécessitant de l'énergie [90](#page=90).
Les réactions métaboliques sont souvent organisées en voies métaboliques séquentielles, où le produit d'une réaction devient le substrat de la suivante, formant des chaînes ou des cycles [91](#page=91).
### 3.2 Principes généraux des réactions métaboliques
#### 3.2.1 Rappel : la réaction chimique
Une réaction chimique transforme des réactifs en produits. L'équation chimique, comme $a A + b B \rightarrow c C + d D$, utilise des coefficients stœchiométriques (a, b, c, d) pour équilibrer la matière et les atomes. Ces réactions impliquent la formation et la rupture de liaisons chimiques, événement qui nécessite des mécanismes contrôlés, souvent enzymatiques, dans les cellules [92](#page=92).
* **Bilan matière:** La somme des masses des produits est égale à celle des réactifs (loi de Lavoisier: "rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme") [92](#page=92).
* **Bilan énergie:** L'énergie des réactifs est intégralement retrouvée dans les produits, potentiellement sous une autre forme (travail cellulaire, chaleur) [93](#page=93).
#### 3.2.2 Les échanges d’énergie au cours des réactions chimiques
Les réactions chimiques impliquent des échanges d'énergie. L'énergie libre de Gibbs ($\Delta G$) quantifie la capacité d'un système à effectuer un travail et détermine la spontanéité d'une réaction [93](#page=93).
* **Réactions exergoniques:** $\Delta G < 0$. Réactions spontanées qui libèrent de l'énergie libre [93](#page=93).
* **Réactions endergoniques:** $\Delta G > 0$. Réactions non spontanées qui nécessitent un apport d'énergie libre [93](#page=93).
* **Réactions isoergoniques:** $\Delta G = 0$. Réactions à l'équilibre [93](#page=93).
> **Tip:** Le terme "spontané" en thermodynamique signifie thermodynamiquement favorisé, pas nécessairement rapide [94](#page=94).
Les réactions fortement exergoniques ou endergoniques sont considérées comme complètes, avec un rendement de 100%. Les réactions avec un $\Delta G$ non important sont incomplètes et évoluent vers un état d'équilibre dynamique où les vitesses de formation et de disparition des réactifs et produits sont égales [94](#page=94).
#### 3.2.3 Les réactions d’oxydo-réduction
La majorité des réactions chimiques de l'organisme sont des réactions d'oxydo-réduction, impliquant le transfert d'électrons [94](#page=94).
* **Oxydation:** Perte d'électrons, souvent associée à la perte d'un proton ($H^+$) [94](#page=94).
$AH \rightarrow A + e^{-} + H^{+}$
* **Réduction:** Gain d'électrons, souvent associé au gain d'un proton ($H^+$) [94](#page=94).
$B + e^{-} + H^{+} \rightarrow BH$
L'oxydation et la réduction surviennent toujours simultanément car le nombre d'électrons est conservé [95](#page=95).
$AH + B \rightarrow A + BH$
Les réactions d'oxydation sont généralement exergoniques et énergétiquement favorables, typiques du catabolisme. Les réactions de réduction sont souvent endergoniques et font partie de l'anabolisme [95](#page=95).
#### 3.2.4 Enzymes et co-enzymes
Les enzymes sont des protéines qui catalysent spécifiquement les réactions biologiques, augmentant leur vitesse de 10^8 à 10^14 fois. Le substrat est la molécule sur laquelle agit l'enzyme. Les noms des enzymes se terminent souvent par "-ase" [95](#page=95).
Exemples d'enzymes et leur fonction :
* Oxydases: ajoutent de l'oxygène [95](#page=95).
* Kinases: ajoutent du phosphate [95](#page=95).
* Déshydrogénases: éliminent l'hydrogène [95](#page=95).
* Anhydrases: enlèvent l'eau [95](#page=95).
* ATPases: transforment l'ATP en ADP [95](#page=95).
* Protéases: dégradent les protéines [95](#page=95).
* Lipases: dégradent les lipides [95](#page=95).
Les enzymes augmentent la vitesse d'une réaction sans modifier la constante d'équilibre ni le $\Delta G$, et sans être consommées [96](#page=96).
De nombreuses enzymes nécessitent des cofacteurs :
* **Ions métalliques:** (Fe2+, Zn2+, Mg2+, Ca2+) [96](#page=96).
* **Coenzymes:** Molécules organiques, souvent dérivées de vitamines, qui agissent comme transporteurs d'électrons ou de groupes chimiques. Contrairement aux enzymes, les coenzymes sont transformés et doivent être régénérés [96](#page=96).
Les coenzymes d'oxydo-réduction clés sont le NAD+ (nicotinamide adénine dinucléotide) et le FAD (flavine adénine dinucléotide). Ils agissent comme des navettes acceptant ou cédant des paires d'électrons à haute énergie et des atomes d'hydrogène [96](#page=96).
#### 3.2.5 Les moyens pour faire des réactions énergétiquement défavorables
Les cellules réalisent des réactions énergétiquement défavorables ($\Delta G > 0$) comme la synthèse de macromolécules ou le transport actif. Cela est possible en couplant une réaction exergonique à une réaction endergonique [97](#page=97).
Conditions pour le couplage :
* La somme des $\Delta G$ des réactions partielles doit être négative [97](#page=97).
* Les deux réactions doivent partager au moins un intermédiaire commun [97](#page=97).
* Cet intermédiaire doit posséder une énergie libre de Gibbs élevée (ex: ATP, NAD+, FAD) [97](#page=97).
