Séquence 3 Anatomie & Physiologie 2024 - PDF

27/09/2024 Cours offert dans le programme Sciences de la nature (101-FEG-RK) Séquence 3 – chapitres 45B, 41 et 9 Préparé par David Pelletier,...

27/09/2024 Cours offert dans le programme Sciences de la nature (101-FEG-RK) Séquence 3 – chapitres 45B, 41 et 9 Préparé par David Pelletier, Session automne 2024 Enseignant au département de biologie 1 Plan de la séquence 3 1. Système endocrinien (chap. 45B – p. 1102-1117) -> GRAND SCHÉMA ET APP 1 2. La nutrition (chap. 41A – p. 983-991) 3. Le système digestif (chap. 41B – p. 991-1007) 4. La respiration cellulaire et le métabolisme (chap. 9 – p. 179-199) 2 2 1  27/09/2024 Endocrinologie Obj. 1, 2, 3 1. Endocrinologie (chap. 45B) Obj. 1 et 2 : sur le grand schéma Obj. 3 : dans les textes écrits par les étudiant·es pour l’APP 1 + RÉSUMÉ POUR LE RETOUR SUR LES APP. Endocrinologie Obj. 1 Nutrition 2. Besoins alimentaires L’hétérotrophie implique que le régime alimentaire réponde à ces 3 besoins : 1. ÉNERGIE 2. MOLÉCULES ORGANIQUES POUR LA BIOSYNTHÈSE 3. NUTRIMENTS ESSENTIELS 3 3 Endocrinologie Obj. 2 Nutrition 2. Besoins alimentaires (…suite) NUTRIMENTS ESSENTIELS (ex. : dans une réaction anabolique) 4 4 2  27/09/2024 Endocrinologie Nutrition 2. Besoins alimentaires (…suite) NOUVEAU GUIDE ALIMENTAIRE CANADIEN absence de groupes absence de portions COMPOSITION DE L’ASSIETTE: fruits & légumes (½) aliments à grains entiers (¼) aliments protéinés (surtout végétaux, ¼) LIMITER: aliments transformés, salés, sucrés ou avec gras saturés PRIVILÉGIER: prendre conscience de ses habitudes, cuisiner, manger en bonne compagnie, variété d’aliments, boire de l’eau, consulter les étiquettes et demeurer vigilant face au marketing 5 5 Endocrinologie Obj. 2 Nutrition 2. Besoins alimentaires (…suite) NUTRIMENTS ESSENTIELS (…suite) 8 ACIDES AMINÉS ESSENTIELS SUR LES 20 POSSIBLES RÔLE? Marieb et Hoen 2015 p. 1073 6 6 3  27/09/2024 Endocrinologie Obj. 2 Nutrition 2. Besoins alimentaires (…suite) NUTRIMENTS ESSENTIELS (…suite) OMÉGA-3 ET OMÉGA-6 : ACIDES GRAS ESSENTIELS RÔLE? 7 7 Endocrinologie Obj. 2 Nutrition 2. Besoins alimentaires (…suite) NUTRIMENTS ESSENTIELS (…suite) VITAMINES ET MINÉRAUX ESSENTIELS VITAMINES MINÉRAUX Types et HYDROSOLUBLES Calcium exemples de RÔLES Phosphore Fer Calcium LIPOSOLUBLES Magnésium Iode Sodium/potassium/chlore Soufre 8 8 4  27/09/2024 Endocrinologie Obj. 3 Nutrition 3. Organes digestifs Obj. 7 Système digestif ORGANES ANNEXES ORGANES DU TUBE DU TUBE DIG. SUP. DIGESTIF SUPÉRIEUR 1. 1. 2. 2. 3. 3. ORGANES ANNEXES 4. DU TUBE DIG. INF. 4. ORGANES DU TUBE DIGESTIF INFÉRIEUR 5. 5. 6. 6. McKinley et al., 2019 - Fig. 26.2 9 9 Endocrinologie Obj. 3 Nutrition 3. Organes digestifs (…suite) Obj. 7 Système digestif De nouveaux organes? L’INTERSTITIUM Définition Fonction Pourquoi c’est nouveau? 