Cours 7 - Apport et métabolisme énergétiques

Question 1

Quelle énergie utilisent les plantes?

Answer 1

Captent et utilisent l’énergie solaire (photosynthèse)

6 CO2 + 6 H2O —> C6H12O6 + 6O2

Question 2

Quelle énergie utilisent les humains?

Answer 2

Utilisent l’énergie provenant de trois types de nutriments (Les apports nutritionnels de référence (ANREF))

• principalement les glucides (45-65% des calories),
• suivis des lipides (20-35%) et
• des protéines (10-35%)

Ces apports peuvent varier en fonction de l’âge, du sexe, de l’état de santé et du niveau d’activité physique.

Question 3

Vrai ou faux : Chaque cellule a besoin continuellement d’énergie métabolique

Answer 3

Vrai

Question 4

Sous quelle forme est l’énergie?

Answer 4

Sous la forme d’Adénosine TriPhosphate (ATP)

• adénosine – P – P – P*
• 7,3kcalories/mole
• Pas d’énergie métabolique (pas d’ATP) = pas de vie
• ATP + H2O → ADP + Pi + énergie

Question 5

Qui sont les 2 principaux nutriments produisant l’énergie métabolique (ATP)?

Answer 5

Les glucides et les lipides sont les deux principaux nutriments produisant l’énergie métabolique (ATP) :

• Glucides utilisés si disponibles (repas)
• Sinon, lipides utilisés (jeûne)

Question 6

Quels sont les temps maximum d’anoxie permettant une récupération chez le cerveau, centre vasomoteurs et cardiaques, rein, centre respiratoire et le foie?

Answer 6

Cerveau: 3 minutes

Cente vasomoteurs et cardiaques: 15 à 20 minutes

Rein: 30 à 45 minutes

Centre respiratoire: 30 à 50 minutes

Foie: 60 à 120 minutes

Question 7

Quelles sont les caractéristiques qui permettent de déterminer un bilan en ATP (5)?

Answer 7

1) UTILISATION continuelle (et immédiate) d’ATP égale à

2) PRODUCTION continuelle d’ATP

3) La cellule ne peut ni stocker l’ATP ni épuiser complètement ses réserves d’ATP (mort de la cellule).

4) ATP seulement à l’intérieur des cellules (2- 5millimolaire)

5) Roulement:
—> 120 moles d’ATP/24 heures : Cela correspond à environ 900 Calories par jour.
—> 80 millimoles d’ATP/minute

Question 8

Comment se nomme la réaction qui permet de transformer l’ATP en ADP + P? Et la réaction contraire?

Answer 8

ATP —> Phosphorylation —> ADP + P (énergie provenant du catabolisme)

ADP + P —> Hydrolyse —> ATP (énergie destinée au travail cellulaire)

Question 9

Par qui se fait l’utilisation de l’ATP?

Answer 9

Par l’intermédiaire des ATPases (brise l’ATP), comme la NaK-ATPase

ATP ———— ATPase ———— ADP + Pi + énergie

Question 10

L’ATP est utilisé pour que la cellule puisse effectuer ses différents travaux, quels sont-ils?

Answer 10

• externe : travail visible, donc énergie métabolique transformée en énergie mécanique
—> contraction musculaire (bouger)

• internes:invisible
—> excitation et conduction nerveuses,
—> transport actif contre gradient (tube digestif,
tubule rénal)
—> anabolisme ou synthèse (glucose, acides gras)

Question 11

Par quoi se fait la production de l’ATP?

Answer 11

Par le catabolisme principalement oxydatif, qui implique l’utilisation d’oxygène, ou par la dégradation des trois principaux nutriments présents dans les aliments :

• Glucides (C, H, O) (4 Calories/gramme) : 45- 65% des calories
• Lipides (C, H, O) (9 Calories/gramme) : 20- 35% des calories
• Protéines (C, H, O, N) (4 Calories/gramme) : 10-35% des calories
• alcool : 7 Calories/gramme lorsque métabolisé seulement par le foie

Question 12

L’ATP a 2 issues, quelles sont-elles? En quelle proportion?

Answer 12

60% = chaleur ———— maintien de la température corporelle et du métabolisme
• explique la sensation de chaleur (production augmentée) au cours de l’exercice

40% = énergie métabolique ou ATP ———— travail (externe ou interne)

Question 13

1. Si trop d’ATP, la production ___________
2. Si manque d’ATP, la production __________

Answer 13

• diminue (métabolisme ralenti)
• augmente (métabolisme accéléré)

Question 14

Expliquer la boucle de rétroaction négative (4 étapes).

Answer 14

La température du corps augmente —> Le corps transpire —> La température du corps chute —> Le corps frissonne —> Recommence

Question 15

Pourquoi une réserve d’énergie est nécessaire?

Answer 15

Nécessaire car l’énergie est constamment utilisée, malgré le fait qu’il n’y ait que deux ou trois repas par jour.

Question 16

Comment est utilisée la réserve d’énergie durant les repas vs entre les repas?

Answer 16

Durant les repas :
1. glucose issu des glucides absorbé dans le sang
2. Augmentation de glucose mène à la libération de l’insuline
3. Insuline favorise le stockage du glucose sous forme de glycogène (foie et muscle) et de triglycérides (tissus adipeux)

Entre les repas :
1. Apport alimentaire diminue, donc le glucose sanguin diminue
2. Pancréas libère le glucagon pour dégrader le glycogène (en glucose, glycogénolyse) et les triglycérides (en acide gras, lipolyse)

Question 17

Quelles sont les 3 formes de stockage?

