Bioénergétique Flashcards
Qu’est-ce que la bioénergétique ?
Étude des processus biologiques qui produisent et consomment de l’énergie chez les êtres vivants
Qu’est-ce que la mesure du SI pour mesurer l’énergie/bioénergétique ?
Unité de mesure du système international: le Joule (J)
Qu’est-ce que la calorie ?
C’est la quantité d’énergie nécessaire pour élever la température d’un gramme d’eau liquide de 14,5 à 15,5 °C
Rapport calorie / joule ?
1 cal = 4,186 J
1 kcal = 4,186 kJ
Comment varient les besoins énergétiques ?
Variations physiologiques selon âge et sexe: Femme < Homme, diminution avec l’âge
Energie nécessaire pour des adultes ayant une activité physique modérée et vivant dans un milieu tempéré ?
● 2600 kcal/j pour les hommes âgés de 18 à 69 ans
● 2100 kcal/j pour les femmes âgées de 18 à 59 ans
De quoi est fonction la dépense énergétiques d’un sujet ?
● Du métabolisme de base
● De la thermogenèse
● Du niveau d’activité physique (NAP)
Comment mesure-t-on le métabolisme de base ?
Mesuré au repos complet, à jeun, dans une atmosphère calme et à T°C constante proche de la neutralité thermique (≈ 29°C)
A quoi correspond le métabolisme de base ?
Energie nécessaire pour maintenir les fonctions de base de l’organisme: fonction cardiaque, travail musculaire ventilatoire, température corporelle…
Comment varie le métabolisme de base ?
Varie essentiellement selon la stature, l’âge et le sexe de l’individu
Qu’est-ce que la thermogénèse alimentaire ?
Thermogenèse alimentaire: coût énergétique associé à l’absorption intestinale, au stockage
et à la transformation des aliments
Quels sont les mécanismes de thermogénèse qui font partie de la consommation d’énergie ?
- Thermogenèse alimentaire
- Maintien de la T°C corporelle ≠ froid
Qu’est-ce que le NAP ?
=> niveau d’activité physique
* Dépenses liées à activité professionnelle, tâches domestiques, déplacements, loisirs, sport
Part de l’énergie consommée par le NAP ?
En moyenne 35-40 % de la dépense énergétique totale, ce qui correspond à un NAP modéré (environ 1,65 fois le métabolisme de base)
Quelles sont les conditions particulières qui font varier les besoins énergétiques ?
Les conditions physiologiques de croissance chez l’enfant, de grossesse (besoins du foetus: +20%) et d’allaitement
Apport nutritionnels conseillés ?
=> Une ration alimentaire équilibrée doit fournir, en % de l’apport énergétique total
● 15% de protides
● 55% de glucides dont moins de 10% (idéalement 5%) de sucres libres
● 30% max de lipides en privilégiant les graisses insaturées: poisson, avocat, noix, huiles de tournesol, soja, colza et olive
○ Moins de 10% de graisses saturées
○ Moins de 1% d’acides gras trans
Que sont les sucres libres ?
Tous les monosaccharides et disaccharides ajoutés aux aliments par le fabricant, le cuisinier ou le consommateur, plus les sucres naturellement présents dans le miel, les sirops et les jus de fruits
Où trouve-t-on les graisses saturées ?
viande grasse, beurre, huile de palme et de noix de coco, crème, fromage…
Où trouve-t-on les acides gras trans ?
■ Industriels: aliments cuits au four et frits, en-cas et aliments préemballés tels que pizzas congelées, tartes, cookies, biscuits, gaufres, huiles de cuisson, pâtes à tartiner
■ Viande et produits laitiers provenant des animaux ruminants: vaches, moutons, chèvres…
Comment est produite l’énergie dans l’organisme ?
L’organisme transforme une source d’énergie (nutriments) en énergie chimique (stockée sous forme d’ATP) via la respiration cellulaire
D’où provient l’énergie chimique ?
