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3. Physiologie Animale > Regulation Hydrominerale 1 : Introduction > Flashcards

Regulation Hydrominerale 1 : Introduction Flashcards

0
Q

Pourquoi est ce que lhydratation est d’importance primordiale?

A

Car nous avons besoin de solubilise un grand nombre d’ions et de metabolites necessaires pour le fonctionnement cellulaire.

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Q

Quels sont les trois defis de l’environnement etudies dans cette partie du cours?

A
  1. Ne pas avoir asser d’eau
  2. Avoir trop d’eau
  3. Devoir eliminer les dechets
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2
Q

Nommer 2 choses que le changement de concentration d’ions affecte?

A
  • les structures et les fonctions des macromolecules.
  • le volume des cellules (gonflement ou contraction) (mort cellulaire, bris des interactions intercellulaires et perturbation du flux sanguin).
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3
Q

Nommez 4 problemes des organismes terrestres?

A
  • conditions deshydratantes
  • les ions proviennent de la diete
  • parfois il faut en plus reguler sa temperature interne
  • parfois il faut aussi empecher son eau interne de geler
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4
Q

De quelle facon un animal peut il faire face a un manque d’eau?

A
  1. Rester hydrater : retenir, obtenir ou recuperer.

2. Tolerer d’etre deshydrater : dormance

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5
Q

Pourquoi un organisme peut-il manquer d’eau dans l’ocean?

A
  • ils sont affectés par la quantité de soluté dans l’eau

- osmose

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6
Q

Quels sont les 2 principes de l’osmose?

A
  1. Leau se deplace a travers les membranes vers les solutions les plus conentrées
  2. Les solutés diffusent dans le sens inverse du gradient de concentration (du plus concentré vers le moins concentré).
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8
Q

Qu’est ce qui crée une pression osmotique?

A

Le mouvement de l’eau a travers une membrane semi-permeable(comme celle d’une cellule).

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9
Q

Quels sont les 2 problèmes dans l’eau salée? (hyperosmotique)

A
  • Excréter les ions en surplus contre un gradient électrochimique
  • Obtenir de l’eau contre un gradient osmotique.
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10
Q

Quels sont les 2 problèmes dans l’eau douce? (hypo-osmotiques)

A
  • Obtenir les ions

- Se débarrasser des surplus d’eau.

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11
Q

Pour étudier la régulation hydrominérale, il faut étudier l’évolution de la biodiversité : de quoi avait l’aire les premières formes de vies il y a 700 millions d’années?

A

Les premières formes de vies étaient marines et ressemblaient à des éponges.

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12
Q

Pour étudier la régulation hydrominérale, il faut étudier l’évolution de la biodiversité : quelles sont les 3 formes de vies consécutives de 700 à 550 Millions d’années?

A
  1. Cellules en agrégation
  2. Formation des couches tissulaires
  3. Production d’un tissu épithélial = limite le passage de l’eau salée + création de fluide extracellulaire.
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13
Q

Pour étudier la régulation hydrominérale, il faut étudier l’évolution de la biodiversité : quelles sont les 3 formes qui suivent (après 550 M.a.), pendant l’évolution des chordés?

A
  1. Contrôle partiel de la composition ionique de fluide extracellulaire chez les poissons cartilagineux.
  2. Contrôle de la composition ionique et osmotique du fluide extracellulaire chez les poissons osseux.
  3. Invasion de l’eau douce par les poissons osseux.
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14
Q

Pour étudier la régulation hydrominérale, il faut étudier l’évolution de la biodiversité : quelles sont les 2 formes de vies qui suivent l’évolution des chordés (après), c’est à dire il y a 400 Ma. ?

A
  1. Invasion du milieu terrestre par les invertébrés (myriapodes et arthropodes)
  2. Invasion du milieu terrestre par les vertébrés (amphibiens).
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15
Q

Quelles sont les innovations cruciales dans le monde animal qui ont résultés à la régulation hydrominérale?

A
  • Progression de la séparation entre le milieu intra et extra cellulaire.
  • Amélioration du contrôle de la composition ionique (de l’eau douce et des milieux fluctuants ET du milieu terrestre).
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16
Q

Quel est le rôle des tissus épithéliaux et de la régulation hydrominérale?

