Problème 4 - Une drôle de compétition Flashcards
Quel est le mode de fonctionnement des enzymes?
Accélèrent les réactions chimiques sous différentes conditions physiologiques propres à chaque enzyme en diminuant le niveau d’énergie d’activation nécessaire à la réaction. Ne modifient pas l’équilibre de la réaction
Quel est l’avantage de posséder des enzymes pour l’organisme?
Permet de s’adapter rapidement aux changements de condition
Comment détermine-t-on la vitesse d’une enzyme?
Quantité de produit formé par unité de temps. La vélocité (v) d’une réaction enzymatique est définie comme le taux de conversion de substance à produit par unité de temps
V ou F? La plupart des enzymes sont à la fois spécifiques pour le type de réaction catalysée et pour la nature des substrats. Expliquer.
Vrai.
- La spécificité pour un substrat est déterminée par la taille, la structure, les charges, la polarité et l’hydrophobicité du site de liaison du substrat.
- La spécificité pour une réaction est déterminée chimiquement par l’acide aminé qui réside dans le centre catalytique de l’enzyme
Quels sont les facteurs influençant l’activité enzymatique d’une enzyme?
Température et pH
Comment la température influence-t-elle l’activité de l’enzyme?
Les enzymes ont une température optimale à laquelle leur fonction est la plus efficace, habituellement à une température constante, que ce soit la température ambiante ou la température corporelle. Généralement, l’activité enzymatique augmente avec l’augmentation de température, mais finit par décliner si celle-ci est trop haute car les protéines se dénaturent.
Comment le pH influence-t-il l’activité de l’enzyme?
Chaque enzyme possède un pH optimal, car des acides aminés ionisables participent à la réaction catalytique.
Quelles sont les 6 classes d’enzymes?
1) Oxydoréductases
2) Transférases
3) Ligases
4) Lyases (brisent et génèrent un double lien)
5) Hydrolases
6) Isomérases (changent une structure dans la molécule)
Que sont les cofacteurs?
Ions inorganiques (sous forme métallique (lien covalent) ou de coenzymes), parfois nécessaires aux enzymes pour leur activité.
Que sont les coenzymes?
Les coenzymes sont des types de cofacteurs qui se lient faiblement à l’enzyme (ex. vitamines) pour en favoriser ou en permettre l’activité
Quelle est l’appellation d’une enzyme avec un cofacteur? Et sans?
- Holoenzymes : enzymes attachées à leur coenzyme par des liens covalents ou non covalents
- Apoenzymes : enzymes sans coenzyme
Quelle substance est responsable de l’acidose métabolique?
Le formate
Quelle enzyme métabolise le méthanol et l’éthanol?
L’alcool déshydrogénase
En quoi l’alcool déshydrogénase métabolise-t-elle le méthanol?
En formaldéhyde, qui est ensuite métabolisé en formate.
Quelle substance a la plus grande affinité pour l’alcool déshydrogénase, le méthanol ou l’éthanol? Quel en est l’avantage clinique?
L’éthanol (1 : 20 environ). Donc, en utilisant l’éthanol on inhibe de façon compétitive le métabolisme du méthanol en ses métabolites toxiques. Le méthanol, lorsque non métabolisé est excrété par l’urine.
Que représente Km?
Concentration de substrat à laquelle v est à 50% de la vitesse maximale. S’exprime en unité de concentration.
V ou F? Toutes les réactions enzymatiques peuvent être comprises grâce au modèle de Michaelis-Menten.
Faux. Les enzymes ne correspondent pas tous au modèle Michealis-Menten (réactions à plusieurs substrats, plusieurs étapes, non-hyperboliques).
Quelle est l’utilité de Km?
Utile pour estimer l’affinité d’une enzyme pour son substrat (si la valeur de Km est haute, une grande concentration de substrat est nécessaire pour produire un effet; si elle est basse, même une faible concentration de substrat entraînera une réponse).
V ou F? Ki représente la [I] nécessaire pour avoir 50% des Z liées à l’inhibiteur.
Faux! Constante d’inhibition, c’est la constante de dissociation de complexe enzyme-inhibiteur (EI) : plus Ki est faible, plus la liaison de l’inhibiteur à l’enzyme est forte. Un compétiteur irréversible aurait un Ki de 0, car il n’y a pas de dissociation.
Pourquoi les courbes dérivant de l’équation de Michaelis-Menten ont-elles été créées?
Pour faciliter la lecture de Km et Vmax rendues difficiles par la simple courbe de vitesse de réaction par rapport à la concentration de substrat.
Que représente Vmax?
