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BIO_2620 PAC 1 > 2 COURS_Métabolisme énergétique, aérobie et anaérobie > Flashcards

2 COURS_Métabolisme énergétique, aérobie et anaérobie Flashcards

1
Q

définir le métabolisme

A

ensemble des processus utilisés par les animaux pour acquérir, convertir, exploiter et évacuer l’énergie

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2
Q

expliquer par la 2nde loi de la thermodynamique pourquoi les animaux doivent aller chercher de l’énergie extérieure

A

système ouvert a une énergie directionnelle maintenue ce qui réduit / empêche le désordre (pour garder une organisation optimale)

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3
Q

quelles sont les 3 formes d’énergie chez les animaux ?

A
  • chimique
  • électrique
  • cinétique
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4
Q

définir l’énergie chimique et dire comment les animaux l’obtiennent

A

séquestrée dans les liaisons entre atomes et molécules

obtenue en reconfigurant les atomes dans les molécules provenant de la nourriture ingérée

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5
Q

définir l’énergie électrique

A

due à la séparation des charges de part et d’autre d’une membrane

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6
Q

définir l’énergie cinétique (2)

A
  • mécanique : implique un mouvment organisé

- chaleur : résulte de mouvements moléculaires aléatoires

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7
Q

quelles sont les 3 formes aptes à permettre d’accomplir un travail quelconque ?

A

électrique, chimique et mécanique

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8
Q

donner les 3 fonctions principales des animaux qui nécessitent de l’énergie

A
  • biosynthèse des constituants (protéines, glucides…)
  • maintenance et croissance des tissus
  • pour faire du travail extérieur
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9
Q

comment se distribue / se perd l’énergie ingérée ? (3)

A
  • perte en énergie chimique fécale
  • perte sous forme de chaleur
  • utilisation pour les 3 fonctions
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10
Q

que permet de calculer la chaleur

A

connaître le taux métabolique

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11
Q

quand est produit la chaleur ?

A

lors de n’importe quel processus physiologique

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12
Q

comment définir le taux métabolique d’un animal ?

A

vitesse à laquelle l’énergie est convertie en chaleur et en énergie motrice

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13
Q

comment peut être mesuré le taux métabolique ?

A

par calorimétrie dissipé par unité de temps

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14
Q

définir 1 calorie

A

quantité de chaleur nécessaire pour élever la température d’un gramme d’eau à 1°C

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15
Q

donner l’unité de mesure de l’énergie et celle du taux de consommation d’énergie

A

joule

J/s = Watt

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16
Q

quel outil permet de calculer le taux métabolique (inventé par Lavoisier) ?

A

calorimètre

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17
Q

quel genre de calorimétrie permet le calorimètre ?

A

calorimétrie directe

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18
Q

comment fonctionne le calorimètre ?

A

petite chambre où mettre l’animal, entourée d’une couche de glace elle-même entourée d’une couche de glace
mesure la quantité d’eau qui vient de la glace fondue (car on connaît la quantité de chaleur nécessaire pour fondre 1g d’eau)

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19
Q

quel est l’avantage du calorimètre ?

A

mesure directement le taux métabolique

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20
Q

donner les 4 désavantages du calorimètre

A
  • coûteux (facile pour des petits animaux mais pas des gros)
  • lent à produire des résultats (glace doit fondre)
  • n’accommode pas des changements rapides d’énergie (mesure juste le taux métabolique basal)
  • l’appareil produit souvent sa propre chaleur (fausse les résultats)
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21
Q

quelle technique est utilisée pour compenser les désavantages de la calorimétrie directe ?

A

calorimétrie indirecte

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22
Q

définir la calorimétrie indirecte

A

mesurer les autres éléments de la formule du taux métabolique (mesure la production de chaleur en mesurant la consommation ou production de l’animal)

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23
Q

donner la formule du taux métabolique

A

alimentation + O2–> chaleur + CO2 + H2O

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24
Q

quel élément de la formule du taux métabolique est le plus souvent utilisé ? pourquoi ?

A

O2
on connaît la quantité d’O2 nécessaire à consommer pour pouvoir consumer complètement les molécules de glucide, lipide et protide

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25
Q

donner l’appareil utilisé dans la calorimétrie indirecte avec l’O2

A

respiromètre

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26
Q

quel est l’avantage du respiromètre ?

A

plus abordable que le calorimètre

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27
Q

quels sont les 2 désavantages du respiromètre ?