A

De former une frontière entre l’animal et son environnement.

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17
Q

Quels sont les tissus épithéliaux des surfaces externes des animaux?

A
  • Peau

- Branchies

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18
Q

Quel est le tissu épithélial de la surface externe “internalisée” des animaux?

A
  • La lumière du système digestif.
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19
Q

Les animaux utilisent différentes combinaisons de tissus épithéliaux pour contrôler leur balance ionique et osmotique dans des environnements internes et externes variés. Nommés-en 4.

A
  • Les reins
  • Les branchies
  • La peau
  • La muqueuse digestive.
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20
Q

C’est grâce à quoi que les animaux peuvent maintenir un profil de soluté dans leurs fluides intra et extracellulaires?

A

C’est grâce à la barrière que forment leurs tissus épithéliaux.

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21
Q

Quelles sont les 2 façons d’arriver à maintenir un profil de soluté dans leurs fluides?

A
  1. En contrôlant le transport passif.

2. En couvrant les surfaces externes d’une couche épaisse de molécules hydrophobes.

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22
Q

Quelle protéine est utilisé pour contrôlé le transport passif?

A

C’est l’aquaporine.

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23
Q

Que fait l’aquaporine?

A

Elle permet à un milliard de molécules d’eau de traverser la membrane à chaque seconde.

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24
Q

Avoir des aquaporines augmente de combien de fois la perméabilité à l’eau d’une cellule épithéliale?

A

de 100 fois.

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25
Q

Comment les animaux font-ils pour contrôler leur nombre d’aquaporines?

A

En diminuant l’expression des gènes codant pour ses protéines et réguler le transport intracellulaire des vésicules de stockage vers la membrane.

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26
Q

Quelles sont les 3 couches épaisses de molécules hydrophobes que les animaux peuvent utiliser pour couvrir leurs surfaces externes?

A
  • Mucus
  • Couche cornée avec de la kératine (amniotes terrestres)
  • Cuticule avec chitine (arthropodes)
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27
Q

C’est quoi du mucus?

A

C’est une sécrétion extracellulaire de mucopolysaccharides, lipides et protéines.

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28
Q

Donner des exemples de mucus?

A
  • Surface des poumons et du tractus garsto-intestinal

- Peau d’animaux semiaquatiques comme les grenouilles.

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29
Q

Quand on dit que les animaux terrestres ont des structures épithéliales plus élaborées, c’est souvent qu’ils ont une couche cornée avec de la kératine. C’est quoi des “Kératinocytes” ?

A

Cellules de la peau des amphibiens terrestres et des amniotes qui sécrètent des protéines et des lipides modifiés.

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30
Q

Quand on dit que les animaux terrestres ont des structures épithéliales plus élaborées, c’est souvent qu’ils ont une couche cornée avec de la kératine. C’est quoi des “Cornéocytes et Stratum corneum” ?

A

Couche additionnelle retrouvée uniquement chez les amniotes formée de cornéocytes (kératinocytes modifiés).

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31
Q

Qu’est ce que les cornéocytes produisent et quand?

A

Des amas de kératine durant leur processus de différentiation.

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32
Q

Comment les cornéocytes meurent?

A

Ils subissent la mort programmée.

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33
Q

Après la mort programmée des cornéocytes, ces cellules se transforment en quoi?

A

En Stratum corneum.

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34
Q

C’est quoi le stratus corneum?

A

Des cellules épithéliales imperméable à l’eau : C’est un réseau de kératine et une enveloppe cornifiée connectée à des molécules lipidiques.

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35
Q

Complétez la phrase : “La diversité des propriétés de la peau des vertébrés est due principalement à la façon dont est construite ________” .

A

la stratum corneum.

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36
Q

Décrire la cuticule des arthropodes.

A
  • Réseau de molécules hydrophobiques.
  • Composé structural principal : la chitine (polysaccharide).
  • Rigide : doit fondre pour la mue.
  • Recouvert d’une couche de “cire”.
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37
Q

Les tissus éputhéliaux partagent 3 propriétés qui affectent les mouvements des ions. Quelles sont-elles?

