Fiche de révision : Chimie du vivant et métabolisme

📋 Plan du Cours

1. Structure atomique et ions
2. Liaisons et organisation du vivant
3. Eau, osmose et équilibre hydrique
4. pH et équilibre acido-basique
5. Éléments minéraux et ionogramme
6. Glucides et métabolisme glucidique
7. Lipides et protéines
8. Métabolisme énergétique et respiration
9. Surveillance infirmière

📖 1. Structure atomique et ions

🔑 Notions clés & Définitions

• Atome : La plus petite unité de matière, composée d’un noyau contenant des protons et des neutrons, entouré d’électrons.
• Isotope : Un atome d’un même élément possédant le même nombre de protons et un nombre différent de neutrons, donc un nombre de masse A différent.

★ À maîtriser

📌 Un cation est un ion positif formé lorsqu’un atome perd un électron, tandis qu’un anion est un ion négatif formé lorsqu’un atome gagne un électron.

Compléments

• Les isotopes radioactifs sont utilisés comme traceurs injectés pour l’imagerie ou le traitement, notamment l’iode 131 en scintigraphie et le fluor 18 en TEP-scan.

💡 Astuce mémo

Cation positif après perte, anion négatif après gain d’électron

📖 2. Liaisons et organisation du vivant

🔑 Notions clés & Définitions

• Liaison hydrogène : Une attraction électrique réversible entre un hydrogène δ+ et un oxygène ou un azote δ− d’une autre molécule, sans échange ni partage d’électrons.

★ À maîtriser

📌 Une liaison covalente résulte du partage de deux électrons entre deux atomes, tandis qu’une liaison ionique résulte de l’attraction entre un cation et un anion après transfert d’électron.

Compléments

• Les six niveaux d’organisation sont:

  • chimique
  • cellulaire
  • tissulaire
  • organique
  • systémique
  • organisme entier

• Le squelette carboné peut être:

  • linéaire
  • ramifié
  • cyclique

📖 3. Eau, osmose et équilibre hydrique

🔑 Notions clés & Définitions

• Polarité de l’eau : Bipolaire, car l’oxygène porte une charge partielle δ− et les hydrogènes une charge partielle δ+.

📝 Points essentiels

📌 Une molécule hydrophile est polaire et forme des liaisons hydrogène avec l’eau, tandis qu’une molécule hydrophobe est non polaire et ne se dissout pas dans l’eau.

• L’eau représente 60 à 70 % du poids corporel adulte et les besoins quotidiens sont d’environ 2,5 L, correspondant à 2,2 L d’apports et 0,3 L de production métabolique.

• L’osmose correspond au passage de l’eau d’un milieu hypotonique moins concentré vers un milieu hypertonique plus concentré à travers une membrane semi-perméable.

💡 Astuce mémo

Gradient de concentration → osmose → déplacement de l’eau

📖 4. pH et équilibre acido-basique

★ À maîtriser

📐 Formule — Le pH est défini par la relation $pH=-\log([H_3O^+])$.

• Le pH sanguin normal est compris entre 7,35 et 7,45.

📌 Une acidose respiratoire associe un pH inférieur à 7,36 et une pCO₂ supérieure à 45 mmHg avec des bicarbonates normaux, tandis qu’une acidose métabolique associe un pH inférieur à 7,36 et des bicarbonates inférieurs à 22 mmol/L avec une pCO₂ normale.

Compléments

• La gazométrie artérielle mesure le pH, la pCO₂ et les bicarbonates afin de détecter et d’orienter la correction d’un déséquilibre acido-basique.

💡 Astuce mémo

Acidose : pH bas ; alcalose : pH haut

📖 5. Éléments minéraux et ionogramme

🔑 Notions clés & Définitions

• Ionogramme sanguin : Un examen de biologie médicale qui analyse la concentration des ions dans le sang, les urines ou le LCR afin de dépister un déséquilibre hydro-électrolytique.

📝 Points essentiels

• L’oxygène représente 65 % du corps humain et 98 % de l’oxygène est transporté par l’hémoglobine des hématies.

• Le sodium est le principal cation extracellulaire et sa natrémie normale est comprise entre 135 et 145 mmol/L.

• Le potassium est le principal cation intracellulaire et sa kaliémie normale est comprise entre 3,5 et 5,0 mmol/L.

📖 6. Glucides et métabolisme glucidique

★ À maîtriser

📌 Les monosaccharides sont des oses simples non hydrolysables, les disaccharides associent deux oses, et les polysaccharides associent de nombreux oses.

• Le glycogène est un polymère de glucose très ramifié, stocké dans le foie et les muscles comme réserve énergétique des mammifères.

• La glycémie normale est comprise entre 0,7 et 1,10 g/L, soit 3,9 à 6,1 mmol/L.

Compléments

• La cellulose est un polymère de glucose à liaisons β-1,4, constituant la paroi végétale et non digestible par l’organisme humain.

💡 Astuce mémo

Oses → disaccharides → polysaccharides

📖 7. Lipides et protéines

🔑 Notions clés & Définitions

• Triglycéride : Constitué d’un glycérol et de trois acides gras et constituant une réserve énergétique stockée dans le tissu adipeux.
• Phospholipide : Comporte deux acides gras, un glycérol et un groupement phosphate, avec une tête hydrophile et une queue hydrophobe formant les membranes cellulaires.

📝 Points essentiels

📌 Les LDL transportent le cholestérol vers les tissus et leur excès favorise les dépôts athéromateux, tandis que les HDL ramènent le cholestérol vers le foie pour élimination.

• Une protéine est formée d’une ou plusieurs chaînes polypeptidiques repliées en structure tridimensionnelle fonctionnelle, et l’organisme utilise 20 acides aminés différents dont 8 sont essentiels.

💡 Astuce mémo

Lipides : réserve et membranes ; protéines : fonctions et structure

📖 8. Métabolisme énergétique et respiration

★ À maîtriser

📌 Le catabolisme dégrade des molécules complexes en molécules simples en libérant de l’énergie, tandis que l’anabolisme synthétise de grosses molécules à partir de petites en consommant de l’énergie.

📐 Formule — L’hydrolyse de l’ATP libère de l’énergie selon la réaction $ATP+H_2O\rightarrow ADP+P_i+30\,kJ$.

• 🔄 La respiration cellulaire comprend:

  1. la glycolyse
  2. le cycle de Krebs
  3. la chaîne respiratoire

• La glycolyse produit 2 ATP et 2 NADH à partir d’un glucose et peut fonctionner sans dioxygène avec production de lactate.

Compléments

• La dégradation aérobie d’une molécule de glucose produit au total 30 à 32 ATP, parfois arrondis à 36–38 ATP dans certains manuels classiques.

💡 Astuce mémo

Glycolyse → Krebs → chaîne respiratoire

📖 9. Surveillance infirmière

★ À maîtriser

• La surveillance infirmière comprend l’ionogramme, la glycémie, l’hémoglobine, le bilan lipidique et la gazométrie artérielle.

• Les équilibres hydro-électrolytique, acido-basique, glycémique et lipidique doivent être surveillés pour dépister la déshydratation, les acidoses ou alcaloses, le diabète et le risque cardiovasculaire.

Compléments

• Les applications cliniques comprennent: les perfusions isotoniques, la supplémentation en fer et zinc, la supplémentation en vitamines D, B12 et C, la correction des déséquilibres électrolytiques, la surveillance nutritionnelle

• La répartition énergétique recommandée est de 50 % de glucides, 35 % de lipides et 15 % de protéines.

📊 Tableaux de synthèse

Principaux ions sanguins

Troubles acido-basiques