Vidéo de la leçon: Le métabolisme et le foie Biologie • Première secondaire

Transcription de la vidéo

Dans cette vidéo, nous allons apprendre ce qu’est le métabolisme et comment les réactions métaboliques sont essentielles à notre survie. Nous examinerons également la différence entre les termes clés anabolisme et catabolisme et quelques exemples de chaque réaction dans le corps humain. Un exemple spécifique sur lequel nous nous concentrerons est le rôle du foie dans l’élimination de l’acide lactique toxique.

Il existe de nombreuses idées fausses sur le métabolisme de l’homme. Par exemple, vous avez peut-être entendu dire que les personnes minces ont un métabolisme très élevé. Ce n’est pas forcément correct, car le métabolisme n’est pas la vitesse à laquelle une personne digère la nourriture ni le peu de poids qu’elle va gagner. Le métabolisme c’est plutôt la somme de toutes les réactions chimiques qui se produisent dans une cellule ou un organisme.

Les réactions métaboliques se produisent chez tous les organismes vivants. Des réactions métaboliques se déroulent au sein de ce tournesol, tout comme dans une bactérie unicellulaire, ainsi que chez les humains comme vous et moi. Des réactions métaboliques se produisent dans toutes vos cellules en permanence. Et votre métabolisme inclut toutes les réactions chimiques qui se produisent en vous et qui vous aident à rester vivant.

Il existe deux types de réactions métaboliques: les réactions anaboliques et les réactions cataboliques. Voyons d’abord les réactions anaboliques. L’anabolisme, c’est lorsque les réactions métaboliques construisent de grosses molécules à partir de plus petites unités. Les réactions anaboliques nécessitent de l’énergie qui est stockée sous la forme d’une molécule appelée ATP. Lorsque certaines liaisons dans une molécule d’ATP sont brisées, cela libère l’énergie nécessaire au déroulement des réactions anaboliques. Voyons ensuite le catabolisme. Le catabolisme, c’est lorsque les réactions métaboliques décomposent les grosses molécules en plus petites unités. Les réactions cataboliques libèrent de l’énergie, dont une partie est stockée dans les cellules sous la forme de molécules d’ATP. Cela signifie que l’énergie stockée dans les liaisons des molécules d’ATP est facilement disponible pour les réactions anaboliques.

Voyons quelques exemples de réactions anaboliques et cataboliques pour mieux comprendre ces processus, en commençant par les réactions cataboliques. Lorsque nous consommons des aliments comme par exemple ce sandwich au poulet, riche en protéines et en glucides, ces grosses molécules sont digérées par les enzymes de notre système digestif et se décomposent en petites molécules.

En zoomant sur les réactions qui se produisent dans l’intestin grêle, nous pouvons voir que ce sont des exemples de réactions cataboliques, car les grandes protéines sont décomposées en petites sous-unités d’acides aminés et les grands glucides, tels que l’amidon du pain, sont décomposés en sucres simples plus petits, comme le glucose. Ces processus libèrent tous deux de l’énergie. Et le glucose en particulier peut soit être stocké, ou soit être davantage métabolisé dans un processus appelé la respiration aérobie.

Cette figure est une mitochondrie, le site de la respiration aérobie dans les cellules humaines. La respiration aérobie décompose le glucose pour libérer de l’énergie, qui est stockée sous forme d’ATP. Donc, ce processus est un autre exemple de réaction catabolique. Cette figure représente le foie, un organe qui remplit un grand nombre de fonctions métaboliques. Une réaction catabolique effectuée par le foie consiste à convertir l’excès de protéines en une substance appelée l’urée. Ce processus de dégradation des protéines libère de l’énergie, dont une partie sera utilisée pour convertir le produit en urée, qui peut ensuite être excrétée des cellules et éliminée de l’organisme sous forme d’urine.

Voyons ensuite quelques exemples de réactions anaboliques. Si nous reprenons notre premier exemple de catabolisme où les protéines et l’amidon sont décomposés respectivement en acides aminés et en glucose, vous vous demandez peut-être ce qui arrive à ces petites molécules une fois formées. Des molécules simples comme celles-ci peuvent être utilisées pour construire une variété d'autres grosses molécules de protéines et de glucides ayant une fonction dans l’organisme. Par exemple, ces acides aminés peuvent être combinés en diverses séquences pour former une multitude de protéines différentes, tandis que les molécules de glucose peuvent être reformées en amidon dans les cellules végétales ou en glycogène dans les cellules animales. Comme ils sont anaboliques, ces deux processus nécessitent un apport d’énergie, qui sera fourni par la rupture de certaines liaisons de l’ATP.