Vélocité maximale → conversion max. du substrat en μmole/min
Comment la courbe de Linewaever-Burk est-elle obtenue? Qu’obtient-on alors?
Obtenue en prenant la réciproque de l’équation de Michaelis-Menten. On obtient alors une ligne droite (y = mx + b), où y = 1/v, x = 1/[S], où Km/Vmax est la pente et 1/Vmax l’ordonnée à l’origine. L’abcisse à l’origine correspond à -1/Km
Quels sont les inconvénients de la courbe de Linewaever-Burk?
Une petite erreur d’expérimentation, particulièrement avec de basses concentrations de substrats, peut amener une grande erreur dans les résultats de Km et de Vmax obtenus en interprétant le graphique. De plus, les valeurs obtenues à des concentrations élevées de substrat sont toutes concentrées dans la région de l’axe 1/v.
Quelles sont les caractéristiques de la pente d’Eadie-Hofstee?
Donne une droite de v selon v/[S]
Pente = -Km
Ordonnée à l’origine = Vmax
Abscisse à l’origine = Vmax/Km
Quel est l’effet d’un inhibiteur compétitif sur Km et Vmax?
Les inhibiteurs compétitifs causent une augmentation de Km sans changer Vmax.
Quel est l’effet d’un inhibiteur non-compétitif sur Km et Vmax?
Cause une diminution de Vmax sans influencer Km (la réaction est ralentie, mais pas arrêtée.)
Quel est l’effet d’un inhibiteur irréversible sur Km et Vmax?
On ne peut plus atteindre ni un ni l’autre; ces valeurs n’existent donc plus.
Quelle est la différence dans la forme de la courbe entre les enzymes présentant une régulation allostérique vs celles qui sont régulées au même site?
La courbe des enzymes régulées de façon allostérique est sigmoïdale au lieu d’hyperbolique
Quels sont les 2 types d’effecteurs allostériques?
Homotropique: Si le substrat lui-même se lie à un autre site pour produire une réponse
Hétérotropique: Si l’effecteur allostérique est une autre molécule que le substrat
Comment appelle-t-on l’effet d’un effecteur allostérique favorisant la réaction? Et la limitant?
Coopération positive ou négative.
V ou F? Les effecteurs allostériques catalysent souvent une réaction réversible.
Faux. Les effecteurs allostériques catalysent souvent une réaction irréversible.
Par quoi les effecteurs allostériques sont-ils souvent régulés?
Ils peuvent être affectés par des inhibiteurs rétroactifs
Dans quel organe l’éthanol est-il rapidement absorbé?
Dans l’estomac
V ou F? Une importante portion de l’éthanol est éliminée lors du premier passage.
Vrai.
Pourquoi la consommation d’éthanol avec le ventre vide amène-t-elle des effets plus rapides?
Car plus d’éthanol se retrouve dans la circulation systémique si l’absorption se fait rapidement, et l’absorption gastrique est accélérée s’il n’y a pas de bol alimentaire pour accompagner l’alcool.
Quelle proportion de l’éthanol est métabolisée? Comment peut-on se servir ces ces informations?
Métabolisé à 90%. % à 10% sont excrétés inchangés dans l’air expiré et dans l’urine. Permet d’estimer la concentration sanguine d’éthanol.
Dans quel organe le métabolisme de l’éthanol s’effectue-t-il principalement? Quelles étapes implique-t-il?
- Métabolisme se déroule principalement dans le foie
- Implique plusieurs oxydations successives, d’abord en acétaldéhyde (toxique, peut mener à l’hépatotoxicité, effectuée par alcool déshydrogénase) puis en acide acétique (ou acétate, effectuée par l’aldéhyde déshydrogénase).
- Ensuite, incorporation de l’acétate dans le cycle de Krebs permettant la transformation finale en CO2 et H20 par l’enzyme acétate thiokinase avec la coenzyme acétyl-CoA.
Quel facteur limite le taux d’oxydation de l’éthanol? À combien le limite-t-il?
La disponibilité du cofacteur NAD+ limite le taux d’oxydation de l’éthanol à environ 8g/h chez un adulte normal, indépendamment de la concentration de l’éthanol (cinétique d’ordre 0)
Pourquoi la consommation d’alcool à long terme peut-elle mener à une toxicité?
Un faible niveau d’estérification de l’éthanol avec différents acides gras survient dans les tissus, et ces esters peuvent mener à une toxicité à long terme.
Dans quel produit retrouve-t-on souvent du méthanol?
Dans le lave-vitre
Quelles sont les étapes du métabolisme du méthanol?
