La cellule
Les êtres-vivants sont constitués d'au moins une cellule
→ Unicellulaires
→ Pluricellulaires
La cellule est l'unité de base de la vie et toute cellule est issue d'une autre cellule.
Le corps possède 1014 cellules (soit 100 000 milliards) qui se renouvellent en fonction de l'organisme et de l'environnement (on appelle cela l'homéostasie). Si l'homéostasie est plus ou moins importante il peut y avoir un dérèglement cellulaire et par ailleurs des soucis de santé.
Cellule eucaryote : Cellule à noyau avec présence d'organites à l'intérieur (+ matériel génétique)
Cellule procaryote : Cellule sans noyau, pas d'organites (matériel génétique dans le cytoplasme)
Constitution d'une cellule :
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La membrane plasmique
Elle est composée de lipides (phospholipides) : hydrophiles + hydrophobes = double couche phospholipidique
Les protéines forment des canaux pour le passage de certaines substances
→ Reconnaissance + spécificité = perméabilité sélective
Fonctions :
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Le cytoplasme
Le cytoplasme est formé du cytosol (liquide épais et élastique) et des organites.
→ 75 % du cytoplasme est composé d'eau.
Ont lieu dans le cytoplasme :
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Le noyau
Le noyau est l'organite le plus volumineux et il est composé d'une membrane nucléaire à 2 feuillets.
Contient :
→ Il dirige toutes les actions cellulaires
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La mitochondrie
Elle est due au fusionnement d'une bactérie et d'une cellule (= symbiose) pour résister à l'oxygène.
Elle se reproduit lors de la division cellulaire.
Elle produit de l'énergie par ATP.
C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + énergie
ADP + Phosphate (P) → ATP
ATP → ADP + P + énergie
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Le ribosome
Il est formé de l'ARN et des protéines.
Il est à l'origine de la synthèse des protéines.
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Le réticulum endoplasmique (RE)
Il a un système circulatoire intracellulaire.
2 types de RE :
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L'appareil de Golgi
C'est un empilement de sacs membraneux permettant le stockage et la circulation des protéines.
→ Les protéines sont sélectionnée (récepteurs) et peuvent être modifiées.
Il s'y passe également la formation de vésicules et de lysosomes.
L'appareil de Golgi sécrète aussi des lipides.
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Le lysosome
C'est une vésicule issue de l'appareil de Golgi contenant des enzymes puissantes.
→ Destruction de composants cellulaires endommagés, usés ou étrangers.
Le lysosome est une des enzymes de la phagocytose.
Apoptose = mort cellulaire organisée (le contenu des lysosomes n'est pas relâché)
Nécrose = mort cellulaire désorganisée et conséquente pour le tissu environnant (le contenu des lysosomes est relâché)
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Le cytosquelette
Sa structure est faite de micro-filaments qui se contractent.
→ Il y a donc :
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Inclusions cellulaires
→ Mélanine, glycogène, lipides (demandent beaucoup d'énergie), mucus.
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Le transport de substances (= homéostasie)
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Le transport en masse
Endocytose : libère son contenu à l'intérieur (phagocytose, pinocytose pour les liquides)
Exocytose : libère son contenu à l'extérieur
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L'Acide Désoxyribonucléique
Il est formé de phosphate (P), de désoxyribose (D) et de bases azotées (acides aminés)
Il existe 4 bases azotées de 2 types
→ Les pyrimidiques : cytosine (C) et thymine (T)
→ Les puriques : guanine (G) et adénine (A)
L'ADN est formé de 22 chromosomes autosomiques et 1 gonosome. Ses cellules sont diploïdes.
Diploïde : cellule à 2n chromosomes
Haploïde : cellule à n chromosomes
Chromatine : ADN + protéines
Histone : protéine
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La division cellulaire
La division cellulaire permet la reproduction cellulaire. Elle est le fruit d'une division nucléaire ajoutée à la cytocinèse.
2 types :
Métaphase :
Les centrosomes se relient par les centromères.
Les chromosomes sont tous alignés selon la plaque équatoriale
Anaphase : les chromatides sont séparées et migrent vers leur propre centrosome
Télophase :
Resserrement du diamètre de la cellule puis partage de la cellule en deux
Reconstitution de la membrane nucléaire
Décondensation des chromosomes
2 cellules à 1 chromatide
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L'atome
C'est la plus petite partie d'un corps simple, et il peut se combiner chimiquement avec un autre atome. On ne peut pas diviser un atome.