A
  • construit pour un système qui utilise uniquement de l’O2

- résultats changent selon l’intensité et la durée d’un exercice

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28
Q

pourquoi calculer le taux métabolique ? (3)

A
  • déterminer la quantité de nourriture nécessaire
  • donne une indication de l’activité totale de tout les mécanismes physiologiques
  • en écologie : indique la quantité de ressources que l’individu va chercher dans l’écosystème
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29
Q

pourquoi comparer les taux métaboliques ? (2 ex)

A

Ex médecin : certaines maladies ont une signature métabolique, peut identifier si connaît celui de son patient
Ex écologiste : compare le taux métabolique de 2 espèces pour voir laquelle va avoir une plus grande demande sur l’écosystème

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30
Q

donner 10 facteurs de variation du taux métabolique

A
  • activité physique
  • température
  • ingestion d’aliments
  • taille
  • âge
  • genre
  • niveau d’O2 dans l’environnement
  • salinité de l’eau
  • temps du jour
  • hormones
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31
Q

le facteur de température affecte différemment 2 groupes d’animaux, les donner et les définir

A
  • poïkilothermes : laissent leur température interne varier avec la température externe
  • homéothermes : gardent leur température interne stable
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32
Q

avec quoi peut-on évaluer le taux métabolique ?

A

avec un étalon : calcul le taux métabolique basal pour ensuite comparer les taux métaboliques en période d’exercice

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33
Q

quelle est la différence en ce qui concerne le taux métabolique basal entre les poïkilothermes et les homéothermes ?

A

taux métabolique basal pour les homéothermes et taux métabolique standard pour les poïkilothermes

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34
Q

comment le TMB se calcule-t-il ?

A

à jeun, au repos et à l’intérieur de la zone de neutralité thermique

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35
Q

comment se calcule de TMS ?

A

à jeun, au repos et à la température ambiante préférée

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36
Q

que remarque-t-on lorsqu’on fait une courbe représentant le TMB par unité de poids de l’animal ?

A

courbe allométrique : plus un animal est petit plus son taux métabolique est élevé

37
Q

donner la formule obtenue par la courbe allométrique des TMB en fonction d’un gramme de l’animal

A

M = aW^b (W poids, a et b des constantes)

38
Q

si les petits animaux ont un taux métabolique plus élevé, on s’attendrait à voir leurs organes respiratoires et circulatoires plus gros en unité de poids par rapport aux gros animaux, que remarque-t-on et qu’est-ce que ça implique ?

A

les organes ne sont pas plus gros par unité de poids par rapport aux gros animaux
==> leurs organes sont plus performants et pas plus gros

39
Q

qu’observe-t-on chez les petits animaux au niveau de leurs mitochondries ?

A

densité plus importante donc utilisation et livraison plus performante de l’O2

40
Q

donner la théorie fractale de pourquoi les petits animaux ont un taux métabolique plus élevé. Pourquoi est-ce que la théorie n’est que fractale ?

A

taux de perte proportionnel à la surface (perte de chaleur par la surface corporelle) : petits mammifères ont une plus grande surface corporelle par unité de poids (doit être remplacée métaboliquement)
–> théorique fractale car ne marche pas avec les poïkilothermes

41
Q

en termes d’apport d’ATP, donner les différences de besoin entre un exercice soudain et intense et un exercice soutenu

A
  • soudain et intense : apport d’ATP aussi soudain et intense que l’exercice
  • soutenu : apport régulier et soutenu pendant toute la durée de l’exercice
42
Q

quelles sont les 2 voies principales du métabolisme ?

A
  • catabolique aérobie

- catabolique anaérobie

43
Q

survoler le catabolisme aérobie

A

nourriture vient en molécules (après la digestion) qui seront transformées pour produire des molécules qui iront dans la chaîne de transport d’électrons pour produire de l’ATP

44
Q

donner les 4 grandes voies du catabolisme aérobie et où elles se produisent

A
  • glycolyse : à l’extérieur de la mitochondrie
  • cycle de Krebs : dans la matrice mitochondriale
  • chaîne de transport d’électrons : membrane interne des mitochondries
  • phosphorylation oxydative : membrane interne des mitochondries
45
Q

avec quoi commence la glycolyse et que donne-t-elle ?

A

commence avec un glucose, finit avec 2 pyruvates et 2 ATP

46
Q

que fait le pyruvate une fois produit par la glycolyse ?

A

pénètre dans les mitochondries par transport facilité et intègre le cycle de Krebs

47
Q

quel genre de réaction se produisent dans le cycle de Krebs et que donne-t-il à la fin ?

A

réactions d’oxydoréduction qui donnent 8 NADH2 et 2 FADH

48
Q

qui sont NAD et FAD ?