A
  1. Distribution asymétrique des transporteurs membranaires.
  2. Cellules interconnectées par des jonctions serrées.
  3. Mitochondries abondantes (dépense énergétique).
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38
Q

Sur quelles membranes sont présents les transporteurs membranaires (qui sont distribués asymétriquement)?

A
  • Les membranes apicales

- Les membranes basales

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39
Q

À quoi ça sert d’avoir une distribution asymétrique des transporteurs membranaires?

A

Pour que les solutés soient transportés sélectivement à travers la membrane.

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40
Q

Quels sont les 2 avantages d’avoir des cellules épithéliales qui sont interconnectées par des jonctions serrées?

A
  • Couche imperméable

- Peu de fuites entre les cellules.

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41
Q

Quels sont les 3 processus homéostatiques utilisés?

A
  1. Régulation osmotique.
  2. Régulation ionique.
  3. Excrétion d’azote.
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42
Q

C’est quoi la régulation osmotique?

A

C’est le contrôle des gradients osmotiques par mouvement de solutés à travers les membranes = mouvement de l’eau dans les tissus.

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43
Q

Quelle est l’autre façon de nommer la régulation osmotique?

A

Régulation hydrique.

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44
Q

C’est quoi la régulation ionique?

A

C’est le contrôle de la composition ionique des fluides corporels.

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45
Q

Quelle est l’autre façon de nommer la régulation ionique?

A

Régulation minérale.

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46
Q

C’est quoi l’excrétion d’azote?

A

C’est l’excrétion des produits du métabolisme des protéines (acides aminés).

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47
Q

Dans la régulation ionique, quelles sont les 2 stratégies pour faire face aux défis ioniques?

A
  1. Ionoconformeur

2. Ionorégulateur

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48
Q

Que font les ionoconformeurs?

A
  • Ils contrôle peu le profil ionique de l’environnement du fluide extracellulaire
  • Leur profil ionique ressemble à celui de l’eau salée (Na+, Ca+, Mg2+, Cl-, …)
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49
Q

Que font les ionorégulateurs?

A
  • Ils contrôlent le profil ionique de l’environnement de fluide extracellulaire.
50
Q

Dans la régulation osmotique, quelles sont les 2 stratégies pour faire face aux défis osmotiques?

A
  1. Osmoconformeur

2. Osmorégulateur

51
Q

Que font les osmoconformeurs?

A
  • Ils vont avoir une osmolarité interne et externe similaire.
52
Q

Que font les osmorégulateurs?

A
  • Ils vont avoir une osmolarité interne constante en dépit de l’environnement externe
53
Q

Qui sont les ionoconformeurs?

A

Les animaux marins (cnidaires, ascidies, mixines) seulement.

54
Q

Qui sont les ionorégulateurs?

A

La plupart des vertébrés.

55
Q

Qui sont les osmoconformeurs?

A

Les invertébrés marins (mollusque) et vertébrés marins (chondrichtiens).

56
Q

Qui sont les osmorégulateurs?

A

La plupart des vertébrés marins, les invertébrés et vertébrés d’eau douce.

57
Q

Aller voir le tableau des stratégies de régulation ionique et osmotique d’animaux aquatiques.

A

Diapositive 38.

58
Q

Il y a une autre classification qui est basée sur l’habilité à tolérer des changements de l’osmolarité externe, Quelles sont ces 2 stratégies?

A
  1. Sténohaline

2. Euryhaline

59
Q

Que signifie être sténohaline?

A

C’est le fait de pouvoir tolérer qu’une faible étendue de concentrations ioniques.
(ça vient du grec “stenos” : “serré”)

60
Q

Que signifie être euryhalin?

A

C’est le fait de pouvoir tolérer une grande étendue d’osmolarité.
(vient du grec “eurus” : “large”)

61
Q

Est ce que la stratégie de tolérance (sténohalin et euryhalin) a un lien avec la stratégie de régulation (osmorégulateur/osmoconformeur)?

A

Non il n’y a pas de lien entre les 2 stratégies.

62
Q

Est ce qu’un animal peut être à la fois un osmoconformeur et un euryhalin?

A

Oui!!

Il peut aussi être un osmorégulateur euryhalin, etc.

63
Q

Nommez les 3 sources d’eau pour les animaux?