L'hydrolyse de l'adénosine triphosphate (ATP) en adénosine diphosphate (ADP) est le principal mécanisme de couplage. L'énergie libérée par le catabolisme est stockée sous forme d'ATP, qui est ensuite utilisé pour l'anabolisme et d'autres fonctions cellulaires (contraction musculaire, transport actif, synthèse de macromolécules) [98](#page=98).
Une molécule d'ATP est composée d'un ribose, d'une adénine et de trois groupements phosphates. La rupture de la liaison entre le deuxième et le troisième phosphate libère une grande quantité d'énergie :
$ATP + H_2O \rightarrow ADP + P_i + 30.5 \text{ kJ/mole}$ ($\Delta G = -30.5 \text{ kJ/mole}$) [98](#page=98).
La production d'ATP se fait par phosphorylation de l'ADP, nécessitant une enzyme (ATP synthase) et un apport d'énergie provenant d'une réaction exergonique. L'ATP est stable dans les conditions cellulaires et son hydrolyse nécessite des ATPases [99](#page=99).
**Exemples d'utilisation de l'ATP :**
1. **Travail chimique:** Synthèse de la glutamine à partir de l'acide glutamique, couplée à l'hydrolyse de l'ATP ($\Delta G_{net} = -16.3 \text{ kJ/mole}$) [99](#page=99).
2. **Travail mécanique:** Les protéines motrices transforment l'énergie de l'hydrolyse de l'ATP en énergie mécanique, permettant le mouvement le long des microtubules [100](#page=100).
3. **Travail de transport:** La Na+/K+ ATPase utilise l'énergie de l'hydrolyse de l'ATP pour transporter des ions à travers la membrane plasmique, créant des gradients .
### 3.3 Les voies centrales du métabolisme
Les cellules obtiennent de l'énergie à partir des aliments (protéines, polysaccharides, lipides) qui sont fragmentés en monomères (acides aminés, monosaccharides, acides gras, glycérol). Ces nutriments peuvent être oxydés pour produire de l'énergie (catabolisme) ou utilisés pour la synthèse d'autres molécules (anabolisme) .
L'oxydation complète du glucose est la voie centrale du catabolisme, bien que les lipides et les protéines puissent aussi être utilisés .
* **Glycolyse:** Dégradation du glucose en deux molécules de pyruvate dans le cytosol .
* **En aérobiose:** Le pyruvate entre dans la mitochondrie, est oxydé en Acétyl-CoA, puis subit le cycle de Krebs et la chaîne de transport d'électrons pour produire de l'ATP par phosphorylation oxydative .
* **En anaérobiose:** Le pyruvate est réduit en lactate .
Les réactions d'oxydo-réduction de la glycolyse et du cycle de Krebs transfèrent des électrons au NAD+ et au FAD, formant NADH et FADH2. La chaîne de transport d'électrons utilise ces électrons pour générer un gradient de protons, qui alimente l'ATP synthase pour la production d'ATP (phosphorylation oxydative) .
#### 3.3.1 Digestion et absorption
* **Glucides:** Les polysaccharides (amidon) sont dégradés en monosaccharides (glucose, fructose, galactose) par les amylases salivaires et pancréatiques, puis par les enzymes de la bordure en brosse (maltase, sucrase, lactase). Les monosaccharides sont absorbés par les entérocytes via des transporteurs protéiques (symport avec Na+). Les humains ne digèrent pas la cellulose ou la chitine, qui constituent les fibres alimentaires .
* **Protéines:** Les protéines sont hydrolysées en polypeptides dans l'estomac (pepsine) et en peptides plus petits dans l'intestin (trypsine, chymotrypsine). Les enzymes intestinales (carboxypeptidase, aminopeptidase, dipeptidase) fragmentent les peptides en acides aminés, qui sont absorbés par les entérocytes via des transporteurs spécifiques (symport avec Na+) .
* **Lipides:** Les triglycérides sont émulsifiés par les sels biliaires et hydrolysés en acides gras et monoglycérides par la lipase pancréatique. Ces produits s'associent aux sels biliaires pour former des micelles, qui facilitent leur diffusion à travers la membrane des entérocytes. Les acides gras à chaînes courtes sont hydrosolubles et diffusent dans le sang. Les acides gras à chaînes longues sont transportés dans le réticulum endoplasmique lisse, réassemblés en triglycérides, puis formés en chylomicrons dans l'appareil de Golgi, avant d'être absorbés par les capillaires lymphatiques .
* **Acides nucléiques:** Dégradés en nucléotides par les nucléases, puis en bases azotées, pentoses et phosphates par les enzymes de la bordure en brosse .
#### 3.3.2 Le catabolisme des glucides
* **Entrée des glucides dans les cellules:** Les monosaccharides, principalement le glucose, entrent dans les cellules par transport facilité via des perméases, respectant le gradient de concentration. L'insuline contrôle le transport du glucose dans les cellules musculaires et les adipocytes .
* **Phosphorylation du glucose:** Dès son entrée dans la cellule, le glucose est phosphorylé en glucose-6-phosphate grâce à l'ATP, une réaction coûteuse en énergie qui piège le glucose dans la cellule. Seules les cellules du foie, des tubules rénaux et de l'intestin peuvent déphosphoryler le glucose-6-phosphate .
##### 3.3.2.1 Principe général du catabolisme du glucose
Le catabolisme du glucose comprend trois étapes majeures :
1. **Glycolyse:** Dégradation du glucose en deux molécules de pyruvate dans le cytosol .
2. **Cycle de Krebs:** Oxydation de l'Acétyl-CoA dans la matrice mitochondriale .
3. **Chaîne de transport des électrons et phosphorylation oxydative:** Production d'ATP à partir de l'énergie des coenzymes réduits dans la membrane mitochondriale interne .