10 10 5  27/09/2024 Endocrinologie Obj. 3 Nutrition 3. Organes digestifs (…suite) Obj. 7 Système digestif De nouveaux organes? GLANDES TUBARIALES Gl. tubariale Gl. parotide Gl. sublinguale Gl. submandibulaire 4 PAIRES DE GLANDES SALIVAIRES Découverte en octobre 2020 grâce à un nouveau type de PET-scan Situées derrière le nasopharynx 11 11 Endocrinologie Obj. 3 Nutrition 3. Processus digestifs 1. Ingestion – Actif et volontaire : action de manger 2. Propulsion – Déglutition (oropharynx) – Péristaltisme (œsophage, estomac et intestins) 3. Digestion 3.1 Digestion mécanique – Mastication (bouche) – Pétrissage (estomac) – Segmentation (intestin grêle) – Émulsion avec bile (foie) 3.2 Digestion chimique – Sécrétions (glandes salivaires, estomac, pancréas, intestin grêle et côlon) 4. Absorption Marieb et Hoehn 2015 p. 1001 5. Élimination (défécation) 12 12 6  27/09/2024 Endocrinologie Obj. 4 Nutrition 3. Processus digestifs (…suite) Péristaltisme, segmentation et brassage Péristaltisme (de l’œsophage à l’anus) = Propulsion – Les muscles adjacents du tube digestif se contractent et se relâchent tour à tour – Déplacement de la nourriture vers l’extrémité distale du tube. Segmentation (i. grêle) et brassage (estomac) = digestion mécanique – Les muscles non adjacents du tube digestif se contractent et se relâchent tour à tour – Brassage de la nourriture vers l’avant puis vers l’arrière. Marieb et Hoehn 2015 p. 1002 13 13 Endocrinologie Obj. 5 Nutrition 4. Histologie du tube digestif MUQUEUSE SOUS-MUQUEUSE MUSCULEUSE ADVENTICE/SÉREUSE McKinley et al. 2019; Fig. 26.3a SPHINCTERS? 14 14 7  27/09/2024 Endocrinologie Obj. 5 Nutrition 4. Histologie du tube digestif (…suite) Sphincters Conduits des gl. annexes Canal anal Caecum 15 McKinley et al., 2019 Fig. 26.9, 26.19, 26.24a 15 Endocrinologie Nutrition 5. Péritoine, innervation et vascularisation Obj. 6 Péritoine (pariétal ou viscéral): Mésentère: double couche de séreuse qui tapisse la cavité péritoine reliant certains organes abdominale digestifs à la paroi de la cavité Tortora et Derrickson p.547-548 16 16 8  27/09/2024 Endocrinologie Obj. 7-8 Nutrition 6. Rôles + détaillés des organes Système digestif Dans les schémas intégrateurs 1, 2 et 3 Déséquilibres liés à: l’estomac Obj. 9 Reflux gastro-œsophagien ou « brûlures d’estomac » – Survient lorsque le contenu acide de l’estomac reflue dans l’œsophage – Causes: Trop grande ingestion de liquides et/ou d’aliments Organes abdominaux poussés vers le haut (obésité, grossesse) Présence d’une hernie hiatale – Complications: Œsophagite Ulcères œsophagiens Cancer de l’œsophage Marieb et Hoen 2015 p. 1015 17 17 Endocrinologie Nutrition 6. Rôles + détaillés des organes Obj. 9 Système digestif (…suite) Déséquilibres liés à: l’estomac (…suite) Vomissements – Évacuation désagréable du contenu gastrique par la voie supérieure – Causes Étirement extrême de l’estomac ou de l’intestin Agents irritants (bactéries comme Staphylococcus aureus) Quantité excessive d’alcool, d’aliments épicés ou de certains médicaments Ulcère gastro-duodénal – Estomac Douleur aggravée par le fait de manger ou de boire – Ulcère duodénal Douleur lorsque l’estomac est vide (durant la nuit, par exemple) Douleur s’apaise au moment des repas… …mais s’accentue d’une