A
  1. Liquides absorbés (pas l’eau salée sauf pour organismes adaptés)
  2. Eau dans la diète (trouvée dans les tissus animaux et végétaux)
  3. Eau métabolique (produite par une réaction catabolique).
64
Q

Comment est produite l’eau métabolique?

A

Elle est produite par l’oxydation de molécules contenant de l’énergie comme les glucides, les lipides et les protéines.

65
Q

Quels animaux peuvent produire de l’eau métabolique?

A

Tous les animaux!

66
Q

Est ce que ce sont les sucres, les lipides ou les protéines qui fournissent plus d’eau métaboliques?

A

Les lipides.

67
Q

L’impact net du catabolisme sur la balance hydrique doit tenir compte des pertes obligatoires d’eau liées au catabolisme. Quelles sont ces pertes?

A
  • Respiration pour obtenir O2.
  • Excrétion des produits du catabolisme dans l’urine (protéines)
  • Excrétion des produits du catabolisme dans les fèces (varie).
68
Q

L’ammonium est importante pour le métabolisme de quoi?

A

Des acides aminés.

69
Q

La synthèse des acides aminés implique un squelette de quoi?

A

Carbone et ammonium.

70
Q

Quand les acides aminés sont dégradés, il faut se débarrasser de quoi?

A

De l’ammonium.

71
Q

Que ce passe-t-il quand certains acides aminés sont déaminés?

A

Il y a relâchement de l’ammonium.

72
Q

Est ce que l’ammonium peut être stocké? et pourquoi?

A

Non, car il est toxique et doit être excrété en solution diluée (perte d’eau).

73
Q

Pour éviter de perdre de l’eau lors de l’excrétion des déchets azotés, quelles sont les stratégies alternatives qui ont émergées?

A
  • Production de déchets azotés autres par un processus qui demande de l’énergie
  • Obtention de déchets stockables en plus grande quantité.
74
Q

L’excrétion de l’azote peut se faire sous quelles trois formes?

A
  1. Ammonium
  2. Acide urique
  3. Urée
75
Q

Quelles sont les 3 différentes stratégies utilisés par les animaux pour se débarrasser des déchets azotés?

A
  1. Ammoniotèles
  2. Uricotèles
  3. Uréotèles
76
Q

C’est quoi un ammoniotèle?

A

C’est un animal qui excrète de l’ammonium (et ammoniac).

77
Q

C’est quoi un Uricotèle?

A

C’est un animal qui excrète de l’acide urique.

78
Q

C’est quoi un uréotèle?

A

C’est un animal qui excrète de l’urée.

79
Q

Chaque groupe d’animaux utilise une stratégie principale pour excréter les déchets. La stratégie varie en parallèle avec quoi?

A

avec l’environnement.

80
Q

Les animaux aquatiques ont quelle stratégie pour excréter leurs déchets azotés?

A

Ils sont des ammoniotèles.

Donc ils vont excréter de l’ammonium.

81
Q

Les animaux terrestres ont quelle stratégie pour excréter leurs déchets azotés?

A

Ils sont des uricotèles et uréotèles, c’est à dire qu’ils vont excréter de l’acide urique et de l’urée.

82
Q

Quelles stratégie d’excrétion des déchets azotés retrouve-t-on chez les vertébrés?

A

Les 3 :

  • Ammoniotèles
  • Uricotèles
  • Uréotèles
83
Q

Est ce que les animaux conservent la même stratégie d’excrétion des déchets azotés durant toute leur vie?

A

Non, certaines espèces sont différentes durant leur développement.
ex : amphibiens qui sont ammoniotèle (larvaire) et uréotèles (adulte).

84
Q

La stratégie des ammoniotèles est une stratégie ancestrale pour quel groupe d’organismes?

A

Pour les invertébrés marins.

85
Q

Quels sont les avantages des ammoniotèles?

A
  • Peu couteux énergiquement

- L’ammonium est très soluble dans l’eau (solubilité 800 fois plus grande que le CO2).

86
Q

Quels sont les désavantages des ammoniotèles?

A
  • Demande une grande quantité d’eau pour l’excrétion

- Très toxique (doit être excrété rapidement à mesure qu’il est formé par le catabolisme).

87
Q

En milieu aquatique par quels tissus est ce que l’ammonium (et ammoniac) peut être excrété?