**Équation bilan de la glycolyse :**
$Glucose + 2 ADP + 2 P_i + 2 NAD^+ \rightarrow 2 \text{ pyruvates} + 2 ATP + 2 NADH + 2 H^+ + 2 H_2O$ .
##### 3.3.2.2 La glycolyse
La glycolyse est une voie anaérobie, se déroulant en dix réactions catalysées par des enzymes dans le cytosol. Elle produit un gain net de 2 ATP et 2 NADH par molécule de glucose .
En absence d'oxygène (anaérobiose), le pyruvate est converti en lactate via la **fermentation lactique** pour régénérer le NAD+ nécessaire à la poursuite de la glycolyse. Un excès de lactate peut causer des crampes musculaires. Le lactate peut être reconverti en pyruvate dans le foie lorsque l'oxygène redevient disponible .
##### 3.3.2.3 La respiration cellulaire (en condition aérobie)
Elle comprend deux étapes se déroulant dans la mitochondrie :
1. **Le cycle de Krebs (ou cycle de l'acide citrique) :**
Le pyruvate, après avoir été oxydé en Acétyl-CoA dans la matrice mitochondriale (produisant 1 CO2 et 1 NADH/H+), entre dans le cycle. L'acétyl-CoA (2 carbones) se condense avec l'oxaloacétate (4 carbones) pour former du citrate (6 carbones). Le cycle se déroule en 8 étapes successives d'oxydation, libérant 2 molécules de CO2 et régénérant l'oxaloacétate .
À chaque tour du cycle, sont produits: 3 NADH, 1 FADH2, 1 ATP (ou GTP) et 2 CO2. L'oxydation du pyruvate en acétyl-CoA et le cycle de Krebs produisent des coenzymes réduits (NADH, FADH2) essentiels pour la phosphorylation oxydative .
2. **La chaîne de transport des électrons et la phosphorylation oxydative :**
Les électrons des NADH et FADH2 sont transférés à travers une série de complexes protéiques dans la membrane mitochondriale interne. Chaque transfert d'électron libère de l'énergie utilisée pour pomper des protons ($H^+$) de la matrice vers l'espace intermembranaire, créant un gradient électrochimique. L'oxygène est l'accepteur final des électrons et des protons, formant de l'eau .
**Chimiosmose:** Le retour des protons dans la matrice mitochondriale via l'ATP synthase utilise l'énergie du gradient pour catalyser la synthèse d'ATP à partir d'ADP et de $P_i$. L'ATP est ensuite exporté dans le cytoplasme par un transport actif via la translocase ATP/ADP .
##### 3.3.2.4 Bilan de l’oxydation complète d’une molécule de glucose
Le bilan théorique maximal est d'environ 38 ATP par molécule de glucose. Cependant, des estimations plus récentes suggèrent 32 ATP, en raison d'une production d'ATP plus faible par NADH (2.5 ATP) et FADH2 (1.5 ATP) ainsi que des fuites de protons et l'utilisation du gradient pour d'autres fonctions (transport, échange ATP/ADP) .
#### 3.3.3 Le catabolisme des lipides
Les triglycérides (TG) sont la principale forme de stockage énergétique. En cas de manque de glucose, les graisses sont oxydées via la **lipolyse** dans les adipocytes, hydrolysant les TG en glycérol et acides gras .
* **Glycérol:** Converti en glycéraldéhyde-3-phosphate, un intermédiaire de la glycolyse .
* **Acides gras:** Transportés par l'albumine, ils entrent dans la mitochondrie et sont dégradés par la **$\beta$-oxydation (hélice de Lynen)** .
##### 3.3.3.1 La $\beta$-oxydation des acides gras
Dans la matrice mitochondriale, les acides gras sont activés par fixation d'une Coenzyme A (CoA), consommant de l'ATP. La $\beta$-oxydation scinde la molécule d'acide gras par cycles, produisant à chaque cycle 1 acétyl-CoA, 1 FADH2 et 1 NADH. L'acétyl-CoA rejoint le cycle de Krebs pour la production d'ATP. Un acide gras à 18 carbones produit théoriquement environ 120 ATP. Le catabolisme des lipides fournit près de deux fois plus d'énergie que celui du glucose (38 kJ/g vs 17 kJ/g) .
##### 3.3.3.2 La cétogenèse et les corps cétoniques
Lors d'un jeûne prolongé (>18h), lorsque les réserves de glucose sont épuisées, les molécules d'acétyl-CoA produites par la $\beta$-oxydation s'accumulent dans le foie car le cycle de Krebs est ralenti (les oxaloacétates sont utilisés pour la néoglucogenèse). Le foie convertit alors ces acétyl-CoA en corps cétoniques (acétoacétate, D-$\beta$-hydroxybutyrate, acétone). Les corps cétoniques sont exportés vers les autres organes (y compris l'encéphale) où ils sont reconvertis en acétyl-CoA pour produire de l'ATP. La cétose, excès de corps cétoniques dans le sang, peut mener à une acidose métabolique grave .
#### 3.3.4 Le catabolisme des protéines
Les protéines sont dégradées en acides aminés. Les acides aminés en excès, captés principalement par le foie, sont dégradés par désamination oxydative. Le groupement amine est détaché, formant de l'ammoniac (NH3), toxique. Le foie convertit l'ammoniac en urée, non toxique et éliminée par les urines. Les chaînes carbonées des acides aminés sont transformées en intermédiaires du catabolisme glucidique (pyruvate, $\alpha$-cétoglutarate, oxaloacétate) .