à trois heures après avoir mangé 18 18 9  27/09/2024 Endocrinologie Nutrition 6. Rôles + détaillés des organes Obj. 9 Système digestif (…suite) Déséquilibres liés à: l’estomac (…suite) Ulcères gastriques Causes Conséquences Comparaison avec ulcère duodénal 19 19 Endocrinologie Obj. 10 Nutrition 6. Rôles + détaillés des organes Système digestif (…suite) Rôle des sels biliaires dans la digestion des lipides Digestion mécanique Émulsion des graisses sous l’effet des sels biliaires Digestion chimique Hydrolyse des triglycérides en acides gras et monoglycérides sous l’effet des lipases (pancréatique, gastriques). 20 20 10  27/09/2024 Endocrinologie Nutrition 6. Rôles + détaillés des organes Obj. 9 Système digestif (…suite) Déséquilibres liés au: foie Stéatose/cirrhose Causes Conséquences 21 21 Endocrinologie Nutrition 6. Rôles + détaillés des organes Obj. 9 Système digestif (…suite) Déséquilibres liés au: gros intestin Diarrhée et constipation Causes Conséquences 22 22 11  27/09/2024 Endocrinologie Nutrition 6. Rôles + détaillés des organes Obj. 9 Système digestif (…suite) Déséquilibres liés au: pancréas Fibrose kystique Causes Conséquences 23 23 Endocrinologie Obj. 11 Nutrition 7. Absorption des nutriments Système digestif Distinguer les molécules hydrophiles et celles hydrophobes 24 24 12  27/09/2024 Endocrinologie Obj. 11 Nutrition 7. Absorption des nutriments (…suite) Système digestif GLUCIDES PROTÉINES LIPIDES VITAMINES? MINÉRAUX? EAU? 25 25 Endocrinologie Obj. 12 Nutrition 8. Régulation de la digestion Système digestif Les réflexes Les réflexes longs courts relèvent se produisent du SNC uniquement dans la paroi intestinale (système nerveux entérique) 26 26 13  27/09/2024 Endocrinologie Obj. 12 Nutrition 8. Régulation de la digestion (…suite) Système digestif 1. La phase céphalique – Récepteurs et voie sensorielle stimulés par l’odeur, la vue, le son ou l’idée de la nourriture – Centre de régulation: Système limbique → Hypothalamus → Bulbe rachidien – Ex: La voie motrice parasympathique stimule les glandes salivaires et les glandes gastriques 2. La phase gastrique – Régulation hormonale (gastrine) – Réflexes viscéraux (courts ou longs) – Ex.: La distension des parois de l’estomac stimule les ganglions entériques (réflexes courts) et le bulbe rachidien ou moelle épinière (réflexes longs) qui stimulent les muscles lisses (péristaltisme) et les glandes gastriques 3. La phase intestinale – Régulation hormonale (sécrétine et CCK) – Réflexes viscéraux (courts ou longs) – Ex.: Augmentation de la segmentation et du péristaltisme intestinal Ex.: Inhibition de l’activité de l’estomac 27 27 Endocrinologie Obj. 12 Nutrition 8. Régulation de la digestion (…suite) Système digestif Régulation HORMONALE de la digestion 1. L’étirement des parois stomacales déclenche la libération de gastrine qui stimule la production du suc gastrique 2. L’arrivée du chyme dans le duodénum déclenche la libération de sécrétine et de CCK qui activent la sécrétion du suc pancréatique et de la bile 3. Des taux élevés de sécrétine