A

Par les tissus épithéliaux.

site d’excrétion : branchies et la surface du corps

88
Q

Quels sont les différents mécanismes pour excréter l’ammonium par les tissus épithéliaux en milieu aquatique?

A
  • NH3 diffuse passivement à travers la membrane à un rythme modéré.
  • NH4 passe par des échangeurs spécifiques.
89
Q

Quel est le défi de la vie terrestre pour la gestion des déchets azotés?

A
  1. Si un animal terrestre voulait excréter de l’ammonium sur terre, il devrait l’excréter par de grandes quantités d’eau et à chaque fois que de l’ammonium est produit : pas une bonne idée sur terre.
  2. Lors de l’invasion de la terre, une nouvelle stratégie a émergée qui ne demandait pas autant d’eau.
90
Q

Quelle est la première solution pour l’excrétion des déchets azotés en milieu terrestre?

A

Sécréter de l’acide urique.

91
Q

Quels sont les avantages d’être uricotèle (acide urique)?

A
  • Peu toxique même lorsque accumulé

- Minimise les pertes d’eau.

92
Q

Quel est le désavantage d’être uricotèle (acide urique)?

A

Ça demande beaucoup d’énergie.

93
Q

Sous quelle forme est ce que l’acide urique est-elle excrétée?

A

Sous forme de cristaux blancs anhydriques qui n’est pas soluble dans l’eau donc ça diminue les pertes d’eau tout en excrétant les déchets.

94
Q

Quels sont les 2 avantages des de la basse solubilité de l’acide urique?

A
  • Quand la production d’urine doit être arrêtée, les uricotèles peuvent stocker leurs déchets azotés!
  • Comme l’acide urique n’est pas soluble, ne fait pas augmenter la concentration des fluides corporels.
95
Q

Pourquoi est ce que l’excrétion de l’acide urique demande-t-elle autant d’énergie?

A
  • C’est la cascade de production qui demande beaucoup d’énergie.
  • L’énergie est aussi utilisée pour la dégradation des nucléotides.
96
Q

Il y a un autre produit d’excrétion de la famille de l’acide urique. Quel est-il?

A

La guanine.

97
Q

La guanine peut être utilisée comme produit d’excrétion chez quels animaux?

A

Chez les arachnidés terrestres (scorpions et araignées). = Ça n’utilise pas d’eau.

98
Q

Quelle est la stratégie #1 chez les animaux terrestres?

A

Uricotélie.

Malgré les coûts énergétiques, c’est la stratégie retrouvée le plus couramment chez les animaux terrestres.

99
Q

Chez quels vertébrés retrouve-t-on de l’uricotélie?

A
  • oiseaux
  • lézards
  • serpents
  • certaines tortues
100
Q

Chez quels invertébrés retrouve-t-on de l’uricotélie?

A
  • Insectes
  • Escargots (molluusques)
  • Arachnidés (guanine)
101
Q

De quelle façon est ce que la production d’acide urique pour évacuer les déchets azotés à évoluée chez les invertébrés ET chez les vertébrés?

A

Elle a évolué de façon indépendante chez les vertébrés et invertébrés = CONVERGENCE. :-)

102
Q

Le fait la production d’acide urique pour l’excrétion des déchets est une évolution convergente chez les vertébrés et chez les invertébrés est dû à quoi?

A

Au fait que la cascade qui mène à la synthèse d’acide urique existe chez tous les animaux indépendamment de la production de déchets.

103
Q

On dit que la production d’acide urique pour se débarrasser des déchets est une évolution convergente chez les invertébrés et les vertébrés car c’est basée sur une cascade universelle. Quelle est cette cascade?

A

La cascade utilisée pour le métabolisme des nucléotides.

104
Q

Donner des exemples de production d’acide urique chez les non-uricotèles.

A
  • Les primates excrètent de l’acide urique (5% de leurs déchets)
  • Une mutation qui rend l’enzyme uricase inactive est commune à tous les primates.
105
Q

Quelle est la deuxième stratégie d’excrétion d’azote qui est apparue en milieu terrestre?

A

L’Uréotèle (le fait d’excréter de l’urée).

106
Q

C’est quoi de l’urée exactement?