- Métabolisé lentement via l’alcool déshydrogénase en formaldéhyde avec le NAD+
- Du formaldéhyde, oxydé par la formaldéhyde déshydrogénase à l’aide du NAD+ en acide formique (formate)
- Dégradation en H2O et CO2 par folate
Quels sont les effets de l’acide formique sur l’organisme?
L’acide formique est le responsable principal de l’acidose métabolique et des problèmes visuels associés à l’empoisonnement au méthanol.
Dans quels produits retrouve-t-on souvent de l’éthylène glycol?
Antigels et réfrigérants
Quel est le métabolisme de l’éthylène glycol?
Métabolisé en glycoaldéhyde par l’ADH, qui subit plusieurs oxydations pour devenir du glycolate, du glycoxylate et finalement de l’oxalate. Le NAD+ est impliqué dans chacune des oxydations.
Quelle substance est responsable des effets néfastes observés lors d’un empoisonnement à l’éthylène glycol?
Le glycolate et l’oxalate sont responsables de l’acidose métabolique et des dommages rénaux observés dans les cas d’empoisonnement à l’éthylène glycol (nausée/vomissements, convulsions, arythmies cardiaques, stupeur, coma, nécrose tubulaire aiguë, mort)
Dans quels produits retrouve-t-on de l’isopropanol?
Stérilisants, désinfectants, dissolvants
Quel est le métabolisme de l’isopropanol?
Métabolisé par oxydation en acétone, excrété par l’urine et les voies respiratoires.
V ou F? Bien qu’il soit un acide, l’isopropanol ne peut pas créer d’acidose.
Faux. L’isopropanol n’est pas un acide; il ne peut pas créer d’acidose
Qu’est-ce que le fomépizole?
Inhibiteur compétitif de l’alcool déshydrogénase. Son affinité relative est 80 000x + que le méthanol et 8000x + que l’éthanol.
Quelles sont les valeurs habituelles du pH sanguin?
Le pH sanguin est très constant (7,35-7,45)
Pourquoi est-il important de maintenir un pH sanguin stable?
- Le maintien d’un pH stable est essentiel car il affecte l’ionisation des protéines, et donc l’activité de plusieurs enzymes ou autres molécules comme les canaux ioniques.
- Le changement de pH et de [CO2] affecte la saturation de l’Hb, et donc l’oxygénation tissulaire
Quels organes sont impliqués dans la balance du pH?
Poumons (composante respiratoire), érythrocytes, reins (composante métabolique)
o Les poumons contrôlent l’échange de CO2 et d’O2 entre le sang et l’atmosphère
o Les érythrocytes transportent les gaz entre les poumons et les tissus
o Les reins contrôlent la synthèse du bicarbonate plasmatique et l’excrétion des ions d’hydrogène.
Quelle est l’équation d’Hendersen-Hasselbach?
pH = pKa + log [A-]/[HA], où Ka est la constante de dissociation des acides et de leurs conjugués.
Expliquer ce que signifie un petit ou un grand pKa
pKa est l’inverse de Ka (1/Ka)
Si petit Ka, pKa élevé. Un acide qui se dissocie moins bien (fort pKa) est un acide faibl.
Si grand Ka, petit pKa. Un acide qui se dissocie plus (libération de beaucoup de pH) est un acide fort
Quels sont les rôles des systèmes tampon? Quels sont les principaux tampons?
- Minimisent les changements dans [H+]
- Le principal tampon est le bicarbonate. Un autre est l’hémoglobine (tamponne les H+ générés par l’anhydrase carbonique). Il existe des tampons intracellulaires, principalement des protéines et des phosphates.
V ou F? Le bicarbonate ne serait pas utile dans un système fermé.
Vrai. Le système ouvert permet d’éliminer les déchets. Le bicarbonate ne serait d’aucune utilité dans un système fermé.
Où le CO2 produit par le tampon bicarbonate se rend-il?
Le CO2 produit par le métabolisme diffuse par les membranes cellulaires et se dissolve dans le plasma.
Comment le tampon bicarbonate fonctionne-t-il (réactions)?
H+ + HCO3- ↔ H2CO3 ↔ CO2 + H2O
- Quand la [H+]↑ ; le bicarbonate accepte des ions H+, formant de l’acide carbonique, qui est ensuite converti en CO2 et en H2O à l’aide du catalyseur anhydrase carbonique.
De quelle façon le CO2 produit par le tampon bicarconate est-il éliminé?
Éliminé par les poumons.
Comment le tampon bicarbonate fonctionne-t-il en cas de diminution de la [H+]?