Comme le foie est un organe si important lorsqu’il s’agit du métabolisme, explorons d’autres fonctions métaboliques qu’il exerce, dont l’une est le métabolisme de l’acide lactique, parfois appelé lactate. L’acide lactique est produit par la fermentation lactique, parfois appelée respiration anaérobie. Les humains sont un exemple d’organismes aérobies, car nos cellules effectuent généralement la respiration aérobie alimentée en oxygène pour libérer de l’énergie. La respiration anaérobie est le processus par lequel les organismes anaérobies vivant dans des milieux pauvres en oxygène libèrent de l’énergie, et ce même lorsqu’il n’y a pas d’oxygène.

Parfois, les cellules humaines peuvent également effectuer des processus anaérobies, tels que la fermentation lactique. Par exemple, si une personne participe à une course et que ses cellules musculaires demandent davantage d’énergie que celle produite par la respiration aérobie dépendante en oxygène, alors la respiration anaérobie intervient. La fermentation lactique fournit de l’énergie aux cellules musculaires et produit également de l’acide lactique. L’acide lactique est toxique pour les humains, il doit donc être décomposé en une substance moins toxique. Il est communément admis qu’une accumulation d’acide lactique est liée à la douleur musculaire immédiatement ressentie lors d’un exercice intense.

L’organe qui détoxifie l’acide lactique, parmi beaucoup d’autres substances toxiques, est le foie. Le foie a deux options, dont l’une est de reconvertir l’acide lactique en glucose. Vous pouvez voir que la formule moléculaire de l’acide lactique est en fait une demi-molécule de glucose, ce qui signifie que la conversion de l’acide lactique en glucose consiste à assembler une plus grande molécule à partir de molécules plus petites. Cette réaction est donc anabolique et nécessite de l’ATP. L’autre option du foie est de décomposer l’acide lactique en le faisant réagir avec de l’oxygène pour former du dioxyde de carbone et de l’eau, qui sont les mêmes produits que ceux de la respiration aérobie. Le dioxyde de carbone et l’eau sont tous deux des molécules qui sont plus petites que l’acide lactique. Donc, cette réaction est catabolique, car elle implique la décomposition de l’acide lactique pour libérer de l’ATP.

Voyons de quoi nous pouvons nous souvenir du métabolisme et du foie en tentant une question pratique.

Lequel des énoncés suivants relie correctement l’énergie aux réactions cataboliques et anaboliques? Les réactions anaboliques nécessitent de l’énergie pour former de nouvelles molécules, tandis que les réactions cataboliques libèrent de l’énergie lorsque les molécules sont décomposées. Ou les réactions cataboliques nécessitent de l’énergie pour former de nouvelles molécules, tandis que les réactions anaboliques libèrent de l’énergie lorsque les molécules sont décomposées.

Étudions certains des termes clés de la question pour nous aider à répondre. Les réactions cataboliques et anaboliques sont toutes deux des types de réactions métaboliques qui se produisent dans les cellules des organismes vivants pour les aider à survivre. Voyons d’abord les réactions cataboliques. Les réactions cataboliques décomposent les grosses molécules en unités plus petites. La rupture des liaisons dans une grosse molécule libère de l’énergie, qui peut être utilisée dans la cellule pour d’autres réactions. Par exemple, les protéines sont décomposées en acides aminés dans notre système digestif. Ceci est un exemple de réaction catabolique, car une grosse molécule forme plusieurs petites molécules et le processus dans son ensemble libère de l’énergie.

Les réactions anaboliques construisent des molécules plus grosses à partir d’unités individuelles, et ce processus nécessite de l’énergie pour former les liaisons entre ces sous-unités. Par exemple, ces acides aminés sont assemblés pour former une grande protéine, et cela nécessite un apport d’énergie. L’énergie est utilisée pour former ces liaisons entre les différents acides aminés. Donc, c’est une réaction anabolique. Par conséquent, le bonne réponse est que les réactions anaboliques nécessitent de l’énergie pour former de nouvelles molécules, tandis que les réactions cataboliques libèrent de l’énergie lorsque les molécules sont décomposées.

Voyons quelques-uns des points clés que nous avons abordés dans cette vidéo. Le métabolisme inclut toutes les réactions qui se produisent dans les cellules d’un seul organisme vivant. Et ces réactions métaboliques nous aident tous à survivre. Les réactions métaboliques peuvent être soit anaboliques, où les petites molécules sont transformées en molécules plus grosses grâce à un apport d'énergie. Ou soit cataboliques, où les grosses molécules sont décomposées en plus petites molécules, ce qui libère de l’énergie. Le foie est l’organe principal de diverses réactions métaboliques impliquées dans la désintoxication et l’élimination des déchets. Par exemple, les cellules hépatiques sont responsables de la détoxification de l’acide lactique produit lors de la fermentation lactique, un processus anaérobie qui se produit dans les cellules musculaires humaines.