TD1 et TD2 Éléments du Vivant et Gaz du Sang - UE 2.1 Biologie Fondamentale

UE 2.1 : Biologie Fondamentale ============================== #### Compétence 4 : Mettre en œuvre des actions à visée diagnostique et thérapeutique ***DOCUMENT FORMATEUR correction du TD 1 et TD 2*** =================================================== **Travaux dirigés** (5h) organisés de la faço...

UE 2.1 : Biologie Fondamentale ============================== #### Compétence 4 : Mettre en œuvre des actions à visée diagnostique et thérapeutique ***DOCUMENT FORMATEUR correction du TD 1 et TD 2*** =================================================== **Travaux dirigés** (5h) organisés de la façon suivante : Le principe des TD : 1. TPG : Prérequis en QCM en distanciel. (Effectué la semaine du 2 septembre 2024 en autonomie) 2. TPG : Application pratique sur les examens biologiques en distanciel. (effectué le 3 et 7 Octobre) 3. TD1 : Les éléments constitutifs du vivant (1h30). (Effectué le 17 Octobre, en ¼ de groupe) 4. TD2 : Les gaz du sang/ glucides, lipides et protéines (1h30) (effectué le 17 octobre, en ¼ de groupe) 5. TD3 : Anatomie d\'un gène/ cycle cellulaire / cellule, membranes et notion de récepteur (2h). 3 h effectué sur l'IFSI le 27 novembre en ½ groupe 6. Quizz de révision en distanciel. **Objectifs globaux** de la séquence : - Identifier le vivant et ses caractéristiques - Développer une vision intégrée des niveaux d'organisation de la cellule à l'organisme - S'approprier des connaissances de base en biologie cellulaire et moléculaire - Faire le lien entre des connaissances biologiques et les notions d'homéostasie, de maladie, ou de thérapeutique TD1 : Les éléments constitutifs du vivant (1,5 h) **Lien avec le cours fac suivant : les molécules du vivant : atome, molécule, ions, liaisons chimiques, H2O, équilibre hydrique**. ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- **Objectifs :** {#objectifs.ListParagraph} --------------- - Connaitre la structure de l'atome, identifier ses constituants - Identifier la structure et les propriétés de la molécule d'eau - Maitriser la répartition de l'eau dans l'organisme et expliquer le principe de l'osmose ### Définir les termes suivants **Atome** : la plus petite partie indivisible composant de la matière et capable d'interagir avec d'autres. Cette définition est aujourd'hui nuancée par la décomposition possible de l'atome en particules plus petites : les protons, neutrons et électrons. **Ion** : atome qui gagne ou perd un ou plusieurs électron(s). **Molécule** : association covalente de plusieurs atomes (quand l'atome partage des électrons avec un autre atome, il forme une liaison covalente créant une molécule). **Glucide** : biomolécule composée d'une chaine carbonée possédant des fonctions alcool et une fonction aldéhyde ou cétone. **Lipide** : molécule hydrophobe donc insoluble dans l'eau. **Protéine** : Enchainement d'acides aminés (portant une fonction acide et une fonction amine). **Acide nucléique** : polymères de nucléotides. **Enzyme :** protéine chargée de catalyser une réaction chimique, c\'est-à-dire de l'accélérer. **pH :** Le potentiel hydrogène permet de mesurer l'acidité d'une solution. IL dépend de la concentration des ions H+ en solution : pH = - log \[H+\]. Les solutions acides ont un pH inférieur à 7 et les solutions alcalines ont un pH supérieur à 7. En entrainement : [[http://learningapps.org/watch?v=p4ezaicjk17]](http://learningapps.org/watch?v=p4ezaicjk17) [Sources ]: K. ABBADI, *Biologie fondamentale,* Diplôme infirmier, Foucher, 2012 S. ROUSSET G. PERLEMUTER, *Biologie fondamentale et génétique*, Cahiers des sciences Infirmières, Elsevier Masson, 2010 ### Complétez les phrases suivantes : - - - - - - - - - - - - ### **[Répondre aux questions suivantes :]** a. b. Il est important de noter que l\'unité internationale de la glycémie est mmol/L or beaucoup de patients et de soignants s\'exprime encore en g/L. Par conséquent il est important de savoir