Dans l’éventualité où [H+]↓, la composante d’acide carbonique du tampon va se dissocier pour fournir du H+. Le CO2 formé du même coup sera retransformé en H2CO3 grâce à la réaction du CO2 avec l’H2O.
Par quoi la respiration pulmonaire est-elle contrôlée?
Centre dans le tronc cérébral (chimiorécepteur CO2 et PH) + récepteurs à [CO2] dans la carotide.
V ou F? Une augmentation de la ventilation augmentera le pH.
Vrai. ↑ ventilation → ↓ (H+] → ↑ pH (+basique, moins acide)
Quelle proportion du CO2 produit est fixé à l’hémoglobine? Qu’arrive-t-il au reste?
70% de tout le CO2 produit devient du bicarbonate. 20% est fixé à l’hémoglobine et seulement 10% reste dissout dans le plasma (réaction se fait grâce à l’anhydrase carbonique)
Quel est le rôle des érythrocytes dans le tampon?
- Transportent le CO2 aux poumons sous sa forme stable (bicarbonate)
- Le H+ formé est tamponné par l’hémoglobine
- L’Hb libère aussi son H+, qui réagit avec le bicarbonate pour former de l’acide carbonique (H2CO3) qui à son tour libère du CO2
Quelle structure rénale contient l’anhydrase carbonique?
- Tout comme les érythrocytes, les tubules proximal et distal contiennent de l’anhydrase carbonique.
Quel est le fonctionnement du tubule contourné proximal et distal p/r au tampon bicarbonate?
- Les tubules contournés proximaux réabsorbent le bicarbonate à l’aide de l’anhydrase carbonique (ne devrait pas en rester dans l’urine). Un ion H+ sécrété par les cellules du tubule (en échange d’un Na+ = contre transport actif secondaire) va dans le filtrat et réagit avec le bicarbonate pour former de l’acide carbonique pcq membrane= imperméable au bicarbonate. Grâce à l’anhydrase carbonique, l’acide carbonique se dissocie en CO2 et H2O. Le CO2 diffuse à l’intérieur de la cellule et est reconvertit en acide carbonique grâce à anhydrase carbonique. L’acide carbonique se dissocie en H+ et bicarbonate. Le bicarbonate retourne vers la circulation sanguine et le H+ retourne dans le filtrat glomérulaire pour ramasser d’autre bicarbonate.
- Le tubule contourné distal amène le même cycle, mais ⇒Transport actif primaire pour sortir H+ (ATP) et ici il y a un gain net de bicarbonate dans le corps et une perte nette de H+
Que se passe-t-il avec le H+ dans l’urine lorsque tout le bicarbonate a été réabsorbé?
- Quand il ne reste plus de bicarbonate à récupérer dans le filtrat, les H+ s’accumulent (transport actif) et ils doivent se combiner avec d’autres tampons pour maintenir le pH de l’urine suffisamment élevé. Ils peuvent se combiner avec
o HPO42- qui devient H2PO4-, puis est excrété en NaH2PO4
o NH3 qui devient NH4+
Quels sont les 4 principaux désordres dans la balance acide-base?
o S’il y a un changement de la pCO2, on parle d’une acidose/alcalose respiratoire
o S’il y a un changement de HCO3- : acidose ou alcalose métabolique
o Il pourrait aussi y avoir un mixte des désordres.
En combien de temps les poumons peuvent-ils compenser une acidose métabolique? Et en combien de temps les reins peuvent-ils compenser une acidose respiratoire?
Les réactions compensatoires par les poumons pour les dérèglements métaboliques surviennent en minutes ou en heures. Pour les dérèglements respiratoires, les reins prendront des jours à rétablir le ratio si les poumons ne s’adaptent pas avant.
Par quels deux phénomènes une acidose peut-elle être causée?
Une acidose peut être causée par deux phénomènes : une incapacité des reins à excréter les ions H+, ou une augmentation de la quantité des ions H+, soit par une addition d’ions H+, soit par une perte d’ions HCO3-.
Par quoi l’alcalose est-elle souvent accompagnée?
L’alcalose est souvent accompagnée d’une chute de concentration de potassium dans plasma puisque la sortie de K+ est associée à l’entrée de H+
Expliquer l’acidose métabolique due à l’accumulation de formate.
Une accumulation de formate (acide formique) suite à l’ingestion de méthanol entraîne une acidose, puisque l’accumulation d’un acide dans le sang mène à une augmentation de la concentration en ion H+ (dim. pH). Le tampon bicarbonate tamponnera alors les ions H+ ce qui entraînera une diminution de la Cp du HCO3- et une augmentation de la qt de CO2. Ainsi, le ratio HCO3-/pCO2 diminuera. Selon l’équation d’Henderson-Hasselbach, une diminution de ce ratio entraîne une diminution du pH sanguin et donc une acidose.