Son noyau, qui est composé de protons chargés positivement et de neutrons, constitue la masse de l'atome. Les électrons, quant à eux, tournent autour du noyau et sont chargés négativement.
→ Nombre de protons = nombre d'électrons
Il représente tous les atomes et leurs familles et sont rangés d'une manière spécifique :
→ 1 ligne = 1 période (remplissage d'une couche électronique)
→ 1 colonne = 1 famille
- 1ère colonne = les alcalins avec 1 électron en moins
- 2ème colonne = les alcalino-terreux avec 2 électrons en moins
- avant-dernière colonne = les halogènes avec 1 électron en plus
- dernière colonne = les gaz rares avec leur couche externe saturée
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Source : Wikipedia
Les ions sont des atomes qui sont plus ou moins chargés électriquement par rapport à celui d'origine.
→ Anion : atome chargé négativement (il y a des électrons en plus)
→ Cation : atome chargé positivement (il y a des électrons en moins
Des isotopes sont deux atomes ayant le même numéro atomique mais un nombre de masse différent (ils n'ont pas le même nombre de neutrons).
→ Nombre de neutrons = A – Z
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Atomes |
Symbole chimique |
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Carbone |
C |
|
Hydrogène |
H |
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Azote |
N |
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Oxygène |
O |
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Calcium |
Ca |
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Chlore |
Cl |
|
Iode |
I |
|
Fer |
Fe |
|
Magnésium |
Mg |
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Phosphore |
P |
|
Potassium |
K |
|
Sodium |
Na |
|
Souffre |
S |
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La molécule
Une molécule est un groupe d'atomes (corps simple = atomes du même type ; corps composé = atomes différents) liés par des liaisons chimiques.
→ couches externes (s2p6d6f6 etc.)
Il existe 2 types de molécules :
Il existe 3 types de liaisons :
Ce sont des molécules de même formule brute mais qui ont une formule développée différente.
1 mol = 6,02 x 1023 (nombre de particules dans une mole)
La masse moléculaire est la somme des masses atomiques des éléments constitutifs de la molécule.
Exemple du glucose : C6H12O6 → 12C x 6 + 1H x 12 + 16O x 6 = 12 x 6 + 1 x 12 + 16 x 6 = 180 g/mol
→ Donc pour avoir un dosage en mol/L il faut mettre 180g de glucose dans 1L d'eau
Synthèse :
Population : groupe d'organismes d'une même espèce vivant au même endroit.
Communauté : groupe d'une population vivant en interaction les uns avec les autres dans un habitat commun.
Écosystème : biocénose (= communauté) + biotope (environnement).
Biosphère : ensemble des écosystèmes de la Terre.
Organisme autotrophe : transforme la matière inorganique en matière organique.
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Les composés inorganiques
Apports en eau :
Pertes en eau :
Le corps humain contient tous les minéraux et les oligoéléments existant dans la nature
Les principaux minéraux sont : le sodium, le potassium, le chlore, le calcium, le magnésium, le bicarbonate, le phosphate et le sulfate.
Les principaux oligoéléments sont : le fer, le zinc, le cuivre, le manganèse, l’iode, le chrome, le cobalt, le fluor, le molybdène, le sélénium, le silicium, l'étain, le vanadium, aluminium, brome
→ Les électrolytes
Un composé ionique dissout dans l'eau est appelé électrolyte parce qu'il peut conduire de l'électricité.
→ Conduction de l'électricité.
→ Exercice de la pression osmotique (passage de l'eau du milieu le moins concentré vers le plus concentré pour une osmose des milieux)
→ Participation à l'équilibre acido-basique
Électrolytes importants = sodium, chlore, potassium, calcium, bicarbonates, phosphate, magnésium.
