Fiche de révision : Physiologie de l’exercice et cellule

📋 Plan du Cours

1. Performance et capacités physiques
2. Condition physique et objectifs
3. Organisation du corps humain
4. Atomes et molécules
5. Eau et équilibre hydrique
6. Biomolécules organiques
7. Nucléotides et acides nucléiques
8. Cellule et membrane plasmique
9. Transports membranaires
10. Organites et noyau

📖 1. Performance et capacités physiques

📝 Points essentiels

• La physiologie étudie le rôle, le fonctionnement et l’organisation mécanique, physique et biochimique des organismes vivants et de leurs composants.

• La physiologie de l’exercice étudie les interactions entre un organisme vivant et son environnement lors de l’exercice.

• Les déterminants de la performance sportive comprennent :

  • les conditions de réalisation
  • les qualités techniques et pratiques
  • les qualités psychologiques et relationnelles
  • les facteurs constitutionnels
  • les qualités physiques
  • les qualités bio-informationnelles

• Les qualités physiques ou capacités motrices constituent le prérequis moteur de base sur lequel l’athlète construit ses habiletés techniques.

• Les qualités physiques de base sont :

  • la force
  • la vitesse
  • l’endurance
  • la coordination
  • la souplesse

📖 2. Condition physique et objectifs

🔑 Notions clés & Définitions

• Condition physique : La condition physique est la capacité générale à s’adapter et à répondre favorablement à l’effort physique ; elle dépend de l’état de santé, de la constitution et de l’activité physique présente et passée.

★ À maîtriser

• La condition physique résulte de l’état des qualités physiques d’un individu et évolue de façon transitoire, notamment par déconditionnement ou reconditionnement physique.

Compléments

• Le développement de la condition physique vise la santé, la performance sportive, ou les deux.

💡 Astuce mémo

La santé et la performance sportive sont deux objectifs distincts du développement physique.

📖 3. Organisation du corps humain

★ À maîtriser

• L’organisation du corps humain suit la progression des atomes aux molécules, puis aux cellules, aux tissus, aux organes, aux systèmes et enfin à l’organisme.

Compléments

• Dans l’exemple cardiovasculaire, les atomes constituent des molécules, puis des cellules musculaires lisses, des tissus, des vaisseaux sanguins et le cœur, qui appartient au système cardiovasculaire.

💡 Astuce mémo

Atome → molécule → cellule → tissu → organe → système → organisme.

📖 4. Atomes et molécules

🔑 Notions clés & Définitions

• Atome : Un atome est le constituant fondamental de la matière et le niveau le plus élémentaire de l’organisation du corps humain ; il comprend des protons, des neutrons et des électrons.
• Molécule : Une molécule est une entité électriquement neutre comprenant plus d’un atome, dont les atomes sont liés par des liaisons chimiques.

★ À maîtriser

📌 Une liaison covalente résulte du partage d’électrons entre deux atomes, tandis qu’une liaison ionique résulte du transfert d’électrons d’un atome à un autre.

📌 Le métabolisme comprend l’anabolisme, qui synthétise des molécules complexes à partir de petites molécules en utilisant de l’énergie, et le catabolisme, qui dégrade des molécules complexes en libérant de l’énergie et de petites molécules.

Compléments

• Dans un atome, les protons et les neutrons forment le noyau atomique.

• L’organisme contient 24 éléments chimiques ; les éléments majeurs oxygène, carbone, azote et hydrogène représentent 96 % de la masse corporelle, tandis que les autres éléments majeurs représentent 4 % et les oligoéléments 0,01 % du corps.

💡 Astuce mémo

La liaison covalente partage des électrons, tandis que la liaison ionique les transfère.

📖 5. Eau et équilibre hydrique

🔑 Notions clés & Définitions

• Biomolécule : Une biomolécule est une molécule présente naturellement dans un organisme vivant et participant à son métabolisme et à son entretien.

★ À maîtriser

• Les biomolécules comprennent l’eau, biomolécule inorganique, ainsi que les glucides, lipides, protides et nucléotides, qui sont des biomolécules organiques.

• La proportion d’eau corporelle indiquée est de 60 % chez l’homme, 50 % chez la femme et 75 à 80 % chez le bébé.

• L’organisme perd environ 2,5 L d’eau par jour et en reçoit 1,5 L par boisson, 0,7 L par les aliments et 0,3 L sous forme d’eau métabolique.

• L’eau sert de solvant au transfert des biomolécules, participe à de nombreuses réactions chimiques, régule la température corporelle et lubrifie et protège les organes.

📌 Une hyperhydratation correspond à des apports d’eau supérieurs aux pertes, tandis qu’une déshydratation correspond à des apports inférieurs aux pertes.

Compléments

• La teneur en eau varie selon les tissus : poumons 80 %, sang 82 %, peau 80 %, muscles 75 %, cerveau 70 % et squelette 22 %.

• L’eau est éliminée par :

  • l’urine et les fèces
  • la sueur
  • la respiration

• Les signes de déshydratation cités sont la soif accrue, les maux de tête, la peau, la bouche et les lèvres sèches, la mauvaise haleine, la fatigue, les étourdissements, les yeux rouges irrités, l’urine jaune foncé, la constipation, l’irritabilité et les crampes.

• Lors d’une hydrolyse, l’eau permet de dégrader une molécule ; par exemple, le saccharose réagit avec l’eau pour produire du glucose et du fructose.

📖 6. Biomolécules organiques

★ À maîtriser

• Les besoins en protéines indiqués sont de 0,83 g/kg/jour chez l’adulte, de 1,2 à 1,4 g/kg/jour chez les sportifs d’endurance et de 1,2 à 1,7 g/kg/jour chez les sportifs de force.

