Chapitre 4 : L'utilisation des nutriments et de l'oxygène par les cellules

A quoi peuvent bien servir, pour les cellules, les nutriments et l'oxygène ?

Hypothèses :
- Les nutriments et l'oxygène servent à produire de l'énergie
- Les nutriments et l'oxygène servent à fabriquer des nouvelles molécules

1- La production d'énergie

Vérification : document production d'énergie (112 Ko en pdf)

Lors d'un effort ,la consommation d'oxygène par le corps , augmente. De même les quantités de glucides de réserves ( glycogène) et d' acides gras diminuent. Ainsi avec l'effort le corps fabrique 2 types d'énergies : l'énergie mécanique qui permet aux muscles de se contracter, et de l'énergie thermique qui est un résidu de l'activité cellulaire (un peu comme un moteur de voiture, lors de l'explosion une partie de l'énergie fait bouger les pistons et la voiture avance, l'autre partie est dissipée sous forme de chaleur (donc un moteur chauffe ))

Document : L'utilisation des nutriments

Dans les cellules musculaires, le glucose est dégradé en présence de dioxygène. Cette dégradation libère de l'énergie. (mécanique et thermique) . Cette réaction cellulaire ( voir le document ) s'appelle l'oxydation des nutriments. Comme c'est le cas dans toutes réactions cellulaires, l'oxydation des nutriments produit des déchets : L'urée ( qui est le principal constituant de l'urine ) , l'acide urique et la créatinine. ( comme un moteur là aussi, après l'explosion, il reste des déchets (fumée, gaz d'échappement ))

Bilan : L'énergie libérée par l'utilisation des nutriments en présence d'oxygène est en partie consommée pour l'activité cellulaire, et en partie dissipée sous forme de chaleur.
Cette réaction cellulaire (oxydation des nutriments) produits des déchets : Dioxyde de carbone, et de l'urée, acide urique et la créatinine.

2- La synthèse de nouvelles molécules.

Vérification : document sur l'assimilation (220 Ko en pdf)

On utilise des molécules radioactive afin de les suivre dans l'organisme, en effet de part leur radioactivité, on peut grâce a des radiographies facilement suivre leur trajet , ainsi on s'aperçoit qu'un acide aminé radioactif injecté dans le sang se retrouve quelques heures plus tard dans des protéines constituant les cellules musculaires.
L'acide aminé a été assimilé par l'organisme, pour fabriquer , ici ,de nouvelles protéines musculaires. La fabrication de nouvelles molécules est essentielle, en effet, les cellules meurent , certaines rapidement, il faut donc les renouveller, c'est le but de l'assimilation.
Selon leur fonction les molécules fabriquées seront différentes, ainsi les hématies fabriquent une protéine : l'hémoglobine servant au transport d'oxygène, les cellules musculaires fabriquent une autre protéine : l'actine servant à la contraction.

Conclusion : Selon leur fonction, les cellules en utilisant de l'énergie et des nutriments produisent de nouvelles molécules nécessaires à leurs fonctionnement et à leur renouvellement : c'est l'assimilation.

3- L'élimination des déchets cellulaires.

A- Elimination du CO2

On sait que le dioxyde de carbone sera expiré par les poumons.
Problème : Comment est-il transporté jusqu'aux alvéoles ?

Hypothèses : Par le plasma, ou les hématies.

Vérification : poly transport du CO2

Bilan : Le dioxyde de carbone rejeté par les cellules est pris en charge à 80% par le plasma et à 20% par les hématies jusqu'aux alvéoles ou il sera expiré.

B- Elimination de l'urée et de l'acide urique.

Hypothèse : L'urée et l'acide urique sont éliminés par l'urine.

Vérification : document constituants de l'urine. (108 Ko)

Dans le sang entrant dans le rein , on trouve une composition commune en eau, urée, acide urique et créatinine, néanmoins ces derniers ( déchets cellulaires ) sont plus concentrés dans l'urine que dans le sang entrant dans le rein. Par contre dans le sang entrant il y a des protéines, des lipides, des glucoses que l'on ne trouve pas dans l'urine.
Ces substances étant utiles pour l'organisme, elles ne seront pas éliminées par l'urine. Le rein est donc une sorte de filtre qui concentre les déchets dans l'urine sans prendre les molécules necéssaires au corps. L'urine passe par les uretères pour arriver dans la vessie, ou elle s'accumulle pendant un certain temps. Lorsque la vessie est pleine, on ouvre un sphincter (muscle ) qui permet de vider la vessie à travers l'urètre.

Poly l'élimination des déchets :
On observe que le CO2 est éliminé grâce au sang dans les poumons lors de l'expiration. Le rejet des déchets azotés est indispensable à l'organisme car ceux-ci peuvent être toxique et détruire les cellules si ils ne sont pas éliminés. Ainsi l'ammoniac , déchet cellulaire , très toxique est transformé en urée puis est éliminé dans l'urine.

Conclusion : L'urée et l'acide urique et la créatinine sont éliminés par l'appareil urinaire, sous forme d'urine produite à partir du plasma dans les reins, organes richement irrigués.

Schéma bilan (844 Ko en pdf)