A

C’est le produit d’excrétion des mammifères ainsi que certaines espèces d’autres lignées (ex. amphibiens terrestres adultes).

107
Q

Quels sont les 3 avantages à être uréotèle?

A
  • Peu toxique comparé à l’ammonium (donc niveaux en circulation peuvent être plus élevés).
  • Plus coûteuse à produire que ammonium mais moins que l’acide urique.
  • Diffuse à travers les membranes.
108
Q

Quels sont les 2 desavantages à être uréotèle?

A
  • Excrétion nécessite de l’eau (mais moins que pour ammonium).
  • Urée est un soluté perturbateur.
109
Q

C’est quoi des solutés perturbateurs?

A
  • Ils perturbent les fonctions des macromolécules
  • Ils sont des ions inorganiques (Na+, K+, Cl=, etc.)
  • Ils sont des solutés organiques (acides aminés chargés = arginine).
110
Q

C’est quoi des solutés compatibles?

A
  • Ils ont peu d’effets
  • Ils sont un polyols (glycérol, glucose)
  • Ils sont des acides aminés non chargés (alanine ou profiline).
111
Q

Comment est produit l’urée?

A

Par la cascade du cycle de l’ornithine-urée : plusieurs enzymes et des transporteurs de substrat à travers la membrane mitochondriale.

112
Q

Chaque stratégie a des coûts et des bénéfices associés à l’environnement. Quels sont les coûts?

A
  • Disponibilité de l’eau

- Coûts métaboliques.

113
Q

Pourquoi est ce que les mammifères ne sont pas uricotèles?

A
  • C’Est inconnu
  • Les vertébrés les plus anciens avaient déjà les gènes qui codent pour les enzymes du cycle ornithine-urée.
  • Ceux qui sont réotèles (mammif.) expriment ces gènes.
114
Q

On dit que le mode d’excrétion peut varier avec les condition environnementales. Quelle est la situation du tilapia du lac Magadi?

A
  • Vie dans un lac à pH élevé-alcalin.
  • Diffusion du NH3 par les branchies est très inefficace dans une eau si alcaline.
  • N’est pas ammoniotèle
  • Uréotèle, excrète l’urée produite par les branchies.
115
Q

On dit que le mode d’excrétion peut varier avec les condition environnementales. Quelle est la situation du dipneuste?

A
  • Doit vivre des périodes de sécheresse.
  • La “crise” en eau peut être surmontée en estivant dans un cocon de mucus.
  • Il faut modifier la stratégie d’excrétion des déchets.
  • Au lieu de s’empoisonner en ammonium durant les périodes où il ne peut produire d’urine, il passe à l’uréotélie et accumule l’urée.
116
Q

On dit que le mode d’excrétion peut varier avec les condition environnementales. Quelle est la situation de l’escargot apple snail?

A
  • Amphibie
  • Passe d’un mode à l’autre selon l’environnement :
    Eau = ammoniotèle.
    Terre = uricotèle.
117
Q

Le mode d’excrétion peut aussi varier selon les stades de vie. Par exemple, les amphibiens terrestres avec un stade juvénile aquatique. Quelle est la stratégie pour le têtard et pour l’adulte terrestre?

A
  • Tétard : ammoniotèle

- Adulte terrestre : uréotèle

118
Q

Certains animaux utilisent l’uréotélie pour d’autres fonctions que l’excrétion de déchets azotés. Que font certains poissons avec l’urée?

A

Certains poissons marins accumulent l’urée comme osmolyte (soluté qui affecte l’osmorégulation)

119
Q

Quel est le rôle de l’urée comme osmolyte?

A
  • Elle aide à prévenir les pertes d’eau en milieu marin (sont légèrement hyperosmotiques par rapport à leur milieu).
120
Q

Expliquer comment l’urée et TMAO peuvent être des solutés neutralisateurs?

A

Ils sont perturbateurs en soi, mais ils neutralisent les effets d’autres solutés perturbateurs en combinaison.

121
Q

Quel est le rôle de l’urée avec la methylamine (TMAO)?

A
  • Travaillent en équipe et contre-balancent l’effet de l’autre soluté.
  • Urée inhibe des enzymes
  • TMAO activent ces enzymes.

3. Physiologie Animale (4 decks)

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