transformer le résultat de la glycémie en g/L ou en mmol/L. Un résultat de 1 g/Ll signifie que l\'on a 1g de glucose par litre de sang. Or on sait que la masse molaire du glucose est de 180 g/mol ce qui signifie que : 1 mole de glucose pèse 180 g. Je peux donc chercher combien il y a de mole de glucose dans 1 g. Pour cela je pose : 180 g 1 mole 1 g Y mole Je peux traduire cette expression de proportionnalité par : Y = 1X1/180 Y = 0,0055 mole sachant qu\'une mole est équivalent à 1000 mmoles, Ainsi la concentration en glucose est de : 5,5mmol/L c. La **soif**, le **pli** **cutané**, les **muqueuses** **sèches**, **l'hypotension**, la **perte** de **poids** Notre corps contient plus de 65 % d\'eau, par conséquent en cas de déshydratation extracellulaire les répercussions sont importantes. Heureusement notre organisme met en place des systèmes de compensation par exemple : a. La vasoconstriction (la réduction du calibre des vaisseaux pour limiter la baisse de la pression sanguine) b. La diminution de la diurèse pour limiter les pertes c. L\'augmentation du rythme cardiaque pour compenser la diminution de la volémie. La perte de poids est liée uniquement à la perte en eau L\'hypotension est liée à la diminution de la volémie d. Le **choc** **hypovolémique,** le mot choc est lié au fait qu\'il y a un retentissement important qui conduit à la défaillance d\'un ou plusieurs organes vitaux (cœur, cerveau, reins...) e. \- **Hydrater les cellules** **- Assurer la distribution des nutriments** **- Participer à la réaction d'hydrolyse (digestion transformer les protéines en acides aminés)** **- Assurer l'élimination des déchets** f. En utilisant le principe de la pression osmotique, indiquez par une flèche le déplacement de l'eau entre les deux milieux. Argumentez votre réponse **Osmose : diffusion de l'eau à travers une membrane semi perméable (ex : membrane plasmique) du secteur le moins concentré en ions Na+ vers le secteur le plus concentré en ions Na+, jusqu'à l'équilibre des concentrations.** g. **La norme de la concentration plasmatique en sodium est de 135 à 145 mmol/L. Par conséquent le taux de sodium est diminué ceci va entraîner un déplacement d'eau du milieu extracellulaire vers le milieu intracellulaire. Ce qui peut entraîner une lyse des cellules par un apport trop important en eau.** **h)** De même, que se passerait-il si l'on perfusait par voie intraveineuse une grande quantité de solution hypertonique (concentration supérieur en sodium à celle du plasma) de chlorure de sodium ? Argumentez votre réponse. \- **Il y aurait une augmentation de la concentration de chlorure de sodium dans le milieu extracellulaire.** **- Par osmose, l'eau passerait du milieu le moins concentré vers le milieu le plus concentré, ceci permet d'équilibrer les concentrations des deux milieux.** **- Par conséquent, l\'eau passerait du milieu intracellulaire vers le milieu extracellulaire ceci entrainerait une déshydratation intracellulaire. Une déshydratation intracellulaire provoque l\'apparition d\'œdèmes** **Il faut donc toujours perfuser un patient avec un soluté isotonique :** **- Soit du chlorure de sodium à 0,9%** \- **Soit du sérum glucosé à 5%** Lien avec le cours fac suivant : les minéraux : Na, K, Cl, Ca, P, Mg, S, oligo-éléments --------------------------------------------------------------------------------------- OBJECTIFS : 1. Citer les principaux minéraux de l'organisme (calcium, phosphore, potassium, soufre, sodium, chlore, magnésium) et leurs principales fonctions 2. Expliquer les causes et conséquences de leurs variations pathologiques 3. Comprendre la différence entre macroéléments et oligoéléments (fluor, fer, zinc, cuivre, iode, manganèse, cobalt, sélénium) 1. ### Répondre aux questions suivantes : [[https://learningapps.org/watch?v=pc54set3520]](https://learningapps.org/watch?v=pc54set3520) 1. \- **Laisser le garrot le moins longtemps possible** **- Prélever le tube pour le ionogramme en priorité.