et de CCK inhibent le péristaltisme stomacal et la sécrétion des sucs gastriques 28 28 14  27/09/2024 Endocrinologie Obj. 13 Nutrition 9. Régulation de l’appétit Système digestif 29 29 Endocrinologie Obj. 13 Nutrition 9. Régulation de l’appétit (…suite) Système digestif Hormones de l’appétit Ghréline Insuline Leptine PYY 30 30 15  27/09/2024 Endocrinologie Nutrition 10. Déplacement des nutriments Système digestif Métabolisme 31 31 Endocrinologie Obj. 13 Nutrition 11. Quelques voies enzymatiques Système digestif Métabolisme MÉTABOLISME? _____________________________________ Digestion Absorption lipolyse Néoglucogenèse Synthèse glycogenèse Glycogé- des protéines nolyse Métabolisme Glycolyse lipogenèse (anabolisme et catabolisme) Désamination oxydative β-oxydation Dégradation oxydative (catabolisme) 32 32 16  27/09/2024 Endocrinologie Nutrition 11. Quelques voies enzymatiques (…suite) Obj. 13 Système digestif Métabolisme MÉTABOLISME? _____________________________________ RÉACTIONS ANABOLIQUES RÉACTIONS CATABOLIQUES NÉOGLUCOGÉNÈSE RESPIRATION CELLULAIRE AÉROBIE GLYCOLYSE CYCLE DE KREBS FERMENTATION LACTIQUE GLYCOGENÈSE GLYCOGÉNOLYSE LIPOGENÈSE LIPOLYSE Β-OXYDATION SYNTHÈSE DES PROTÉINES PROTÉOLYSE 33 33 Endocrinologie Rappel Nutrition 12. Réactions d’oxydoréduction Système digestif Métabolisme Oxydation – Un atome (ex.: carbone) perd des électrons (ou s’en éloigne) Réduction – Un atome (ex.: oxygène) gagne des électrons (ou s’en approche) Oxydoréduction – Les électrons perdent de l’énergie potentielle – Cette perte d’énergie potentielle peut être utilisée pour accomplir un travail 34 34 17  27/09/2024 Endocrinologie Rappel Nutrition 13. Production d’énergie Système digestif Métabolisme Qu’est-ce que l’ATP? A_______________________ T_____P___________________ COMPOSANTES: 1. 2. AMP ADP 3. ATP 4. 5. De quelle manière l’ATP emmagasine et libère l’énergie? 35 35 Endocrinologie Obj. 3 Nutrition 13. Production d’énergie (…suite) Système digestif Métabolisme RESPIRATION CELLULAIRE AÉROBIE C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O + 32 ATP Glycolyse (anaérobie) Oxydation du pyruvate + chaleur Cycle de l’acide citrique Chaîne de transport des e- Quelles cellules? À quel moment? FERMENTATION LACTIQUE C6H12O6 → 2 C3H6O3 + 2 ATP Glycolyse (anaérobie) Quelles cellules? À quel moment? 36 36 18  27/09/2024 Endocrinologie Obj. 3 Nutrition 13. Production d’énergie (…suite) Système digestif Métabolisme Schéma général de la RESPIRATION CELLULAIRE AÉROBIE Oxydation pyruvate Phosphorylation oxydative ÉTAPES LOCALISATION DANS LA CELLULE 1. Glycolyse 2. Oxydation du pyruvate 3. Cycle de l’acide citrique 4. Phosphorylation oxydative 37 37 Endocrinologie Obj. 3 Nutrition 13. Production d’énergie (…suite) Système digestif Métabolisme Rôle clé du NAD+ et du FAD Le NAD+ et le FAD (des coenzymes) sont d’excellents agents oxydants (ils sont donc réduits). Ils contribuent à l’oxydation des nutriments (agents réducteurs) en pyruvate, puis en acétyl-CoA Ils participent au cycle de l’acide citrique Ils agissent ensuite comme transporteurs d’é- vers la mitochondrie 38 38 19  27/09/2024 Endocrinologie Obj. 3 Nutrition 13. Production d’énergie (…suite) Système digestif Métabolisme Schéma général de la GLYCOLYSE Cytoplasme NADH H2O + G3P Pyruvate BILAN Glucose __ ATP Étapes 6 à 10 Pyruvate __ NADH Étapes 1 à 4 G3P __ FADH2 __ H20 __ CO2 + NADH H2O Destinée du NADH ? Destinée du Pyruvate ? 