L’énergie chimique est créée via l’oxydation des composés organiques par le dioxygène de l’air :
Nutriments + O2→ … → H2O + CO2 + Énergie chimique
Quels sont les nutriments nécessaires à la transformation de l’énergie chimique ?
Glucides, Lipides, Peptides
Quels sont les déchet de la production d’énergie chimique ?
CO2
Qu’engendre les apports alimentaires discontinus mais avec des dépenses continues ?
STOCKAGE des substrats énergétiques
● Glucides stockés sous forme de glycogène dans foie et muscles
● Lipides stockés sous forme de triglycérides dans tissu adipeux
Formule du glucose ?
C6H12O6
Importance du glucose pour l’organisme ?
La dégradation du glucose est une source d’énergie très importante pour les cellules vivantes
Comment est absorbé le glucose par l’organisme ?
Il est absorbé comme aliment sous forme d’oligomères et polymères, combiné avec d’autres oses:
* lactose ( glucose+galactose)
* saccharose (glucose+fructose)
* raffinose (glucose+galactose+fructose)
* amidon
* cellulose des plantes
Comment sont hydrolysé les polymère (les oses) ?
Ils sont hydrolysés par des enzymes pour en libérer le glucose dans :
● La bouche: amylase salivaire
● Le duodénum et l’intestin grêle: enzymes pancréatiques avec l’aide indispensable du microbiote intestinal
Nature du phénomène de l’absorption par les entérocytes ?
Phénomène actifs => besoin d’ATP
=> Thermogénèse alimentaire
Utilisation du glucose par l’organisme ?
Une partie du glucose est utilisée directement comme source d’énergie par les cellules de l’intestin, les érythrocytes et les cellules du cerveau
Que devient l’excès de glucose (non utilisé lors de la prise) ?
Le reste est stocké dans
● le foie sous forme de glycogène, sous l’influence de l’insuline (glycogenèse)
● les muscles sous forme de glycogène, sous l’influence de l’insuline (glycogenèse)
● les adipocytes sous forme de graisses
Qu’est-ce que le glycogène ?
C’est une grosse molécule constituée de plusieurs molécules de glucose liées entre elles
Rôle du glycogène ?
Il constitue un moyen de stockage du glucose
efficace dans la mesure où cela le rend plus compact et moins réactif
Qui à découvert le glycogène ?
Claude Bernard (Français)
Devenir du glycogène des hépatocytes ?
- Il peut être à nouveau converti en glucose
(glycogénolyse) et repasser dans le sang
lorsque le taux d’insuline est bas - Si le glycogène vient à s’épuiser, le foie utilise
des protéines, des lipides… pour reformer
du glucose, par néoglucogenèse
Devenir du glycogène des myocytes ?
- Il peut être hydrolysé à tout moment pour redonner du glucose prêt à être dégradé afin de fournir de l’énergie lors d’un effort physique
Différence entre le glycogène hépatique et musculaire ?
Le glycogène musculaire ne peut repasser dans la circulation sanguine et ne peut être utilisé que par la cellule où il est stocké
Comment est contrôler le métabolisme du glycogène ?
Contrôle hormonale
Quelle hormone contrôle la glycogenèse ?
=> L’insuline
L’insuline est la seule hormone hypoglycémiante
Quelle hormone contrôle la glycogénolyse ?
=> Adrénaline et glucagon
L’adrénaline et le glucagon sont hyperglycémiants
Impact du stress sur le métabolisme du glycogène ?
production d’adrénaline => glycogénolyse => glucose disponible pour les muscles
Importance de la glycolyse ?
La glycolyse est la voie principale du métabolisme du glucose, permettant la production d’énergie
Où se déroule la glycolyse ?
Elle se déroule dans le cytosol de la cellule et ne nécessite pas d’oxygène
Que permet la glycolyse ?