### 3.4 Interconnexions entre les voies métaboliques des glucides, des lipides et des protéines
#### 3.4.1 Les voies métaboliques sont reliées par un petit nombre d’intermédiaires.
Les voies d'oxydation des nutriments convergent vers des intermédiaires clés comme le pyruvate et l'acétyl-CoA, permettant l'interconversion de diverses molécules. De nombreuses voies sont réversibles, partageant les mêmes enzymes lorsque le $\Delta G$ est faible, comme dans le cas de la néoglucogenèse (synthèse du glucose) qui utilise la plupart des enzymes de la glycolyse .
#### 3.4.2 L’acétyl-CoA a plusieurs rôles
L'acétyl-CoA est produit par l'oxydation du pyruvate, la dégradation des protéines et des lipides ( $\beta$-oxydation). Il est la porte d'entrée principale vers le cycle de Krebs pour la production d'énergie. L'acétyl-CoA est également un précurseur pour la synthèse des chaînes hydrocarbonées des acides gras. La cellule oriente l'acétyl-CoA vers la synthèse d'acides gras lorsque les niveaux d'ATP sont élevés, et vers le catabolisme oxydatif lorsque les niveaux d'ATP sont bas .
#### 3.4.3 Les interconnexions proprement dites
Toutes les molécules organiques contenant de l'énergie peuvent être dégradées pour la synthèse d'ATP. Les monosaccharides autres que le glucose sont convertis en glucose ou fructose et entrent dans la glycolyse. Les lipides (triglycérides) se dégradent en glycérol (rejoint la glycolyse) et acides gras (via $\beta$-oxydation, forment de l'acétyl-CoA). Les protéines sont hydrolysées en acides aminés qui, après désamination, se transforment en pyruvate, acétyl-CoA ou intermédiaires du cycle de Krebs. L'excès de nourriture, qu'elle soit glucidique, lipidique ou protéique, peut être converti en graisse pour stockage .
### 3.5 Utilisation des sources énergétiques en fonction de l’état nutritionnel
#### 3.5.1 Le métabolisme postprandial
Cet état survient après un repas, lorsque le sang est riche en nutriments. La régulation est principalement assurée par l'insuline, qui favorise l'utilisation du glucose (glycolyse, glycogénogenèse), la lipogenèse et la protéogenèse .
* **Glycolyse:** Oxydation du glucose en pyruvate, puis en acétyl-CoA pour le cycle de Krebs et la production d'ATP .
* **Glycogénogenèse:** Assemblage des molécules de glucose excédentaires en glycogène pour le stockage dans le foie et les muscles. Le glycogène peut être composé de plus de 50 000 molécules de glucose .
* **Lipogenèse:** Synthèse des triglycérides et phospholipides à partir du glycérol et des acides gras, principalement stockés dans le tissu adipeux. Les graisses représentent 80-85% de l'énergie stockée .
* **Protéogenèse:** Synthèse des protéines à partir des acides aminés .
#### 3.5.2 Le métabolisme de jeûne
Le but est de maintenir une glycémie normale pour le fonctionnement du système nerveux et des globules rouges. La régulation implique le système nerveux sympathique et des hormones (glucagon, adrénaline, cortisol). Les processus favorisés sont la production de glucose (glycogénolyse, néoglucogenèse), la lipolyse et la protéolyse .
* **Glycogénolyse:** Dégradation du glycogène en glucose, principalement dans le foie pour libérer du glucose dans le sang. Les muscles dégradent leur glycogène pour leur propre usage .
* **Lipolyse:** Dégradation des triglycérides en glycérol (converti en glucose) et acides gras (oxydés pour l'ATP) .
* **Néoglucogenèse:** Biosynthèse de glucose à partir de composés non glucidiques (glycérol, lactate, pyruvate, certains acides aminés) dans le foie, les reins et l'intestin. L'organisme ne peut pas fabriquer de glucose à partir d'acétyl-CoA ou du catabolisme des acides gras .
* **Cétogenèse:** Production de corps cétoniques par le foie pour épargner le glucose, surtout lors de jeûne prolongé (> 4-5 jours). Le cerveau peut utiliser les corps cétoniques comme source d'énergie .
* **Protéolyse:** Dégradation des protéines tissulaires en acides aminés, qui peuvent être convertis en glucose (néoglucogenèse) ou oxydés pour produire de l'ATP .
La stratégie de maintien de la glycémie combine la production de nouvelles sources de glucose et l'épargne du glucose par l'utilisation d'autres substrats énergétiques (acides gras, corps cétoniques, acides aminés) .