39 39 Endocrinologie Obj. 3 Nutrition 13. Production d’énergie (…suite) Système digestif Métabolisme Schéma général de l’ OXYDATION DU PYRUVATE En traversant la mitochondrie NADH + CO2 Pyruvate Acétyl CoA BILAN __ ATP __ NADH NADH + CO2 __ FADH2 Pyruvate Acétyl CoA __ H20 __ CO2 Destinée du NADH ? Destinée du Pyruvate ? Acétyl CoA Destinée du ? 40 40 20  27/09/2024 Endocrinologie Obj. 3 Nutrition 13. Production d’énergie (…suite) Système digestif Métabolisme Schéma général du CYCLE DE L’ACIDE CITRIQUE Dans la matrice mitochondriale BILAN Acétyl CoA __ ATP 3 NADH __ NADH CYCLE __ FADH2 1 FADH2 __ H20 2 CO2 __ CO2 (X 2) (X 2) (X 2) Destinée du NADH ? Destinée du FADH2 ? Destinée du CO2 ? 41 41 Endocrinologie Obj. 3 Nutrition 13. Production d’énergie (…suite) Système digestif Métabolisme Schéma général de la PHOSPHORYLATION OXYDATIVE Dans la membrane mitochondriale cytoplasme H+ H+ H+ espace intermembranaire Q C matrice mitochondriale e- e- NADH FADH2 H+ H+ H+ ½ O2 H2O DÉRIVÉS RÉACTIFS DE L’OXYGÈNE (DRO) Transporte des e- au début de la chaîne -> passage de H+ -> gradient de NADH H+ active l’ATP synthase -> libération de ____ Transporte des e- un peu plus loin -> passage de moins de H+ -> gradient FADH2 de H+ moins grand active l’ATP synthase -> libération de ____ RÔLE DE O2 ? 42 42 21  27/09/2024 Endocrinologie Nutrition 13. Production d’énergie (…suite) Système digestif Métabolisme Structure de l’ATP synthase et fonctionnement 43 43 Endocrinologie Obj. 4 Nutrition 14. Stress oxydant Système digestif Métabolisme CORT NOYAU ADN O2 PROTÉINES LIPIDES O2 DOMMAGES O2 … LA ROUILLE CELLULAIRE ÉNERGI DRO E … PERTES DE FONCTIONS, MALADIES, VIEILLISSEMENT DRO enzymatiques CELLULE non enzymatiques CAUSES DE L’AUGMENTATION??? 44 44 22  27/09/2024 Endocrinologie Obj. 5 Nutrition 15. Métabolisme des glucides Système digestif Métabolisme 45 45 Endocrinologie Obj. 5 Nutrition 16. Métabolisme des triglycérides Système digestif Métabolisme 46 46 23  27/09/2024 Endocrinologie Nutrition 16. Métabolisme des triglycérides (…suite) Obj. 5 Système digestif Métabolisme Production d’énergie à partir des acides gras TRIGLYCÉRIDES LIPOLYSE GLYCÉROL 3 ACIDES GRAS β-oxydation G3P Nombre de C par acide gras /2 x 3 = PYRUVATE Nombre d’ BEAUCOUP D’ATP!!! acétyl CoA Acétyl CoA Phospho- CYCLE + rylation oxydative Ex.: acides gras à 16 C = 320 ATP!!! 47 47 Endocrinologie Nutrition 18. Déficit en glucose et conséquences Obj. 6 Système digestif Métabolisme Glycémie étroitement GLUCOSE maintenue par régulation = source principale INSULINE/GLUCAGON d’E pour Qu’arrive-t-il lorsque la glycémie est basse et que les réserves (glycogène) sont épuisées? 