Utilisation des nutriments et du dioxygène par les cellules
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Nous savons :
Au terme de la digestion, l'intestin grêle renferme un liquide contenant principalement des substances solubles : les nutriments. Les nutriments franchissent la paroi de l'intestin grêle et passent dans le sang des très nombreux capillaires, c'est l'absorption intestinale. Au niveau des alvéoles pulmonaires, le dioxygène passe dans le sang des capillaires, dans le même temps le dioxyde de carbone passe du sang dans l'air des alvéoles. Le système sanguin et le système lymphatique assurent la distribution des nutriments et du dioxygène à toutes les cellules de l'organisme.

Problématique : Comment sont utilisés les nutriments et le dioxygène par les cellules de l'organisme ?

  • Comment les cellules produisent-elles l'énergie nécessaire à leur activité ?
  • Comment les cellules se renouvellent-elles ?
  • Comment les cellules utilisent-elles les nutriments et le dioxygène ?
  • Comment les cellules produisent-elles de nouvelles molécules ?
  • Comment les déchets produits par les cellules sont-ils éliminés ?

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A retenir :

Les nutriments issus de la digestion des aliments et le dioxygène obtenu par les échanges respiratoires au niveau des alvéoles pulmonaires, vont être acheminés jusqu'aux cellules de l'organisme par le sang et la lymphe. Dans les cellules, ils vont être utilisés pour satisfaire les besoins de ces cellules.

I) Les cellules utilisent les nutriments et le dioxygène pour produire un travail, se renouveler et produire de nouvelles molécules.

Au cours d'un ensemble de réactions chimiques, la cellule utilise des nutriments avec du dioxygène pour :

  • libérer de l'énergie ;
  • produire un travail, la contraction musculaire par exemple ;
  • se renouveler, le renouvellement des cellules de la peau par exemple ;
  • et pour produire de nouvelles molécules, comme les protéines par exemple.

    L'énergie libérée par l'utilisation des nutriments en présence de dioxygène est en partie consommée pour l'activité cellulaire et en partie dissipée sous forme de chaleur, l'on transpire en effet lors d'une activité physique et sportive. Cette libération de chaleur permet en permanence de maintenir la température du corps autour de 37 °C.
    L'activité cellulaire comprend également la fabrication de nouvelles molécules, glucides, lipides et protéines à partir des nutriments issus de la digestion des aliments. Cette fabrication de nouvelles molécules, nécessite de l'énergie, obtenue par exemple lors de la dégradation du glucose.

    II) Grâce à l'information génétique contenue dans le noyau, les cellules produisent de nouvelles molécules à partir des nutriments.

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

    La fabrication de nouvelles molécules dépend du programme génétique. La synthèse des protéines par exemple est réalisée à partir des 20 acides aminés différents issus de la digestion des protéines alimentaires. L'ordre d'enchaînement des acides aminés dans la protéine synthétisée dépend du programme génétique contenu dans le noyau de la cellule. Si ce programme génétique est modifié, il peut entraîner la synthèse d'une protéine non fonctionnelle.

    Les acides aminés obtenus par la digestion des aliments sont non spécifiques, une fois assimilés, ils constitueront des protéines spécifiques. La modification de l'enchaînement d'un acide aminé dans une protéine, peut entraîner sa perte de spécificité. C'est le cas par exemple de l'hémoglobine chez un individu atteint de la drépanocytose, où le changement d'un acide aminé suffit à modifier les propriétés de l'hémoglobine.

    Cette synthèse de nouvelles molécules participe au renouvellement cellulaire.

    III) L'ensemble des réactions cellulaire produit des déchets qui doivent être éliminés.

    L'ensemble des réactions cellulaires produit de l'eau et des déchets : urée, acide urique, dioxyde de carbone.

    Le dioxyde de carbone est transporté essentiellement sous forme dissoute dans le plasma jusqu'aux alvéoles pulmonaires où il sera éliminé. L'urée et l'acide urique sont acheminés par le plasma jusqu'aux reins, où ils seront éliminés dans l'urine. Les reins sont des organes très irrigués par le sang, ce sont des épurateurs du sang.

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