bioénergétique Flashcards
thermodynamique 1
conservation de l’énergie
- énergie toujours conservée
- événements correspondent à des changements de forme de l’énergie
- travail reçu (W sup 0) : chaleur fournie
- travail fourni (W inf 0) : chaleur reçue
thermodynamique 2
augmentation irréversible de l’entropie
- tout échange augmente l’entropie
- nature a tendance vers le désordre
- maintien de la vie et de l’ordre nécessite un apport continu d’énergie
équation de Gibbs
dG = dH - T.dS
dH : énergie chimique totale
dG : énergie mécanique : énergie libre
T.dS : énergie thermique
apport alimentaire chez l’homme : dG = 20% et T.dS = 80%
dH
une partie de son énergie n’est pas utilisable et se dissipe sous forme de chaleur : T.dS
calorie
énergie nécessaire pour élever la température d’un gramme d’eau d’un degré kelvin
joule
travail produit par une force de 1 newton sur 1m
calorie et joule
1 cal = 4,18 J
1000 cal = 1kcal = 1 Cal = 4,18 kJ
Watt
puissance développée par une énergie par unité de temps
bombe calorimétrique direct et chaleur
aliments sont des combustibles se combinant à l’02 dans une réaction chimique pour libérer de la chaleur.
énergie libérée in vivo est équivalente à celle mesurée dans la bombe calorimétrique
énergie thermique
Q = masse d’H2O x dT x chaleur massique de H2O
= volume d’H2O x dT x chaleur volumique de H2O
chaleur massique de l’eau
1 cal.g-1.K-1 = 4,18 J.g.K-1
chaleur volumique de l’eau
1000 cal.L-1 = 4180 J.L-1.K-1
cas particulier des protides
- combustion est incomplète in vivo
- conduit à la production de CO2 H2O urée
- énergie inférieure à celle de la bombe calorimétrique
calorimétrie directe
- mesure de la quantité de chaleur produite/évacuée
- énergie dépensée
- chambre calorimétrique adiabatique
- chaleur évacuée sous forme de : rayonnement, conduction, convection, évaporation cutanée/respiratoire = chaleur latente
calorimétrie indirecte
- thermochimie alimentaire = mesure des apports énergétiques alimentaire en situation de poids stable
- thermochimie respiratoire = mesure de la quantité d’O2 mesurée
- énergie reçue
- alimentation et respiration
dépense énergétique
DE = chaleur (Q) + travail (W)
alimentaire
- thermochimie alimentaire utilisée pour étude de groupe et de longue durée
- évaluation de la valeur énergétique de la ration alimentaire
1g de glucide = 16 kJ
1g de lipides = 38 kJ
1g de protide = 15 kJ
les variations de la dépense énergétique
-incompessible = métabolisme de base Eo
fonction de :
- sexe (M ) F)
- âge (diminue avec l’âge)
- surface corporelle (augmente avec la surface)
- température corporelle (augmente avec)
- activité thyroïdienne (augmente avec )
dépenses supplémentaires :
- alimentation
- température extérieure
- travail physique
notion de rendement
travail mécanique fournit par rapport à l’énergie dépensée
thermorégulation généralités
poïkilotherme = ectothermes : animaux à sang froid, leur température varie car ne fabrique pas de chaleur interne
hétérothermes : hibernants, température varie
homéotherme = endotherme : homme, température constante et indépendante du milieu
thermolyse : été et thermogénèse : hiver
thermolyse
par:
- rayonnements = radiation
- conduction
- convection
- évaporation
-quand température supérieure à la normale
évaporation
We = masse d’eau évaporée x lambda de l’eau
radiation
Wr = hr x (Tparoi - Tpeau) x surface exposée
convection
Wc = hc x (Tambiante - Tpeau) x surface exposée
conduction
Wk = hk x (Tsupport - Tpeau) x surface exposée
production de chaleur
- frisson musculaire (réflexe, rapide, faible amplitude de muscles antagonistes)
- thermogenèse chimique
- vasoconstriction
- horripilation
voies de la bioénergétique cellulaire
- glycolyse : cytosol à partir de sucre, en aérobie ou anaérobie
- cycle de Krebs : matrice mitochondriale à partir du catabolisme des nutriments
- phosphorylation oxydative : membrane interne de la mitochondrie : forte production d’ATP
ATP peut synthétisé de deux manières
- phosphorylation par le substrat : transfert de radicaux phosphate et de liaisons phosphoanhydres
- phosphorylation oxydative : à partie d’ADP et de phosphate inorganique
acétyl-coenzyme A
- liaison thioester qui sépare un acétat et une coenzyme A (cystéine, vit B5, ATP)
- liaison thioester est une liaison énergétique qui libère 32kJ d’E pour 1 mole de substrat
glycolyse
donne 2 ATP
glycolyse aérobie
-se poursuit par le cycle de Krebs
glucose - glucose 6P - glucose 1 6 diP - 2 pyruvate + 4 ATP + 2 NADH
glycolyse anaérobie
2 ATP
2 lactates
bêta oxydation
-dans la matrice mitochondriale
fabrique :
- acyl-CoA
- B-cétoacyl-CoA
= Acétyl-coA + FADH2 + NADH
dégradation des protéines
-par protéases et peptidases pour obtenir AA ; leur combustion in vivo est incomplète contrairement au glucides
désamination : perte d’un groupement amine par désaminases
-transamination : réversible, échange d’un amine primaire entre un acide-a-aminé et un a-cétoacide grâce à transaminase
cycle de Krebs
- seulement en aérobie
- substrat principal est : acétyl-CoA du pyruvate, AG et AA
- produit NADH et FADH2
- passage par citrate et oxaloacétate
cycle de Cori
- néoglucogenèse
- à partir d’acides lactiques
- produit dans glycolyse anaérobie
- reforme glycose
- dans le foie et le muscle
phosphorylation oxydative
-fait intervenir NADH et FADH2
2 étapes :
-chaîne respiratoire : transfert d’électrons de NADH et FADH2 à l’O2 pour former H2O + formation d’un gradiant d’ions H+ de la matrice à l’espace inter-membranaire
ATP synthase : canal pour que H+ reviennent à la matrice, gradient convertie en énergie de liaison chimique par ATP sythase qui forme ATP à partir d’ADP et Pi
1 NADH -> 3ATP
1 FADH2 -> 2ATP
stock d’ATP
- entre 4 et 6 mM d’ATP (quelques secondes)
- on consomme 267 mol d’ATP/24h
système créatine/créatine-phosphate
-pour reconstituer vire les stocks d’ATP dans muscle strié et myocarde