→ On calcule leur taux par un ionogramme sanguin ou un ionogramme urinaire
→ Les taux peuvent être exprimés en :
– gramme, milligramme ou microgramme par litre
– mole, milli mole ou micromole par litre
– milliéquivalent par litre
Le sodium :
| Ion | Na+ |
| Rôle |
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| Anomalies |
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| Taux plasmatique | 135 à 143 mmol/L ou 135 à 143 mEq/L |
Le chlorure :
| Ion | Cl- |
| Rôle |
|
| Anomalies |
|
| Taux plasmatique | 95 à 105 mmol/L |
Le potassium :
| Ion | K+ |
| Rôle |
|
| Anomalies |
|
| Taux plasmatique | 3,5 à 4,5 mmol/L ou 3,5 à 4,5 mEq/L |
Le calcium :
| Ion | Ca2+ |
| Rôle |
|
| Anomalies |
|
| Taux plasmatique | 2,12 à 2,62 mmol/L ou 85 à 105 mg/L |
Le phosphore / phosphate :
| Ion | HPO4 2- |
| Rôle |
|
| Anomalies |
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| Taux plasmatique | 0,85 à 1,30 mmol/L |
Le magnésium :
| Ion | Mg2+ |
| Rôle |
|
| Anomalies |
|
| Taux plasmatique | 0,65 à 1,05 mmol/L |
→ Les oligoéléments
Le fer :
| Ion | Fe2+ |
| Rôle |
|
| Anomalies |
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L'iode :
| Ion | I- |
| Rôle |
|
| Anomalies |
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Les composés organiques
→ Les monosaccharides
Sucres simples (glucose, fructose, galactose).
Formule générale : Cn H2n On
Pentose (C5 H10 O5 ) : ribose ou désoxyribose
Hexose (C6 H12 O6 ) : glucose, fructose et galactose (ce sont des isomères)
→ Si pas d'oxygène, le glucose est dégradé.
→ Les disaccharides
Union de deux monosaccharides (maltose, lactose, saccharose).
Réaction de condensation ou synthèse par déshydratation
→ Le saccharose =glucose - fructose
→ Le lactose = glucose - galactose
→ Le maltose = glucose - glucose
→ Les polysaccharides
Polymères de glucose (glycogène, amidon, cellulose).
Amidon : deux types de polymères du glucose → réserve de sucre dans les plantes
Glycogène : sucre de réserve
→ Baisser la glycémie : mettre en réserve des surplus de glucose au niveau du foie et des muscles (= insuline)
glu + glu + glu + glu +.....+ glu → glugluglugluglu....
→ Glycogénogenèse
→ Élever la glycémie : transformation du glycogène en glucose (= glucagon)
glugluglugluglu....→ glu + glu + glu + glu +.....+ glu
→ Glycogénolyse
Cellulose : fibres
→ Les liaisons ne peuvent être brisées par les sucs digestifs
→ Fonctions des hydrates de carbone :
- Formation d’énergie et de chaleur (glucose = seule source d’énergie utilisable par le cerveau)
- L’épargne des protéines
- Réserve d’énergie (glycogène)
- Structure de l’ARN et de l’ADN
→ Les acides aminés
20 AA dont 8 indispensables et qui ne sont pas fabriqués par l'organisme (alimentation).
Les AA sont formés d'un carbone auquel sont liés :
Liaison peptidique = liaison entre les AA
– L’effet hydrophobe
– Les liaisons ioniques
– Les liaisons hydrogènes
– Les ponts disulfures
→ Dénaturation d'une protéine
La protéine peut changer de forme et donc perdre sa fonction biologique.
Causes = chaleur, pH extrême, milieu concentré, interaction avec des substances chimiques.
Catalyseur = substance qui accélère une réaction biochimique sans être modifiée par cette réaction.
→ Les enzymes sont sélectives, elles ne catalysent qu'une seule action chimique.
3 types de lipides :
→ Les triglycérides
Union de glycérol à 3 acides
Plusieurs types :
→ Les phospholipides
Glycérol + 2 acides gras + groupement phosphate
Comportement face à l’eau :
→ Liposomes (constituants majeurs des membranes)
→ Les stéroïdes
Noyau stérol (// sucres) + groupement chimique
Principal stéroïde : le cholestérol
→ 80 % vient de l'organisme et 20 % de l'alimentation
→ le cholestérol ne se mélange pas à l'eau
Stéroïdes secondaires : cortisone, œstrogènes, testostérone
Pour se déplacer, les stéroïdes utilisent des lipoprotéines (protéines + phospholipides), il en existe 2 types : les HDL et les LDL.
→ Fonctions des lipides
| Vitamine A ou rétinol |
|
| Vitamine D |
|
| Vitamine E |
|
| Vitamine K |
|
ATP : adénosine triphosphate = ribose + adénine + 3 groupements phosphates
→ Unité d’énergie de l’organisme.