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## Erreurs courantes à éviter
- Révisez tous les sujets en profondeur avant les examens
- Portez attention aux formules et définitions clés
- Pratiquez avec les exemples fournis dans chaque section
- Ne mémorisez pas sans comprendre les concepts sous-jacents
Glossary
| Terme | Définition |
|---|---|
| Atome | La plus petite unité de matière qui conserve les propriétés caractéristiques d'un élément chimique. Il est composé d'un noyau (protons et neutrons) et d'électrons en orbite autour du noyau. |
| Noyau atomique | La partie centrale d'un atome, extrêmement dense, composée de protons et de neutrons. |
| Protons (p+) | Particules subatomiques situées dans le noyau de l'atome, portant une charge électrique positive. |
| Neutrons (n0) | Particules subatomiques situées dans le noyau de l'atome, ne portant pas de charge électrique. |
| Électrons (e-) | Particules subatomiques de charge négative qui gravitent à grande vitesse autour du noyau atomique. |
| Nucléons | Terme collectif désignant les protons et les neutrons qui constituent le noyau atomique. |
| Numéro atomique (Z) | Le nombre de protons dans le noyau d'un atome, qui est caractéristique de chaque élément chimique. |
| Masse atomique (A) | La somme du nombre de protons et de neutrons dans le noyau d'un atome. |
| Isotopes | Atomes d'un même élément chimique qui possèdent le même nombre de protons mais un nombre différent de neutrons, ce qui leur confère des masses atomiques différentes. |
| Radio-isotopes | Isotopes instables qui se désintègrent spontanément en émettant des radiations. |
| Demi-vie | Le temps nécessaire pour que la moitié d'une quantité initiale d'un élément radioactif disparaisse par désintégration. |
| Liaison ionique | Force d'attraction électrostatique entre des ions de charges opposées, formée par le transfert d'un ou plusieurs électrons entre atomes. |
| Liaison covalente | Liaison chimique formée par le partage équitable d'électrons entre deux atomes, permettant à ces derniers de compléter leur couche de valence. |
| Liaison covalente polaire | Liaison covalente dans laquelle la paire d'électrons partagée est attirée plus fortement par l'un des atomes, créant une dissymétrie dans la distribution électronique et donc des charges partielles positives et négatives. |
| Liaison hydrogène (pont d'hydrogène) | Faible attraction entre un atome d'hydrogène portant une charge partielle positive et un atome électronégatif (souvent O, N ou S) portant une charge partielle négative, reliant des molécules entre elles ou différentes parties de macromolécules. |
| Molécule | Un groupe d'atomes maintenus ensemble par des forces d'attraction appelées liaisons chimiques. |
| Réaction chimique | Un processus au cours duquel les liaisons chimiques se forment, se réorganisent ou se rompent, transformant des réactifs en produits. |
| Réactifs | Les substances présentes avant une réaction chimique. |
| Produits | Les substances formées après une réaction chimique. |
| Réaction exothermique | Réaction qui libère de l'énergie. |
| Réaction endothermique | Réaction qui absorbe de l'énergie. |
| Réaction d'oxydo-réduction (redox) | Réaction chimique impliquant le transfert d'électrons entre molécules, où l'une est oxydée (perd des électrons) et l'autre est réduite (gagne des électrons). |
| Enzyme | Une protéine qui agit comme catalyseur biologique, accélérant la vitesse des réactions chimiques sans être consommée dans le processus. |
| Substrat | La molécule sur laquelle une enzyme agit. |
| Site actif | La région spécifique sur une enzyme où le substrat se lie et où la réaction catalytique a lieu. |
| Coenzyme | Une petite molécule organique, souvent dérivée de vitamines, qui est nécessaire au fonctionnement de certaines enzymes. |
| ATP (Adénosine Triphosphate) | Une molécule qui stocke et transporte l'énergie dans les cellules, utilisée pour alimenter de nombreuses réactions cellulaires. |
| Hydrolyse | Réaction chimique où une molécule d'eau est utilisée pour scinder une liaison chimique. |
| Synthèse par déshydratation | Réaction chimique où deux molécules sont liées ensemble avec élimination d'une molécule d'eau. |
| Polymère | Une grande molécule formée par la répétition d'unités plus petites appelées monomères. |
| Monomère | Une petite molécule qui peut se lier à d'autres monomères pour former un polymère. |
| Glucides (hydrates de carbone) | Macromolécules composées de carbone, d'hydrogène et d'oxygène, servant principalement de source d'énergie et de structure. |
| Monosaccharide | Le plus simple des glucides, composé d'une seule unité de sucre (par exemple, glucose, fructose). |
| Disaccharide | Un glucide composé de deux unités de monosaccharides liées (par exemple, saccharose, lactose). |
| Polysaccharide | Un glucide complexe composé de nombreuses unités de monosaccharides (par exemple, amidon, glycogène, cellulose). |
| Lipides | Groupe hétérogène de composés organiques peu solubles dans l'eau, comprenant les graisses, les huiles, les phospholipides et les stéroïdes, jouant des rôles énergétiques, structuraux et de signalisation. |
| Triglycéride | Un lipide formé par la liaison d'un glycérol à trois acides gras, servant de réserve d'énergie. |
| Acide gras saturé | Un acide gras dont la chaîne carbonée ne contient que des liaisons simples entre les atomes de carbone. |
| Acide gras insaturé | Un acide gras contenant une ou plusieurs doubles liaisons carbone-carbone dans sa chaîne. |
| Phospholipide | Un lipide similaire au triglycéride mais avec un groupement phosphate à la place d'un acide gras, constituant majeur des membranes cellulaires. |
| Stéroïde | Un type de lipide caractérisé par un noyau de quatre cycles de carbones, comme le cholestérol et les hormones stéroïdes. |