A

accepteurs d’électrons primaires : transportent les électrons du cycle de Krebs à la chaîne de transport d’électrons

49
Q

à quoi sert le génome mitochondrial ?

A

à coder pour toutes les protéines dans la chaîne de transport d’électrons

50
Q

que font NADH2 et FADH2 une fois au début de la chaîne d’électrons et que font les électrons ensuite ?

A

donnent leurs électrons qui vont circuler à travers les complexes de la chaîne puis sont transférés à O2

51
Q

de quoi s’accompagne le passage des électrons le long de la chaîne ? qu’est-ce que ça permet ?

A

accompagné d’un transport de protons à travers certains des complexes
permet d’établir un gradient électrochimique

52
Q

que crée le gradient électrochimique de proton ?

A

énergie potentielle

53
Q

qui exploite le gradient de proton et pourquoi ?

A

ATPsynthase : dernier complexe de la chaîne d’électrons

transforme ADP en ATP

54
Q

donner le nombre (généralement accepté) d’ATP produit après catabolisme aérobie

A

30-32

55
Q

quand est utilisé le catabolisme anaérobie ?

A

milieu pauvre / absent en O2 (peut être pcq en apnée ou altitude ou pcq débute un exercice physique)

56
Q

qu’implique l’absence d’O2 ?

A

chaîne de transport d’électrons n’est plus fonctionnelle (O2 est le dernier accepteur)

57
Q

que se passe-t-il au NADH2 et FADH2 puisque l’accepteur final de la chaîne n’est plus ?

A

ils s’accumulent dans la chaîne d’électrons

58
Q

qu’implique le blocage de NADH2 et FADH2 ?

A

plus de production d’ATP et plus de glycolyse car NAD et FAD sont coincés avec leurs électrons

59
Q

vrai ou faux : tous les tissus des vertébrés ont évolué le catabolisme aérobie

A

FAUX - seulement certains tissus en sont capables et le cerveau n’en fait pas partie

60
Q

que permet la glycolyse anaérobie ?

A

régénérer NAD à partir du NADH2 car le pyruvate devient l’accepteur primaire d’électron

61
Q

dans quels tissus se manifeste surtout la glycolyse anaérobie ? combien d’ATP obtient-on ?

A

surtout dans les muscles

2 ATP

62
Q

quel est le déchet de la glycolyse anaérobie ?

A

acide lactique

63
Q

donner les problèmes liés à l’évacuation et l’accumulation de l’acide lactique

A

pas excrété car il n’est pas complètement utilisé pour faire de l’énergie
déchet dangereux : peut tomber en acidose, avoir une extrême fatigue ou causer des problèmes graves

64
Q

le catabolisme anaérobie est réversible, une fois que l’O2 revient, quel est le processus ?

A

acide lactique retransformé en pyruvate qui sera dirigé vers le cycle de Krebs ou servira à faire du glucose par glycogénogénèse

65
Q

donner 2 autres mécanismes de production d’ATP sans O2

A
  • phosphagènes

- utilisation d’O2 endogène

66
Q

définir les phosphagènes

A

molécules riches en énergie utilisable pour former de l’ATP (crée molécules hautement énergétiques avec la créatine kinase qui donne de l’ATP rapidement)

67
Q

d’où vient l’O2 endogène ?

A

provient du stock d’O2 dans l’hémoglobine

68
Q

quel métabolisme est utilisé au repos et quel est le rapport production et utilisation d’ATP-consommation d’O2 ?

A

métabolisme aérobie

équilibre entre production-utilisation d’ATP et consommation d’O2

69
Q

quels métabolismes sont utilisés lors d’un exercice abruptement démarré ?

A

glycolyse anaérobie, mobilisation de phosphagènes et/ou utilisation des réserves d’O2 pour suppléer au déficit d’ATP et O2

70
Q

pourquoi aucun mécanisme anaérobie a évolué chez les insectes volant ? qu’ont-ils évolué à la place (2)?

A

muscles de vol trop demandeurs en énergie

  • trachées et trachéoles organisées pour que les muscles de vol baignent dans l’O2
  • mitochondries organisées pour rendre l’utilisation d’O2 optimale
71
Q

pourquoi y a-t-il des phases de transition au début et à la fin d’un exercice abrupte ?

A

le métabolisme aérobie n’est pas en mesure de s’ajuster assez rapidement pour atteindre les demandes : déficit en O2 au début puis excès d’O2 à l’arrêt de l’exercice

72
Q

au début d’un exercice démarré abruptement, quels mécanismes entrent en jeu le temps que le métabolisme aérobie s’ajuste ?