Compléments

• Les fonctions organiques sont constituées d’une chaîne carbonée et d’atomes d’hydrogène ou d’autres groupements d’atomes, qui confèrent des propriétés spécifiques à la molécule.

• Les protéines régulatrices, comme l’insuline, règlent des processus physiologiques tels que la glycémie.

• Les protéines structurales comprennent le collagène du tissu conjonctif et de l’os ainsi que la kératine de la peau, des cheveux et des ongles.

• Les protéines contractiles, notamment la myosine, l’actine et la titine, permettent la contraction musculaire.

• Les protéines transporteuses comprennent l’hémoglobine, qui transporte l’oxygène dans le sang, et les canaux ioniques.

• Les protéines immunitaires, comme les anticorps, protègent contre les substances étrangères et les microbes, tandis que les protéines catalytiques, comme l’amylase salivaire, la lactase et l’ATPase, accélèrent les réactions chimiques.

• Les protéines ont aussi un rôle énergétique secondaire et représentent 15 % de la part journalière alimentaire indiquée.

• Les sources alimentaires riches en protéines citées sont :

  • les graines et fruits oléagineux
  • les légumineuses
  • les céréales
  • les produits laitiers
  • les œufs
  • la viande
  • le poisson

📖 7. Nucléotides et acides nucléiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Nucléotide : Un nucléotide est constitué d’un ou plusieurs groupements phosphate, d’un pentose à cinq atomes de carbone et d’une base azotée.

★ À maîtriser

• L’ATP est une molécule énergétique indispensable à la contraction musculaire ; l’adénosine comprend l’adénine et le ribose, et le triphosphate correspond à trois groupements phosphate.

📌 L’ADN porte l’information génétique et comprend les bases A, C, G et T, tandis que l’ARN participe au décodage de cette information et comprend les bases A, C, G et U.

Compléments

• Les cinq bases azotées sont l’adénine et la guanine, qui sont des purines, ainsi que la cytosine, la thymine et l’uracile, qui sont des pyrimidines.

• Les biomolécules hybrides citées sont les glycolipides, formés de lipides et de glucides, les glycoprotéines, formées de glucides et de protéines, et les lipoprotéines, formées de lipides et de protéines et servant au transport des lipides dans le sang.

💡 Astuce mémo

L’ADN utilise A, C, G et T ; l’ARN utilise A, C, G et U.

📖 8. Cellule et membrane plasmique

🔑 Notions clés & Définitions

• Cellule : La cellule est l’unité biologique structurelle et fonctionnelle fondamentale des organismes vivants et la plus petite unité vivante capable de se reproduire de façon autonome.
• Membrane plasmique : La membrane plasmique est la frontière de la cellule qui sépare son intérieur de l’extérieur ; son épaisseur est de 7 à 8 nm.

★ À maîtriser

📌 Les cellules procaryotes sont dépourvues de noyau, tandis que les cellules eucaryotes possèdent un noyau ; les bactéries sont des exemples de procaryotes et les cellules du corps humain sont eucaryotes.

• Les trois principaux constituants cellulaires sont la membrane plasmique, le cytosol et les organites ; le cytosol et les organites forment le cytoplasme.

• La membrane plasmique délimite et protège la cellule, permet la communication intracellulaire et contrôle sélectivement les échanges avec le milieu extracellulaire.

Compléments

• Le diamètre d’une cellule est généralement compris entre 10 et 100 micromètres, et le corps humain comporte environ 250 types de cellules différents.

• La membrane plasmique comprend une bicouche de phospholipides, du cholestérol, des glycolipides et des protéines, qui contribuent à sa rigidité et à son imperméabilité.

📖 9. Transports membranaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Osmose : L’osmose est le passage d’un solvant, généralement l’eau, à travers une membrane semi-perméable, du milieu hypotonique en soluté vers le milieu hypertonique en soluté.

★ À maîtriser

• Le transport passif ne nécessite pas d’énergie et comprend la diffusion simple, la diffusion facilitée et l’osmose.

• Lors de la diffusion simple, les molécules hydrophobes ou lipophiles traversent directement la bicouche selon leur gradient de concentration, du milieu le plus concentré vers le moins concentré.

• La diffusion facilitée permet le passage de molécules volumineuses ou non lipophiles, comme les sucres et les ions, grâce à des protéines membranaires spécifiques.

• Le transport actif utilise une protéine de transport pour déplacer des substances à l’encontre de leur gradient de concentration et nécessite une source d’énergie telle que l’ATP.

📌 L’endocytose fait entrer des molécules dans la cellule, tandis que l’exocytose les fait sortir ; ces transports de macromolécules nécessitent de l’énergie.

Compléments

• Les transporteurs membranaires, ou perméases, se lient à des molécules spécifiques, changent de forme et leur permettent de traverser la membrane.

• Les canaux protéiques forment des pores membranaires permettant notamment le passage des ions.

💡 Astuce mémo

Le transport passif suit le gradient sans énergie ; le transport actif va contre le gradient et nécessite de l’ATP.

📖 10. Organites et noyau

★ À maîtriser

• Les principaux organites cités sont :

  • le noyau
  • les ribosomes
  • le réticulum endoplasmique
  • l’appareil de Golgi
  • les lysosomes
  • les mitochondries

• Le noyau assure des régulations, la synthèse des protéines et la division cellulaire.

• Le noyau contient l’ADN, qui porte l’information génétique, ainsi que le nucléole et la chromatine.

Compléments

• Le noyau est généralement le plus grand organite, est présent dans les cellules eucaryotes à quelques exceptions près et peut être multiple dans une cellule musculaire ou absent d’un globule rouge.

• L’enveloppe nucléaire est une double membrane qui entoure et protège le noyau, le sépare du cytosol et comporte des pores.