| Protéine | Macromolécule complexe formée de chaînes d'acides aminés, jouant une multitude de rôles dans les cellules et l'organisme (structure, fonction, catalyse, transport, etc.). |
| Acide aminé | L'unité monomérique des protéines, caractérisé par un groupement amine, un groupement carboxyle et une chaîne latérale variable (R). |
| Liaison peptidique | Liaison covalente formée entre le groupement carboxyle d'un acide aminé et le groupement amine d'un autre, reliant les acides aminés pour former des polypeptides. |
| Polypeptide | Une chaîne d'acides aminés liés par des liaisons peptidiques. |
| Structure primaire (protéine) | La séquence linéaire spécifique des acides aminés dans une chaîne polypeptidique. |
| Structure secondaire (protéine) | Les structures régulières locales adoptées par certaines parties d'une chaîne polypeptidique, comme l'hélice alpha et le feuillet bêta, stabilisées par des liaisons hydrogène. |
| Structure tertiaire (protéine) | La conformation tridimensionnelle globale d'une chaîne polypeptidique, résultant des interactions entre les chaînes latérales des acides aminés. |
| Structure quaternaire (protéine) | L'assemblage de plusieurs chaînes polypeptidiques (sous-unités) pour former une protéine fonctionnelle. |
| Dénaturation (protéine) | La perte de la structure tridimensionnelle d'une protéine, entraînant la perte de sa fonction biologique, souvent due à des facteurs comme la chaleur ou des changements de pH. |
| Acides nucléiques | Macromolécules qui stockent et transmettent l'information génétique, comprenant l'ADN (acide désoxyribonucléique) et l'ARN (acide ribonucléique). |
| Nucléotide | L'unité monomérique des acides nucléiques, composée d'un pentose (sucre à 5 carbones), d'une base azotée et d'un groupement phosphate. |
| ADN (Acide Désoxyribonucléique) | Molécule porteuse de l'information génétique, généralement sous forme de double hélice. |
| ARN (Acide Ribonucléique) | Molécule impliquée dans l'expression de l'information génétique, généralement simple brin. |
| Solution | Mélange homogène de deux ou plusieurs substances, composé d'un solvant (le plus abondant) et d'un ou plusieurs solutés (substance dissoute). |
| Solvant | La substance la plus abondante dans une solution, qui dissout le soluté. |
| Soluté | La substance moins abondante dans une solution, qui est dissoute dans le solvant. |
| Électrolyte | Une substance qui, lorsqu'elle est dissoute dans l'eau, forme des ions et peut conduire l'électricité. |
| Acide | Substance qui, en solution aqueuse, libère des ions hydrogène (protons) ou accepte des électrons. |
| Base | Substance qui, en solution aqueuse, libère des ions hydroxyles, accepte des protons ou donne des électrons. |
| pH | Une échelle logarithmique (de 0 à 14) mesurant l'acidité ou l'alcalinité d'une solution, basée sur la concentration en ions hydrogène. Un pH de 7 est neutre, < 7 est acide, > 7 est basique (alcalin). |
| Réaction de neutralisation | Réaction entre un acide et une base qui produit un sel et de l'eau. |
| Système tampon | Mélange d'un acide faible et de sa base conjuguée (ou d'une base faible et de son acide conjugué) capable de résister aux variations de pH lorsqu'on ajoute de petites quantités d'acide fort ou de base forte. |
| Diffusion | Mouvement d'une substance d'une zone de forte concentration vers une zone de faible concentration. |
| Osmose | Mouvement de l'eau à travers une membrane semi-perméable, d'une zone de faible concentration en soluté vers une zone de forte concentration en soluté. |
| Pression osmotique | Pression nécessaire pour empêcher le mouvement de l'eau par osmose à travers une membrane semi-perméable. |
| Isotonique | Se dit de deux solutions qui ont la même pression osmotique. |
| Hypertonique | Se dit d'une solution dont la pression osmotique est supérieure à celle d'une autre solution. |
| Hypotonique | Se dit d'une solution dont la pression osmotique est inférieure à celle d'une autre solution. |
| Pression hydrostatique | La pression exercée par un liquide sur la surface de son contenant. |
| Pression oncotique (pression colloïdoosmotique) | Pression osmotique exercée par les protéines dans le plasma sanguin, qui tend à attirer l'eau dans le système circulatoire. |
| Métabolisme | L'ensemble des réactions chimiques qui se déroulent dans les cellules d'un organisme pour maintenir la vie. |
| Catabolisme | Voies métaboliques qui dégradent les molécules complexes en molécules plus simples, libérant de l'énergie. |
| Anabolisme | Voies métaboliques qui synthétisent des molécules complexes à partir de molécules plus simples, nécessitant de l'énergie. |
| Voie métabolique | Une séquence de réactions chimiques interconnectées au sein d'une cellule. |
| Glycolyse | Première étape du catabolisme du glucose, qui se déroule dans le cytosol et produit du pyruvate, de l'ATP et du NADH. |
| Cycle de Krebs (cycle de l'acide citrique) | Séquence de réactions dans la matrice mitochondriale qui oxyde l'acétyl-CoA, produisant du CO2, de l'ATP, du NADH et du FADH2. |
| Phosphorylation oxydative | Processus de synthèse d'ATP dans les mitochondries, utilisant l'énergie libérée par la chaîne de transport d'électrons. |
| Chaîne de transport d'électrons | Série de protéines membranaires dans la mitochondrie qui transfèrent des électrons, générant un gradient de protons utilisé pour la synthèse d'ATP. |
| Chimiosmose | Processus de production d'ATP dans les mitochondries, où l'énergie du gradient de protons est utilisée par l'ATP synthase. |
| Lipolyse | Hydrolyse des triglycérides en glycérol et acides gras. |
| β-oxydation (hélice de Lynen) | Processus de dégradation des acides gras dans la mitochondrie, produisant de l'acétyl-CoA, du NADH et du FADH2. |