1. NÉOGLUCOGENÈSE 1. 2 glycérols → 2 G3P → glucose 2. certains a.a. → acide cétonique (après la désamination) → pyruvate → glucose 3. acide lactique → pyruvate → glucose 2. LIPOLYSE + CÉTOGENÈSE 3. PROTÉOLYSE (MUSCLES/ORGANES) 48 48 24  27/09/2024 Endocrinologie Nutrition 19. Épargne du glucose et acidocétose Obj. 6-7 Système digestif Métabolisme Épargne du glucose Converti en corps 1. L’oxaloacétate est un métabolite essentiel à cétoniques l’entrée de l’Acétyl-CoA dans le cycle de Krebs Converti 2. L’oxaloacétate peut être converti en glucose en pour combler le manque (néoglucogenèse) glucose 3. Un déficit cellulaire en glucose (ex.: diabète ou jeûne) augmente la lipolyse et la β- oxydation… 4. L’acétyl-CoA s’accumule donc et est convertie par le foie en corps cétoniques 5. L’accumulation de corps cétoniques en trop grande quantité peut mener à des problèmes de santé (acidocétose, coma, etc.) Acidocétose et acidose métabolique? 49 49 Endocrinologie Nutrition 19. Épargne du glucose et acidocétose (…suite) Obj. 7 Système digestif Métabolisme Exemple avec le diabète sucré non contrôlé 50 50 25  27/09/2024 Endocrinologie Nutrition 20. Rôles du foie dans le métabolisme Obj. 8 Système digestif Métabolisme PROCESSUS FONCTIONS MÉTABOLIQUES Métabolisme des Régulation de la glycémie (glycogenèse, néoglucogenèse, glucides glycogénolyse, conversion du glucose en lipides) Stockage (lipogenèse) et dégradation (lipolyse et β-oxydation) Métabolisme des Conversion de l’excédent d’acétyl-CoA en corps cétoniques lipides Formation des lipoprotéines et synthèse du cholestérol Désamination des acides aminés Métabolisme des Formation de l’urée protéines Synthèse des protéines plasmatiques Stockage minéraux et Stockage des vitamines A, D, B12 et du fer vitamines Métabolisme de l’alcool et des médicaments Bio-transformations Métabolisme de la bilirubine (recyclage de l’hémoglobine) Métabolisme de quelques hormones (T3, T4 et stéroïdiennes) 51 51 Endocrinologie Nutrition 20. Rôles du foie dans le métabolisme (…suite) Obj. 8 Système digestif Métabolisme Formation des lipoprotéines et synthèse du cholestérol 52 52 26  27/09/2024 Endocrinologie Nutrition 20. Rôles du foie dans le métabolisme (…suite) Obj. 8 Système digestif Métabolisme Formation des lipoprotéines et synthèse du cholestérol (…suite) HDL LDL Rôle Capter l’excédent de lipides des Transport des lipides du foie vers tissus et l’emmener vers le foie où les tissus où il peut être utilisé il est dégradé et excrété (sels pour construire des membranes, biliaires) fabriquer des hormones, etc. Quantité de lipides + +++ Quantité de protéines +++ + Densité Élevée Faible HDL > 1,1 mmol/L LDL < 4,1 mmol/L Total < 5,2 à 6,2 mmol/L Un quotient LDL/HDL > 4 est à éviter… 53 53 Endocrinologie Nutrition 20. Rôles du foie dans le métabolisme (…suite) Obj. 8 Système digestif Métabolisme Le foie dans l’état POSTPRANDIAL 54 54 27  27/09/2024 Endocrinologie Nutrition 20. Rôles du foie dans le métabolisme (…suite) Obj. 8 Système digestif Métabolisme Le foie dans l’état DE JEÛNE 55 55 28