** **En effet, le garrot permet de clamper les veines et ainsi de remplir les tubes de prélèvements beaucoup plus rapidement. En revanche, le garrot provoque également la lyse de globules rouges, ceux-ci vont libérer les ions potassium qu\'ils contenaient et par conséquent provoquer une fausse hyperkaliémie** 2. Je suis le **calcium (Ca)**. En effet, l\'atome de calcium perd deux électrons et ainsi devient l\'ion Ca^2+^. Il est stocké dans les os ce qui en fait l\'ion le plus représenté en masse dans notre organisme, et au niveau de la synapse il permet l\'exocytose des vésicules synaptiques qui contiennent le neurotransmetteur. ### 2. Quelques quizz d'entraînement {#quelques-quizz-dentraînement.ListParagraph} a. Parmi les propositions suivantes laquelle ou lesquelles sont justes ? - **Une hypokaliémie entraîne des troubles du rythme cardiaque** - **Le phosphore est un constituant indispensable de l'acide nucléique** - **Les os participent à la régulation du calcium** - L'ion sodium est principalement présent en intracellulaire a. A propos du sodium, quelles sont la ou les propositions vraies ? - **Une hypernatrémie entraîne une déshydratation intracellulaire** - Une hypernatrémie entraîne une hyperhydratation intracellulaire - Une hyponatrémie entraîne une déshydratation intracellulaire - **Une hyponatrémie entraîne une hyperhydratation intracellulaire** b. Parmi les propositions suivantes, quelles sont celles qui sont des causes d'hyperkaliémie : - **Apport** **excessif de Potassium** - Insuffisance cardiaque - Apport excessif d'eau (potomanie) - **Insuffisance rénale** c. Quelle est la précaution importante à prendre lors de la mise en œuvre d'une prescription de potassium par voie injectable ? - **Le potassium ne doit jamais être injecté en IVD car il entraîne une hyperkaliémie immédiate avec troubles du rythme cardiaque et décès du patient.** TD2 : les gaz du sang / Glucides, lipides et protides (1,5 h) Lien avec le cours fac suivant : Les gaz du sang et les molécules organiques ---------------------------------------------------------------------------- **OBJECTIFS :** - Expliquer les échanges gazeux et la respiration cellulaire - Citer les paramètres de mesure des gaz du sang et connaitre les normes Pour vivre nous consommons l'oxygène de l'air et nous rejetons du dioxyde de carbone. L'oxygène pénètre dans les poumons jusqu'au niveau des alvéoles pulmonaires, puis l'oxygène passe dans les capillaires sanguins pour se fixer au niveau des molécules d'hèmes des globules rouges. Le sang permet ainsi, le transport de l'oxygène jusqu'aux cellules de l'organisme Le dioxyde carbone produit par les cellules suivra le chemin inverse et sera rejeter lors de l'expiration à l'extérieur de l'organisme. b. Expliquez pourquoi au niveau pulmonaire le dioxyde de carbone passe du sang vers les alvéoles et pourquoi l'oxygène passe des alvéoles vers les capillaires sanguins. **Pour les gaz, les échanges se font en respectant le gradient de pression : du milieu où la pression partielle est la plus forte vers le milieu où la pression partielle est la moins forte. Ainsi :** **- Pour le dioxyde de carbone, il y en a beaucoup de produit par les cellules de l'organisme. Dans le sang, le gaz carbonique est transporté par l'hémoglobine ou sous forme dissoute dans l'eau sous forme de bicarbonate H~2~CO~3~. Donc le sang qui arrive au niveau des poumons est chargé en CO~2~. En revanche dans l'air que nous inspirons il n'y pas ou très peu de CO~2~. Par conséquent la pression partielle en CO~2~ est supérieure dans le sang par rapport aux alvéoles. Donc le gaz carbonique passe du sang vers les alvéoles.** **- Pour l'oxygène, les globules rouges qui arrivent au niveau des poumons ne contiennent pas d'oxygène car celui-ci a été capté par les cellules de l'organisme. En revanche, l'air qui se trouve dans les alvéoles contient 21% d'oxygène. Par conséquent l'O~2~ va passer des alvéoles vers le sang des capillaires.