Answer 17

• Glycogène
• Triglycérides
• Protéines

Question 18

Expliquer la forme de stockage en glycogène.

Answer 18

Glycogène musculaire (maximum de 500 grammes) et hépatique (100 grammes) = petite réserve à court terme de glucose

• si manque de glucose, glycogénolyse (glycogène ———— glucose)

• si trop de glucose, glycogénogenèse (glucose ———— glycogène)

• stocké avec eau (3X)

• lorsque la réserve est pleine, glucides en excès convertis en graisses

Question 19

Expliquer la forme de stockage de triglycérides.

Answer 19

Triglycérides = grosse réserve à long terme d’acides gras = glycérol + 3 acides gras

• Si manque d’acides gras: lipolyse (triglycérides ———— acides gras)
• Si trop d’acides gras: lipogenèse (acides gras ———— triglycérides)
• Le combustible cellulaire idéal pour deux raisons :
  —> le plus abondant : plus de 100,000 calories (réserve suffisante durant deux mois de jeûne)
  —> le plus compact : stocké sans eau car hydrophobique
• Huit fois plus d’énergie par kilo que les glucides ou les protides
• Donc perte de poids lente si perte de lipides qui sont stockés sans eau (au contraire, perte de poids rapide si perte de glucides ou de protides qui sont stockés avec trois fois leur poids en eau)
• Un kilogramme de graisse = 9,300 calories (quatre jours de jeûne complet)

Question 20

Différence entre perte de lipides vs perte de glucides vs perte de protéines.

Answer 20

La perte de lipides entraîne donc une perte de poids lente tandis que la perte de glucides (dans le jeûne) et la perte de protéines (avec certains cancers ou en cas de jeûne) produisent une perte de poids rapide parce que les glucides et les protéines sont stockés avec trois fois leur poids en eau.

Question 21

Expliquer la forme de stockage de protéines.

Answer 21

Protéines = combustible de dernier recours parce que ce sont nos muscles et notre tissu conjonctif de soutien = réserve d’acides aminés

• si manque d’acides aminés, protéolyse (protéines ———— acides aminés)

• si trop d’acides aminés, simplement métabolisés (sauf si exercice)

Question 22

Expliquer le métabolisme en anaérobie.

Answer 22

• En l’absence d’oxygène

• Pas de métabolisme des lipides et protéines

• Seulement le glucose qui est transformé en deux molécules d’acides lactiques (+2 ATP): Très rapide

• Glycogène ——- glucose ——– pyruvate ——lactate
**si arrêt cardiorespiratoire ou exercise physique très intense, glucides comme seule source d’ATP

Question 23

Expliquer le métabolisme aérobie.

Answer 23

• En presence d’oxygène

• La combustion totale du glucose produit 38 ATP, tandis que celle des triglycérides génère des quantités beaucoup plus importantes d’ATP (> 400 ATP).

Question 24

Quel est le rôle de l’enzyme pyruvate déshydrogénase (PDH)?

Answer 24

Enzyme pyruvate déshydrogénase (PDH) catalysant la conversion irréversible du pyruvate en acétyl CoA

• « on » : glucose métabolisé (durant les repas)
• « off » : acides gras métabolisés (durant le jeûne)

Question 25

Quelles sont les 3 phases dans l’extraction de l’énergie des aliments?

Answer 25

1. Forme de stockage en combustible : pas d’énergie libérée (acide gras, glucose, acides aminés)
2. Combustible en acétyl CoA : peu d’énergie libérée
   acétyl CoA = plaque tournante de tout le métabolisme
3. Production de l’ATP : la plupart de l’énergie libérée
   —> d’abord cycle de Krebs
   —> puis chaîne respiratoire ou chaîne de transport des électrons (phosphorylation oxydative)

Question 26

Vrai ou faux : Durant l’exercice musculaire, utilisation et production d’ATP diminuées dans le muscle squelettique

Answer 26

Faux : Durant l’exercice musculaire, utilisation et production d’ATP augmentées dans le muscle squelettique

Question 27

Quelles sont les 3 sources possibles du métabolisme anaérobie musculaire?

Answer 27

1. ATP déjà présent dans les cellules musculaires
2. Créatine-phosphate = réserve supplémentaire d’ATP, présente seulement dans les
   cellules musculaires
   —> créatine–PO4 + ADP ———– créatine + ATP
3. Glycolyse du glucose en 2 acides lactiques + 2 ATP (« fright, fight or flight »)

Question 28

Quelle est la source du métabolisme musculaire aérobie?

Answer 28

Oxydation complète du glucose et des acides gras (métabolisme aérobie)

• Plus de O2 amené des poumons vers les muscles
• Pouvoir aérobie maximal (VO2 max) = consommation maximale d’O2 = 40 à 80 ml/kg/minute
• 10 à 20 fois la consommation au repos de 3,5 ml/kg/minute ou 250 ml/minute (1 MET)
• Plus de CO2 ramené des muscles vers les poumons.

Question 29

Vrai ou faux : L’énergie est libérée plus rapidement avec les lipides (triglycérides) qu’avec les glucides (glycogène)

Answer 29

Faux : L’énergie est libérée plus rapidement avec les glucides (glycogène) qu’avec les lipides (triglycérides).

Question 30

Qui est utilisé lors d’un exercice intense vs un exercice léger?

Answer 30

• Exercice intense: glucides utilisés avec un exercice intense (libérés très rapidement de l’arbre de glycogène)

• Exercice léger: lipides utilisés avec un exercice léger (libérés lentement des cellules adipeuses).