Le corps a besoin d’énergie pour :
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Les dosages sanguins
| Glucose | 3,6 à 5,8 mmol/L ou 0,8 à 1 g/L |
| Protéines totales | 55 à 75 g/L |
| Triglycérides | 0,8 à 1,8 mmol/L ou 0,7 à 1,6 g/L |
| Cholestérol | 3,6 à 6,7 mmol/L ou 1,5 à 2,5 g/L |
| HDL | 0,9 à 2 mmol/L ou 0,35 à 0,75 g/L |
| LDL | 2,6 à 4,2 mmol/l ou 1,6 g/L |
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Les cellules du système nerveux
→ SN sympathique accélère les battements du cœur (adrénaline)
→ SN parasympathique freine les battements du cœur (acétylcholine)
Il y a 2 types de cellule :
→ Les cellules gliales (4 types) :
→ isolant, facilite la transmission
→ Les neurones
Le cerveau contient 100 milliards de neurones (1011) capables de s'adapter à des changements.
Structure du neurone : corps cellulaire, dendrites, axone + arborisation terminale
→ Le corps (soma) cellulaire du neurone
Le noyau est entouré d’un cytoplasme contenant les organites habituels (réticulum endoplasmique, lysosomes, appareil de Golgi, mitochondries)
→ Les dendrites
→ L'axone
L'axone et les collatérales se terminent en de nombreux prolongements minces (= terminaisons axonales)
→ Boutons synaptiques qui renferment les vésicules synaptiques ainsi que des neurotransmetteurs
→ Diffusion de l'information
Le neurone a 2 caractéristiques :
Le potentiel d'action est un phénomène électrique qui se propage le long des neurones et qui transmet les commandes motrices et les messages sensoriels.
Les 3 caractéristiques du potentiel d'action :
La synapse est une jonction entre 2 neurones.
Il en existe deux sortes :
Neurotransmetteur : messager chimique qui achemine l'information nerveuse d'un neurone à un autre.
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La cellule musculaire
Ce sont des cellules spécialisées dans la contraction musculaire.
→ Cytoplasme riche en myofilaments.
→ Lame basale externe entourant la membrane plasmique de la cellule.
Il existe 3 types de cellules musculaires :
→Les rhabdomyocytes ou les cellules musculaires striées squelettiques
Elles s'attachent aux os du squelette pour former les muscles :
→ Les FMS (fibres musculaires striées) :
Bilan :
→ Sarcomère : individualisation d'unités (esapce entre deux Z)
Myofilaments fins :
Molécules de troponine en regard des têtes de myosine
→ 3 sous unités contrôlent :
La contraction musculaire :
→ Repos
→ Contraction
Pas de raccourcissement des myofilaments (glissement) : transmission au tendon.
Le cytosquelette y joue un rôle de systèmes de liaisons :
→ Myofibrilles
→ Sarcolemme
→ lame basale
Les complexes dystrophine et glycoprotéines sont associées par :
→ Une liaison actine → le sarcolemme → la lame basale
→ Il y a donc une transmission de la force contractile (Myopathie de Duchenne / bras court chromosome X)
Le sarcolemme est une membrane cytoplasmique du rhabdomyocyte.
Atrophies musculaires primaires
→ Atteinte du rhabdomyocyte = myopathies primitives (génétiques) ou acquises
Atrophies neurogènes
→ Atteinte du rhabdomyocyte liée à une atteinte du motoneurone (atteinte des fibres de même type)
(Corps cellulaire, prolongements nerveux, synapse)
Tumeur du muscle strié = rhabdomyosarcomes
Les cardiomyocytes ou les cellules musculaires striées cardiaques
→ Il y a 1 à 2 noyaux centraux, 1 ou 2 nucléoles et pas de division cellulaire.
→ Au niveau du myoplasme, les striations longitudinales sont des myofibrilles (sarcomères) et son organisation est similaire à celle du rhabdomyocyte.
→ Le sarcoplasme est abondant en région périnucléaire.
→ Le sarcolemme ne contient pas de plaques motrices mais il contient cependant des récepteurs membranaires aux neurotransmetteurs du système nerveux autonome.
Cardiomyopathies = atteinte des cardiomyocytes
→ Primitive : atteinte initiale du cardiomyocyte
→ Secondaire : déficit du cardiomyocyte secondaire à une anomalie du système cardiovasculaire
Destruction des cardiomyocytes
→ Infarctus du myocarde
Les léiomyocytes ou les cellules musculaires lisses
Organisation et distribution des léiomyocytes hétérogène :
Les léiomyocytes sont des cellules capables de se diviser : régénération, adaptation.
→ Pas de synapse
→ Récepteurs de surface (multiples et hétérogènes) :