** **NB Formateur : possibilité d'imager avec une image de la respiration alvéolaire** c. Citez trois conséquences graves d'une diminution du taux d'oxygène dans le sang. **Souffrance cellulaire (la respiration cellulaire qui aboutit à la production d\'ATP nécessite de l\'oxygène, ischémie (si la respiration cellulaire ne se fait pas les cellules se nécrose, infarctus du myocarde (c\'est la nécrose du muscle cardiaque)...** d. Citez les adaptations à l'hypoxie que l'organisme met en place **Hyperventilation (si à chaque ventilation, l\'organisme ne reçoit pas suffisamment d\'oxygène, il va augmenter sa fréquence respiratoire pour augmenter sa quantité d\'oxygène reçu par minute), tachycardie (l\'organisme va augmenter sa fréquence cardiaque, pour envoyer plus rapidement à tous les tissus le peu d\'oxygène qu\'il reçoit), augmentation du nombre de globules rouges (dans notre organisme, l\'oxygène est transporté par l\'hémoglobine des globules rouges, pour augmenter la rentabilité du transport notre organisme va produire plus de globules rouges. C\'est entre autre pour cela que les sportifs de haut niveau vont s\'entrainer en altitude avant une grande compétition : en altitude il y a moins d\'oxygène donc ils augmentent leur nombre de globules rouges sans ce doper).** e. Expliquez le principe de l'intoxication au monoxyde de carbone. - **Le monoxyde de carbone est un gaz incolore et inodore issu d'un problème de combustion (souvent lié à des problèmes de chauffage).** - **L'hémoglobine a une plus forte affinité pour le CO que pour l'oxygène.** - **Donc le monoxyde de carbone va saturer l'hémoglobine et provoquer une hypoxie.** d. Expliquer le principe du traitement de l'intoxication au monoxyde de carbone ainsi que la surveillance. **Le traitement se fait par un apport massif en oxygène qui peut aller jusqu'au caisson hyperbare pour remplacer petit à petit le HbCO (complexe hémoglobine -- monoxyde de carbone) par de l'HbO~2~ (complexe hémoglobine dioxygène)** **La surveillance :** 1. **L'état de conscience (signale l\'amélioration car les troubles de la conscience sont liés au fait que le cerveau est très sensible à la diminution du taux d\'oxygène dans le sang)** 2. **L'oxygénation** 3. **Les céphalées** 4. **La saturation en oxygène** 5. **La fréquence respiratoire** 6. **Les gaz du sang** e. Indiquez dans quel type de vaisseaux sanguin doit-on ponctionner le sang pour obtenir un résultat exploitable de la mesure des gaz du sang **La ponction doit se faire dans une artère (ex : artère radiale)** f. Indiquer les normes a. b. c. d. **PaO~2~ = 86 à 100mmHg pH = 7,38 à 7,42** **PaCO~2~ = 38 à 42mmHg SaO~2~ = 97 à 100%** Lien avec le cours fac suivant : Les glucides, lipides et protides ------------------------------------------------------------------ OBJECTIFS : - Identifier les macro-nutriments : glucides, lipides, protides - Glucides : connaitre les oses et comprendre les glucides simples et complexes, comprendre le rôle du glucose chez l'homme, connaitre la norme de la glycémie - Protides : comprendre les acides aminés, les protéines, connaitre les fonctions des protéines et leur rôle énergétique. - Lipides : faire le lien entre acide gras et lipide, comprendre les lipides simples (glycérides, triglycérides, le cholestérol et les stérides) et les lipides complexes (phospholipides), connaitre le rôle biologique des lipides. #### Les glucides Après avoir visualisé le cours portant sur les glucides, testez vos connaissances en complétant ce texte lacunaire. Vous pouvez également visionner la vidéo suivante sur la respiration cellulaire : [[https://www.youtube.com/watch?v=inddRD24G3w&t=2s]](https://www.youtube.com/watch?v=inddRD24G3w&t=2s) ### Compléter les textes lacunaires 1. 2. 3. 4. 5. 