| Cétogenèse | Formation de corps cétoniques dans le foie, principalement en période de jeûne prolongé ou de diabète. |
| Corps cétoniques | Molécules (acétoacétate, D-β-hydroxybutyrate, acétone) produites par le foie à partir de l'acétyl-CoA, servant de source d'énergie alternative au glucose. |
| Désamination oxydative | Réaction de dégradation des acides aminés où le groupement amine est retiré pour former de l'ammoniac. |
| Urée | Composé azoté non toxique formé dans le foie à partir de l'ammoniac, éliminé par les reins. |
| Néoglucogenèse | Biosynthèse de glucose à partir de composés non glucidiques (lactate, glycérol, acides aminés). |
| Glycogénogenèse | Synthèse de glycogène à partir de glucose pour le stockage. |
| Glycogénolyse | Dégradation du glycogène en glucose. |
| Lipogenèse | Synthèse de lipides, principalement de triglycérides, à partir d'autres nutriments. |
| Protéogenèse | Synthèse de protéines à partir d'acides aminés. |
| Protéolyse | Dégradation des protéines en acides aminés. |
| Homéostasie | Maintien des paramètres internes de l'organisme (température, pH, etc.) dans une fourchette stable malgré les fluctuations de l'environnement. |
| Alcalose | Condition pathologique caractérisée par un pH sanguin trop élevé (> 7,45). |
| Acidose | Condition pathologique caractérisée par un pH sanguin trop bas (< 7,35). |
| PaCO2 | Pression partielle de dioxyde de carbone dans le sang artériel. |
| [HCO3-] | Concentration des ions bicarbonate dans le plasma. |
| Membrane semi-perméable | Une membrane qui laisse passer certaines molécules (comme l'eau) mais est imperméable à d'autres (comme les solutés). |
| Aquaporines | Protéines transmembranaires formant des canaux pour le passage sélectif de l'eau à travers les membranes cellulaires. |
| Lyse cellulaire | Éclatement d'une cellule, souvent dû à un gain excessif d'eau par osmose. |
| Turgescence | Gonflement d'une cellule (notamment végétale) dû à l'entrée d'eau par osmose. |
| Hémolyse | Destruction des globules rouges avec libération de l'hémoglobine, souvent due à un placement dans une solution hypotonique. |
| Plasmolyse | Rétrécissement d'une cellule (en particulier végétale) dû à la perte d'eau par osmose dans une solution hypertonique. |
| Secteur vasculaire | L'espace liquidien à l'intérieur des vaisseaux sanguins. |
| Secteur interstitiel | Le milieu liquide qui baigne les cellules, entre les vaisseaux sanguins et les cellules. |
| Secteur intracellulaire | Le milieu liquide à l'intérieur des cellules. |
| Endothélium capillaire | La couche interne des cellules qui tapisse les capillaires sanguins. |
| Filtration | Mouvement de fluide et de solutés sortant d'un capillaire vers le liquide interstitiel. |
| Réabsorption | Mouvement de fluide et de solutés entrant dans un capillaire depuis le liquide interstitiel. |
| Albuminurie | Présence d'albumine (une protéine plasmatique) dans les urines, indiquant une fuite au niveau des reins. |
| Œdème | Accumulation excessive de liquide dans les tissus interstitiels. |
| Glycérol | Un alcool à trois carbones, un composant des triglycérides et des phospholipides. |
| Acétyl-CoA | Molécule intermédiaire clé dans le métabolisme des glucides, lipides et protéines, se liant à l'oxaloacétate pour entrer dans le cycle de Krebs. |
| NH3 (Ammoniac) | Produit toxique issu de la dégradation des acides aminés, qui est converti en urée dans le foie. |
| ATP synthase | Enzyme qui catalyse la synthèse d'ATP en utilisant l'énergie du gradient de protons. |
| Gradient de protons | Différence de concentration de protons (H+) à travers une membrane, créant un potentiel électrochimique. |
| Transport actif | Mouvement de substances à travers une membrane contre leur gradient de concentration, nécessitant de l'énergie. |
| Transport facilité | Mouvement de substances à travers une membrane avec l'aide de protéines transmembranaires, suivant le gradient de concentration sans dépense d'énergie directe. |
| Perméase | Une protéine de transport membranaire qui facilite le passage d'une molécule spécifique, comme le glucose. |
| Insuline | Hormone qui régule la glycémie en favorisant l'entrée du glucose dans les cellules. |
| Glucagon | Hormone qui augmente la glycémie en favorisant la libération de glucose par le foie. |
| Adrénaline | Hormone qui prépare le corps à l'effort, notamment en augmentant la glycémie par la glycogénolyse. |
| Cortisol | Hormone stéroïdienne qui joue un rôle dans le métabolisme des glucides, lipides et protéines, et a des effets anti-inflammatoires. |
| Glycogenèse | Le processus de formation du glycogène. |
| Lipogenèse | Le processus de synthèse des lipides. |
| Protéogenèse | Le processus de synthèse des protéines. |
| Protéolyse | Le processus de dégradation des protéines. |
| Pyruvate | Molécule à trois carbones issue de la glycolyse, qui peut être convertie en acétyl-CoA ou en lactate. |
| Lactate | Produit de la fermentation lactique, formé à partir du pyruvate en l'absence d'oxygène. |
| Fermentation lactique | Processus anaérobie de production d'ATP où le pyruvate est réduit en lactate, régénérant le NAD+. |
| Mitochondrie | Organite cellulaire où se déroulent le cycle de Krebs et la phosphorylation oxydative, siège de la production d'ATP par respiration cellulaire. |
| Matrice mitochondriale | L'espace interne de la mitochondrie où se déroule le cycle de Krebs. |
| Membrane mitochondriale interne | La membrane interne de la mitochondrie où se trouve la chaîne de transport d'électrons et l'ATP synthase. |
| Espace intermembranaire | L'espace entre la membrane interne et externe de la mitochondrie, où s'accumulent les protons pendant la phosphorylation oxydative. |