La glycolyse constitue :
● un mécanisme de régénération d’ATP (phosphorylation de l’ADP) qui ne nécessite pas d’oxygène
● une voie initiale commune à d’autres voies métaboliques (cycle de Krebs + chaîne respiratoire mitochondriale en présence d’oxygène ou fermentation lactique en anaérobiose…)
Déroulé de la glycolyse ?
La glycolyse convertit :
1 molécule de glucose (oxydation) en 2 molécules de pyruvate avec phosphorylation de 2 molécules d’ADP en ATP et réduction de 2 molécules de coenzyme NAD+ en NADH
Utilisation du pyruvate issu de la glycolyse ?
Il peut :
- entrer dans le cycle de Krebs puis la chaîne respiratoire, qui se déroulent dans la membrane des mitochondries, pour y être oxydé en présence d’02 (aérobiose) et produire de l’eau, du CO2 et de l’ATP
- être métabolisé par fermentation lactique, qui se déroule dans le cytosol musculaire, si l’O2 est limité (anaérobiose), pour produire du lactate (mais sans production directe d’ATP)
Caractéristiques de l’aérobiose ?
- Nécessité d’oxygène
- Rendement élevé : Production d’environ 30 molécules d’ATP par molécule de glucose (glycolyse + cycle de Krebs)
- Production d’ATP lente : Nécessité de franchir la membrane mitochondriale
Caractéristiques de l’anaérobiose ?
- Permet de fournir de l’énergie au muscle lorsque les capacités d’oxygénation musculaire sont dépassées
- Rendement faible : Production de 2 molécules d’ATP par molécule de glucose (glycolyse seule)
- Production rapide d’ATP : Directement dans le cytosol
Rôle/utilité de la fermentation lactique ?
Permet de :
* Faire fonctionner la glycolyse sans oxygène: les 2 molécules d’ATP proviennent uniquement de la glycolyse
* Régénérer (ré-oxyder) le NADH en NAD+
nécessaire à la glycolyse et donc d’alimenter celle-ci
Qu’est-ce que l’ATP ?
L’adénosine triphosphate est un nucléotide formé à partir d’un nucléoside et d’un triphosphate
Utilisation de l’ATP de l’organisme ?
- Principale source d’énergie de la grande majorité des fonctions cellulaires : biosynthèses, division cellulaire, transport actif ou motilité des cellules et locomotion (contraction musculaire)
- Aussi utilisé par les cellules pour d’autres actions non liées à l’utilisation d’énergie (signalisation cellulaire, précurseur de coenzyme…)
Comment est libérée l’énergie avec l’ATP ?
La molécule d’ATP est clivée, par hydrolyse, en ADP et en phosphate inorganique:
ATP + H2O → ADP + Pi + H+ + Énergie
Devenir du glucose en conditition d’aérobiose ?
Il est entièrement oxydé en :
* eau
* dioxyde de carbone
A travers :
* la glycolyse
* la décarboxylation du pyruvate
* le cycle de Krebs
* la chaîne respiratoire
=> Ensemble de réactions regroupées sous le terme de respiration cellulaire
Energie chimique libéré par le glucose ?
=> Sous forme d’ATP
* ≈ 2800 kJ.mol-1 de glucose
Réaction de dégradation du glucose en condition aérobiose ?
C6H12O6 + 6 O2 → …. → …. → 6 CO2 + 6 H2O + ATP
Importance de la glycolyse ?
=> Importance cruciale pour l’organisme : voie principale du métabolisme du glucose
* Unique source métabolique de l’énergie pour :
- le cerveau
- les muscles squelettiques se
contractant rapidement
- les érythrocytes
/!\ sauf en période de jeûne prolongé (12h) ou d’activité physique prolongée /!\
Que se passe-t-il lorsque que la réserve en glucose hépatique est épuisé ?
Le corps dégrade les lipides pour relâcher dans le sang des acides gras libres et du glycérol, qui sont ensuite transformés en corps cétoniques => Corps cétoniques fournissent l’énergie aux cellules (celles du cerveau +++)