6. ### En complément Je vous propose un exercice sur [[https://learningapps.org/display?v=py3px9cej01]](https://learningapps.org/display?v=py3px9cej01) Pour vous aider, sachez qu\'en chimie organique on représente souvent les oses sous forme de figures géométriques dont la forme dépend du nombre de carbone (ex : 5 carbones par un pentagone, 6 carbones par un hexagone). De plus il faut noter qu\'un monomère est une molécule organique seule (ex : une molécule de glucose), un dimère est une molécule formée par deux molécules unies par une liaison (ex : le saccharose qui est formé de glucose et de fructose), un polymère est enchainement d\'une même molécule un grand nombre de fois (ex : l\'amidon est une longue chaine de glucose) {#section.ListParagraph} #### Lipides 2. ### Répondre aux questions 1. Constitution des lipides simples : les lipides simples sont formés de : a. **Acide gras** b. **Fonction alcool** c. Acides aminés d. Triglycérides 3. Les acides gras sont constitués d'une chaîne hydrocarbonée linéaire sans double liaison et sans ramification. Ils comportent entre 4 et 36 atomes de carbone. 4. Citez 3 exemples de produits alimentaires contenants des acides à moins de 10 carbones. **Tous les produits laitiers** 5. Citez 3 exemples de produits alimentaires contenants des acides à plus de 10 carbones. **Huile végétale, viandes, huile de palme** 6. Quelle conséquence en termes de pathologie peut avoir un régime alimentaire trop riche en acides gras saturés ? **Augmentation de la concentration en cholestérol ce qui peut provoquer des maladies cardio-vasculaires** 7. Citez 3 rôles biologiques des lipides : +-----------------------------------+-----------------------------------+ | - **Production d'énergie** | - **Isolant électrique (gaine | | | de myéline)** | +===================================+===================================+ | - **Structure de la membrane | - **Synthèse de la vitamine | | plasmique** | D3** | +-----------------------------------+-----------------------------------+ | - **Synthèse des hormones** | - **Synthèse des sels | | | biliaires** | +-----------------------------------+-----------------------------------+ 8. Citez 3 rôles biologiques du cholestérol : **Synthèse de la vitamine D3** **Synthèse des hormones stéroïdes (cortisol, testostérone, œstrogène...)** **Synthèse des sels** #### Les protides Les protides sont des polymères d'acides aminés. 1. ### Répondre aux questions 2. Citez 3 rôles des protides. +-----------------------------------+-----------------------------------+ | e. **Structure des organes** | f. **Contraction musculaire | | | (myosine)** | +===================================+===================================+ | a. **Transport (hémoglobine)** | b. **Immunité | | | (immunoglobuline)** | +-----------------------------------+-----------------------------------+ | c. **Catalyse (enzymes)** | d. **Hormone (insuline)** | +-----------------------------------+-----------------------------------+ 3. Citez 3 exemples de produits alimentaires contenants des protides. +-----------------------------------+-----------------------------------+ | - **Viandes** | - **Poissons** | +===================================+===================================+ | - **Œufs** | - **Légumes** | +-----------------------------------+-----------------------------------+ ### La synthèse des protéines Je vous propose de regarder les vidéos suivantes [[https://www.youtube.com/watch?v=RUHjDpdalRE]](https://www.youtube.com/watch?v=RUHjDpdalRE) [[https://www.youtube.com/watch?v=pnYNsbCWBLg]](https://www.youtube.com/watch?v=pnYNsbCWBLg) [[https://www.youtube.com/watch?v=9PY3sizp\_p0]](https://www.youtube.com/watch?v=9PY3sizp_p0) (synthèse 3D de la cellule et synthèse des protéines ### Pour mieux comprendre le cours Fac Je vous propose l'exercice suivant : [[https://learningapps.org/display?v=p5gaappyn18]](https://learningapps.org/display?v=p5gaappyn18) Ce que vous pouvez retenir c\'est que : Les acides aminés ou les protéines ont obligatoirement une fonction amine (NH~2~) Les acides gras ou les lipides ont une fonction acide (COOH) ou une fonction ester (RCOOR\' avec une double liaison entre C=O) Les glucides ne sont que des composés organiques sans double liaison