Quelle est la définition du trou anionique? À quel diagnostic sert-il?
Concept diagnostic pour vérifier différence entre anions non mesurés et cations non mesurés. Le trou anionique permet un diagnostic différentiel pour les acidoses métaboliques, puisque dans les acidoses métaboliques, la concentration de HCO3- plasmatique diminue.
Quels sont les anions les plus abondants dans le plasma sanguin?
- Les anions les plus abondants dans le plasma sont le Cl- (100mmol/L) et le HCO3- (25 mmol/L)
- Le reste des anions sont considérés ensemble pour la balance électrolytique, constituant le trou anionique (AG).
Quelle est l’équation du trou anionique?
AG= (Na+ + K+ ) - (Cl- +HCO3-)
ou sans K+ car négligeable: (Na+) - (Cl- + HCO3-)
Quelles sont les valeurs seuils pour le trou anionique?
- Chez une personne saine, le trou anionique est d’environ 10 mmol/L (Baynes) ou entre 8 et 16 mÉq/L (Guyton)
o Supérieure à la normale : 15
o Zone grise 15-20
o Élevée : au-dessus de 20
Dans quels cas le trou anionique est-il augmenté? Comment cela s’applique-t-il au cas de l’empoisonnement au méthanol?
Le trou anionique est augmenté s’il y a diminution de la quantité d’anions ou augmentation de la quantité de cations.
o Dans le cas d’un empoisonnement au méthanol, un acide organique est produit (le formate) et réagit avec le HCO3-, diminuant sa concentration et augmentant le trou anionique.
V ou F? Une acidose métabolique pourrait ne pas présenter de trou anionique.
Vrai, s’il y a une rétention de Cl- avec la diminution du HCO3- (acidose métabolique hyperchlorémique)
On parle parfois d’un trou anionique augmenté par une plus grande quantité d’anions. Que veut-on dire?
Acidose: [HCO3- plasmatique] ↓ = [Cl- plasmatique] identique = un autre anion compense = trou anionique ↑
Quelles sont les causes d’augmentations du trou anionique (cas cliniques)?
o une intoxication
o diabète
o acidose métabolique causée par des acides non volatiles (acide lactique, acide formique).
o exercice physique = acide lactique = Plus sa concentration monte, plus il y a diminution de la concentration en bicarbonate et ainsi, augmentation du trou anionique.
Quelle est la définition du trou osmolaire?
Le trou osmolaire est la quantification de la différence entre l’osmolarité mesurée et l’osmolarité estimée (calculée).
Quelle est la formule pour l’osmolarité mesurée?
Osmolarité calculée = 2 x [Na] + [glucose] + [urée] où les [ ] sont en mmol/L
On mesure l’urée et le glucose dans l’équation car ils sont les plus susceptibles de varier. S’ils varient, la valeur du trou ne changera pas, car on ne considère que les substances étrangères.
Quelle est la valeur normale du trou osmotique?
Valeur normale est entre 0 et 10 mosm/kg
V ou F? Un trou osmolaire normal exclu la possibilité d’une intoxication.
Faux. Mais un trou osmolaire normal n’exclut pas la possibilité d’intoxication, car les métabolites des substances toxiques n’influencent pas l’osmolarité.
L’aspirine causera-t-elle un trou osmolaire? Expliquer.
Non, car sa base le lie avec Na+. Par contre, elle causerait un trou anionique.
Dans quel cas le trou osmotique est-il augmenté?
Présence de solutés additionnels autres que Na, glucose et urée. Doit être une substance osmotiquement active active t.q. éthanol, méthanol, éthylène glycol, mannitol, maltose… → L’intoxication à l’éthanol est la plus commune des causes du trou osmotique, même la consommation ‘’récréative’’ d’alcool peut causer un trou osmotique. L’éthanol contribue souvent à l’élévation du trou osmotique causée par une intoxication au méthanol ou à l’éthylène glycol.
V ou F? Une intoxication à l’éthanol n’amènera pas de trou anionique.
Vrai, car l’acide acétique est un acide faible qui n’amènera pas le tamponnage par beaucoup de HCO3-.
Comment peut-on différencier une intoxication au méthanol d’une à l’éthylène glycol?
Les 2 causent une augmentation du trou anionique
V ou F? Une intoxication à l’isopropanol ne causera ni trou osmolaire, ni trou anionique.
Faux. Trou osmolaire, mais pas de trou anionique ni d’acidose.
