Molécules du Vivant : Définition, Atomes, Anions, Cations et Molécule D'eau (PDF)

UE N° 2.1 Molécules du vivant : définition atome, anion, cation, molécule – la molécule d’eau Partie 2 Caroline SCHMITT MCU-PH Service de Biochimie et INSERM U1149 CHU Louis Mourier Plan du cours 1. Définition et description de l’atome...

UE N° 2.1 Molécules du vivant : définition atome, anion, cation, molécule – la molécule d’eau Partie 2 Caroline SCHMITT MCU-PH Service de Biochimie et INSERM U1149 CHU Louis Mourier Plan du cours 1. Définition et description de l’atome 2. La molécule 3. Les ions 4. Les liaisons chimiques 5. La molécule d’eau 6. L’équilibre hydrique dans l’organisme  Les liaisons chimiques(1) Les atomes (et par conséquent les molécules) sont capables d’interagir entre eux en fonction de leurs propriétés atomiques avec plus ou moins de force. Les différents types de liaison  Liaison forte = liaison covalente « forte » car l’énergie nécessaire pour rompre cette liaison doit être importante. Ce type de liaison assure la rigidité du « squelette » des biomolécules.  Liaisons faibles = liaisons non covalentes liaison hydrogène, interaction ionique, interactions hydrophobes… « faible » car l’énergie nécessaire pour rompre cette liaison est 10 à 100 fois plus faible que celle pour rompre une liaison covalente.  Les liaisons chimiques (2) La liaison covalente = mise en commun d’électrons H + H H H ou H H doublet d’électrons Dihydrogène commun 2H + O O H Eau, H2O H  Les liaisons chimiques (3) La liaison covalente (suite) Exemples de fonctions chimiques importantes : - Fonction alcool : O H - Fonction cétone : C O - Fonction aldéhyde : C H O - Fonction acide carboxylique : C O H O  Les liaisons chimiques (4) Les liaisons faibles 1/ la liaison hydrogène = force impliquant un atome d’hydrogène et un atome électronégatif (N ou O le plus souvent) La liaison hydrogène assure la cohésion des molécules d’eau  Les liaisons chimiques (5) Les liaisons faibles (suite) 2/ interaction ionique = entre 2 atomes (ou molécules) de charge opposée = interaction entre 2 ions de charge opposée Exemple : Na+ Cl-  La molécule d’eau (1) Formule H2O Structure 2 atomes d’hydrogène H H O 1 atome d’oxygène Liaison covalente  La molécule d’eau (2) Propriétés C’est une molécule polaire (ou polarisée) car : O est électronégatif (noté d-) car il attire vers lui les électrons de la liaison covalente H est électropositif (noté d+) car les électrons de la liaison covalente sont éloignés de lui O Molécule non polaire Molécule polaire  La molécule d’eau (3) Propriétés (suite) L’eau est donc un solvant, capable de dissoudre des substances appelées solutés Exemple : cristaux de sel se dissolvant dans l’eau  des molécules d’eau entourent chaque ion du soluté (= hydratation)  L’équilibre hydrique dans l’organisme (1) L’eau de l’organisme  Quantitativement le composant le plus abondant de la matière vivante  Elle représente 55 à 65 % du poids total de l’organisme humain  Variable selon l’âge :  Nourrisson 70%  Adulte 60% (soit pour un adulte de 70kg = 42L d’eau)  Sujet âgé 45%  Variable selon les tissus :  Muscle 83%  Os 22%  Rôles de l’eau de l’organisme  Hydrate les cellules  Assure la distribution des nutriments  Participe aux réactions d’hydrolyse qui se produisent par exemple lors de la digestion H2O ex : maltose 2 glucose  Assure l’élimination des déchets  Répartition de l’eau dans l’organisme Elle se répartit dans 2 différents compartiments :  Le compartiment intracellulaire pour les 2/3 = liquides intracellulaires  Le compartiment extracellulaire pour 1/3 constitué par le plasma et la lymphe = liquides extracellulaires Chaque compartiment est une solution de solutés (Na+, K+, Cl-, glucose, urée….) dans de l’eau pure  L’équilibre hydrique La quantité d’eau doit rester constante chez un individu  les apports quotidiens doivent compenser les pertes Entrées : ~ 2,5 L/jour = boissons + aliments + eau métabolique Sorties : ~ 2,5 L/jour = urines + selles + sueur + respiration  L’équilibre hydrique (suite) L’équilibre hydrique entre les 2 compartiments (intracellulaire et extracellulaire) est permis par un phénomène physique = l’osmose L’osmose = mouvement de l’eau du milieu le moins concentré en solutés vers le milieu le plus concentré en solutés. Ce mouvement a lieu jusqu’à l’égalité de concentration entre les 2 compartiments (isotonie)  Illustration de l’osmose soluté (ex : Na+) Membrane cellulaire : perméable à l’eau mais pas aux substances dissoutes diffusion de l’eau du secteur le moins concentré vers le plus concentré La pression osmotique, est une force déterminée par une différence de concentration entre deux solutions situées de part et d'autre d'une membrane semi-perméable  En pratique En pratique Hématies (= globules rouges) placées dans des solutions de concentrations différentes Soluté : Hypotonique Isotonique Hypertonique Gain net en eau, Les hématies Perte nette en eau, les les hématies gonflent conservent hématies se contractent leur forme (aspect crénelé)  En pratique (suite) En pratique Solutés de perfusion isotoniques Un soluté est isotonique au plasma lorsqu’il a la même pression osmotique que le plasma Exemples :  Chlorure de sodium à 0,9% (= 0,9 g NaCl / 100 mL d’eau soit 9 g/L) = sérum physiologique  Sérum glucosé à 5% ( = 5 g de glucose / 100 mL d’eau soit 50 g/L) = G5  En pratique : la déshydration En pratique La déshydratation Pli cutané Exemple : la déshydratation extra cellulaire (DEC) Signes cliniques : plis cutanés, cernes, muqueuses sèches, hypotension, perte de poids … Conséquences : choc hypovolémique = chute brutale de la tension artérielle (= pression artérielle) liée à une baisse du volume sanguin Etiologies : diarrhée profuse, vomissements, brûlure étendue, sudation extrème… On a soif quand on a perdu 3% d’eau On est mort quand on a en a perdu 20%  Bibliographie - Biologie de N. Campbell & J. Reece, Pearson Education, 7e édition - Biologie fondamentale de K. Abbadi, Sup’Foucher - Biologie fondamentale de C. Favro, Estem  Crédits Contenu pédagogique : Caroline Schmitt Charte graphique : MédiTICE Ingénierie pédagogique : Karima Sekri