| Ubiqinone (Q) | Un transporteur d'électrons mobile dans la chaîne de transport d'électrons. |
| Cytochrome C | Un transporteur d'électrons mobile dans la chaîne de transport d'électrons. |
| Chimiosmose | Processus de synthèse d'ATP dans la mitochondrie, utilisant l'énergie du gradient de protons généré par la chaîne de transport d'électrons. |
| Translocase ATP/ADP | Protéine de transport membranaire qui échange l'ADP entrant contre l'ATP sortant de la mitochondrie. |
| Adipocyte | Cellule spécialisée dans le stockage des graisses (triglycérides). |
| FABP (Fatty Acid Binding Protein) | Protéine qui transporte les acides gras dans le cytoplasme des entérocytes. |
| Chylomicron | Lipoprotéine formée dans l'intestin grêle pour transporter les lipides alimentaires dans la circulation lymphatique. |
| Lipoprotéine | Particule sphérique composée de lipides et de protéines, servant au transport des lipides dans le sang. |
| LDL (Low-Density Lipoprotein) | Lipoprotéine qui transporte le cholestérol dans le sang, associée à un risque accru de maladies cardiovasculaires. |
| HDL (High-Density Lipoprotein) | Lipoprotéine qui transporte le cholestérol du sang vers le foie, associée à un effet protecteur contre les maladies cardiovasculaires. |
| Entérocytes | Cellules de la paroi de l'intestin grêle responsables de l'absorption des nutriments. |
| Bordure en brosse | Replis de la membrane apicale des entérocytes qui augmentent la surface d'absorption. |
| Réticulum endoplasmique lisse | Organite cellulaire impliqué dans la synthèse des lipides et la détoxification. |
| Appareil de Golgi | Organite cellulaire impliqué dans la modification, le tri et l'empaquetage des protéines et des lipides. |
| Exocytose | Processus par lequel les cellules libèrent des substances dans le milieu extracellulaire en fusionnant une vésicule avec la membrane plasmique. |
| Capillaire lymphatique | Petit vaisseau du système lymphatique qui absorbe le liquide interstitiel et les graisses émulsifiées. |
| Canal thoracique | Le plus grand vaisseau lymphatique du corps, qui draine la lymphe de la majeure partie du corps vers la circulation sanguine. |
| Glycérol phosphate | Un intermédiaire dans le métabolisme du glycérol. |
| Acétyl-CoA | Unité à deux carbones qui entre dans le cycle de Krebs pour la production d'énergie. |
| Pyruvate | Molécule à trois carbones produite lors de la glycolyse. |
| Oxaloacétate | Molécule à quatre carbones qui réagit avec l'acétyl-CoA pour initier le cycle de Krebs. |
| Citrate | Molécule à six carbones formée lorsque l'acétyl-CoA se combine à l'oxaloacétate. |
| NADH/H+ | Coenzyme réduit qui transporte des électrons à haute énergie vers la chaîne de transport d'électrons. |
| FADH2 | Coenzyme réduit qui transporte des électrons à haute énergie vers la chaîne de transport d'électrons. |
| ATP synthase | Enzyme clé dans la production d'ATP par chimiosmose. |
| Gradient électrochimique de protons | Différence de concentration et de charge électrique des protons à travers une membrane. |
| Phosphorylation au niveau du substrat | Méthode de production d'ATP où un groupement phosphate est transféré d'une molécule substrat à l'ADP. |
| Phosphorylation oxydative | Méthode de production d'ATP où l'énergie est libérée par le transfert d'électrons le long de la chaîne respiratoire. |
| Triglycérides (TG) | Lipides formés d'un glycérol et de trois acides gras, servant de réserve d'énergie. |
| Adipocytes | Cellules spécialisées dans le stockage des lipides. |
| Glycéraldéhyde phosphate | Métabolite intermédiaire de la glycolyse, issu de la dégradation du glycérol. |
| Hélice de Lynen (β-oxydation) | Séquence de réactions qui dégrade les acides gras en acétyl-CoA. |
| Cétone | Composé organique caractérisé par un groupe carbonyle lié à deux groupes alkyle ou aryle. |
| Acétoacétyl-CoA | Molécule intermédiaire dans la synthèse des corps cétoniques. |
| Acétoacétate | Un des trois corps cétoniques produits par le foie. |
| D-β-hydroxybutyrate | Un des trois corps cétoniques produits par le foie. |
| Acétone | Un des trois corps cétoniques produit par le foie, volatil et évacué par les poumons. |
| Cétose | Accumulation excessive de corps cétoniques dans le sang, conduisant à une acidose métabolique. |
| Acidose métabolique | Condition où le pH sanguin est trop bas en raison d'une augmentation des acides ou d'une perte de bicarbonates. |
| Acidose respiratoire | Condition où le pH sanguin est trop bas en raison d'une accumulation de CO2. |
| Alcalose métabolique | Condition où le pH sanguin est trop élevé en raison d'une perte d'acides ou d'un excès de bases. |
| Alcalose respiratoire | Condition où le pH sanguin est trop élevé en raison d'une hypoventilation ou d'une perte excessive de CO2. |
| PaCO2 | Pression partielle de CO2 dans le sang. |
| [HCO3-] | Concentration de bicarbonate dans le plasma. |
| NH4+ (Ion ammonium) | Formé lorsque l'ammoniac accepte un proton. |
| Urée | Composé azoté non toxique formé dans le foie à partir de deux molécules d'ammoniac et de dioxyde de carbone, excrété par les reins. |
| Intermédiaires clés | Molécules communes aux différentes voies métaboliques qui permettent leurs interconnexions. |
| Néoglucogenèse | Synthèse de glucose à partir de précurseurs non glucidiques. |
| Lipogenèse | Synthèse de lipides. |
| Protéogenèse | Synthèse de protéines. |
| Protéolyse | Dégradation des protéines. |
| Glycogénogenèse | Formation du glycogène. |
| Glycogénolyse | Dégradation du glycogène. |
| Lipolyse | Dégradation des lipides. |
| Néoglucogenèse | Biosynthèse de glucose à partir de composés non glucidiques. |
| Cétogenèse | Formation des corps cétoniques. |
| Protéolyse | Dégradation des protéines. |