A

mécanismes anérobies

73
Q

quelles voies donnent de l’ATP pendant la phase de déficit ?

A

voies aérobies et anaérobies

74
Q

qu’est-ce que la phase stationnaire et quel mécanisme s’en charge ?

A

après la phase de déficit

catabolisme aérobie : système cardio-respiratoire peut rencontrer la demande en ATP

75
Q

que se passe-t-il à la phase en excès ?

A

arrêt de l’exercice donc surconsommation d’O2 par rapport aux besoins le temps que le système cardio-respiratoire s’ajuste

76
Q

qui fait varier les phases de transition ?

A

l’intensité de l’exercice

77
Q

comment est apporté l’O2 lors d’un effort supra-maximal ?

A

demande d’O2 tellement importante que l’ATP n’est donné que par le métabolisme anaérobie

78
Q

quelles sont les 2 groupes possibles en termes de différence de métabolisme entre espèces ?

A
  • prédateurs/proies : ont une capacité anaérobie importante mais ne sont pas endurants (métabolisme anaérobie ne donne pas assez d’ATP et l’accumulation d’acide lactique cause la fatigue)
  • bonne capacité aérobique permet de faire un exercice sur le long terme
79
Q

donner les 2 fibres qui permettent des différences de métabolisme entre individus d’une même espèce

A
  • oxydatives : utilisent le catabolisme aérobie pour fournir l’ATP sur le long terme
  • glycolytique : utilisent le catabolisme anaérobie pour fournir l’ATP rapidement
80
Q

le nombre de fibres oxydatives ou glycolytiques est inné mais le nombre peut varier en fonction de l’entraînement, c’est un exemple de quoi ?

A

acclimatation

81
Q

donner les 3 classes d’organismes en fonction de leur capacité d’utiliser un catabolisme et/ou l’autre

A
  • anaérobies obligatoires (n’empêche pas que certains tissus peuvent utiliser le métabolisme anaérobie)
  • anaérobies facultatifs
  • anaérobies obligatoires
82
Q

définir la dépression métabolique

A

adaptation qui permet d’ajuster le métabolisme aux faibles possibilités de synthèse d’ATP (diminue métabolisme = besoin de moins d’ATP)
==> état de presque dormance

83
Q

quels sont les mécanismes derrière la dépression métabolique ? (6)

A

réduction d’activités et processus physiologiques :

  • diminution de l’activité de certaines enzymes
  • diminution du nombre de mitochondries
  • vasoconstriction importante
  • diminution de la fréquence cardiaque
  • protection du cerveau
  • réduction de synthèse protéique générale
84
Q

pourquoi le cerveau ne peut-il pas utiliser des procédés anaérobies ?

A

très énergivore

85
Q

comment est-ce que les animaux confrontés à des situations hypoxiques plus ou moins longues protègent-ils leur cerveau ? (4)

A
  • quantité d’hémoglobine et myoglobine plus importante (réserve d’O2)
  • vasoconstriction importante aux tissus qui peuvent utiliser le métabolisme anaérobie
  • priorise l’irrigation du cerveau
  • réduit le métabolisme le plus possible (réduire le besoin en O2 des autres organes)
86
Q

que se passe-t-il au niveau du cerveau lorsqu’il n’y a plus d’ATP fournit ?

A

les pompes ne fonctionnent plus donc il n’y a plus le gradient électrochimique donc plus de transmission synaptique possible

87
Q

comment est-ce que les tortues peuvent passer 150 jours en anoxie complète ? (2)

A
  • réduisent leurs transmissions synaptiques (cerveau devient électriquement silencieux)
    ==> rentre dans un ‘coma’ : cerveau n’a plus besoin d’utiliser de l’ATP
  • leur carapace peut accumuler l’acide lactique
88
Q

que remarque-t-on chez les espèces (bivalves, vers…) capables de vivre en anoxie complète ? (2)

A

processus anaérobies modifiés :

  • meilleure production d’ATP
  • déchet autre que l’acide lactique (plus faciles à excréter)
89
Q

comment est-ce possible qu’une carpe puisse rester plusieurs mois dans une eau sans O2, tout en restant éveillée ? (4)

A
  • tous ses tissus peuvent utiliser le catabolisme anaérobie (même le cerveau)
  • réduction du métabolisme
  • réduction de l’activité du cerveau le plus possible
  • déchet est l’éthanol : plus facile à excréter

BIO_2620 PAC 1 (10 decks)

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