Fiche de révision : Respiration cellulaire et gaz du sang

📋 Plan du Cours

1. Rôle général de la respiration cellulaire
2. Étapes mitochondriales de la respiration
3. Substrats et lactates
4. Paramètres des gaz du sang
5. Interprétation des déséquilibres acido-basiques

📖 1. Rôle général de la respiration cellulaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Respiration cellulaire : Produit une grande quantité d’ATP à partir de glucides, lipides ou protéines, en présence d’oxygène et dans les cellules possédant des mitochondries.

📝 Points essentiels

• La respiration cellulaire consomme de l’oxygène, libère du CO₂ et produit de l’ATP utilisable comme carburant pour la contraction musculaire et l’effort intellectuel.

💡 Astuce mémo

O₂ consommé → ATP produite et CO₂ libéré

📖 2. Étapes mitochondriales de la respiration

★ À maîtriser

• 🔄 La respiration cellulaire aérobie suit quatre étapes:
  1. Glycolyse
  2. Décarboxylation oxydative
  3. Cycle de Krebs
  4. Phosphorylation oxydative

📐 Formule — La glycolyse transforme un glucose en deux pyruvates et produit deux ATP et deux NADH,H+ : $1\ glucose + 2\ NAD^+ \rightarrow 2\ pyruvates + 2\ ATP + 2\ NADH,H^+.$

• Le cycle de Krebs produit:
  • six NADH,H+
  • deux FADH2
  • deux GTP
  • quatre CO₂

📐 Formule — La phosphorylation oxydative transfère les électrons des NADH,H+ et FADH2 à l’oxygène et permet de synthétiser de nombreux ATP : $1\ NADH,H^+ + \frac{1}{2}O_2 \rightarrow 3\ ATP + H_2O + 1\ NAD^+$ et $1\ FADH_2 + \frac{1}{2}O_2 \rightarrow 2\ ATP + H_2O + 1\ FAD^+.$

📐 Formule — Le bilan théorique de la respiration d’un glucose est de 38 ATP, six molécules d’eau et six molécules de CO₂ pour six molécules d’oxygène : $1\ glucose + 6\ O_2 \rightarrow 38\ ATP + 6\ H_2O + 6\ CO_2.$

Compléments

📐 Formule — La décarboxylation oxydative transforme deux pyruvates en deux acétyl-CoA et produit deux NADH,H+ et deux CO₂ : $2\ pyruvates + 2\ NAD^+ \rightarrow 2\ acétyl-CoA + 2\ NADH,H^+ + 2\ CO_2.$

💡 Astuce mémo

Glycolyse → pyruvate → acétyl-CoA → Krebs → phosphorylation oxydative

📖 3. Substrats et lactates

★ À maîtriser

• La β-oxydation d’un acide palmitique produit 106 ATP.

• En cas d’hypoxie cellulaire, les pyruvates issus de la glycolyse sont transformés en lactates, qui peuvent être recyclés en glucose par le foie ou le rein, ou consommés par les muscles.

📌 L’hyperlactatémie résulte d’un déséquilibre entre la production et la consommation des lactates et peut apparaître lors d’une hypoxie tissulaire ou d’un stress métabolique sans hypoxie cellulaire.

Compléments

• Les acides gras sont catabolisés dans la mitochondrie par β-oxydation en présence d’oxygène, ce qui produit de l’acétyl-CoA, du NADH,H+ et du FADH2.

💡 Astuce mémo

Hypoxie cellulaire et stress métabolique peuvent tous deux augmenter les lactates, mais pas par le même mécanisme

📖 4. Paramètres des gaz du sang

🔑 Notions clés & Définitions

• Gaz du sang : Analyse de sang artériel ou veineux qui mesure le pH, la PO2, la PCO2 et la saturation en oxygène de l’hémoglobine, avec dosage habituel des bicarbonates et des lactates.

📝 Points essentiels

📌 Un pH diminué correspond à une acidose, tandis qu’un pH augmenté correspond à une alcalose.

• Les valeurs de référence indiquées sont:
  • un pH de 7,35 à 7,45
  • une PCO2 de 35 à 45 mmHg
  • une PO2 de 75 à 105 mmHg
  • des bicarbonates de 22 à 28 mmol/l
  • des lactates inférieurs à 2 mmol/l

💡 Astuce mémo

pH bas = acidose ; pH haut = alcalose

📖 5. Interprétation des déséquilibres acido-basiques

★ À maîtriser

• Une mauvaise respiration diminue l’arrivée d’oxygène dans le sang et l’élimination du CO₂, entraînant une hypoxémie, une hypercapnie puis une acidification sanguine.

📌 Une acidose respiratoire associe un pH diminué à une PCO2 augmentée, tandis qu’une acidose métabolique associe un pH diminué à des bicarbonates diminués.

• Lors d’une acidose métabolique, l’augmentation de la fréquence respiratoire élimine davantage de CO₂, diminue la PCO2 et augmente la PO2 comme mécanisme de compensation.

• Une acidose lactique correspond à une acidose métabolique avec des lactates augmentés, mais les lactates accompagnent l’acidose sans en être eux-mêmes responsables.

Compléments

📐 Formule — Le CO₂ s’hydrate et forme de l’acide carbonique, selon la réaction $H_2O + CO_2 \leftrightarrow H_2CO_3 \leftrightarrow H^+ + HCO_3^-.$

💡 Astuce mémo

pH → PCO₂ ou bicarbonates → compensation → lactates

📊 Tableaux de synthèse

Principaux profils d’acidose