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Vidéo de la leçon : Les enzymes digestives Biologie

Dans cette vidéo, nous allons apprendre comment expliquer l’action et l’importance des enzymes digestives.

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Transcription de vidéo

Dans cette vidéo, nous allons apprendre comment les enzymes digestives facilitent la dégradation des grandes molécules de nutriments dans les organismes, telles que les glucides, les protéines, les lipides ou les graisses apportées par la nourriture. Nous allons examiner certaines des enzymes qui dégradent ces nutriments en plus petites molécules afin que d’autres enzymes puissent ensuite les reconstituer dans les tissus biologiques ou les dégrader davantage pour extraire et stocker de l’énergie chimique. Nous commencerons par un rappel sur les enzymes, puis nous examinerons l’action des enzymes digestives sur les nutriments et nous travaillerons sur un exercice pratique pour appliquer ce que nous aurons appris.

On dit que certains mangent pour vivre et que d’autres vivent pour manger. Mais dans tous les cas, la nourriture et la vie sont pratiquement inséparables car même les plantes, les champignons et les organismes unicellulaires ont tous besoin de nutriments similaires, même s’ils ne mangent pas. Et ce lien ne se réduit pas seulement au fait que la nourriture soit indispensable à la vie ; elle provient aussi d’organismes autrefois vivants.

Tous les organismes contiennent des éléments, notamment du carbone, de l’hydrogène, de l’azote, de l’oxygène, du phosphore, du soufre, etc. Et les atomes de ces éléments sont assemblés en petites molécules comme l’eau ou le dioxyde de carbone et en molécules plus grandes telles que les glucides, les protéines, les graisses et d’autres lipides. Et nous allons voir comment les enzymes aident les organismes à dégrader ces grosses molécules de nutriments en plus petites molécules pouvant être utilisées pour fabriquer des tissus biologiques ou pour en extraire de l’énergie.

Alors, voici une question. Si cette chenille mange cette plante de pois et que cet oiseau mange la chenille, alors quelles structures transforment les molécules d’un être vivant en celles d’un autre être vivant? C’est correct, les enzymes! Ensuite, passons brièvement en revue la structure et la fonction des enzymes.

Les enzymes accélèrent le nombre incroyable de réactions chimiques nécessaires pour maintenir la vie. Et le type de réaction chimique que nous allons examiner dans la digestion, est la dégradation de grosses molécules, les réactifs, en plus petites molécules, les produits. Pour obtenir des petites molécules à partir d’une grande, il faut un apport d’énergie; sinon les grosses molécules se décomposeraient trop facilement d’elles-mêmes. Une fois qu’assez d’énergie est transférée au réactif, les liaisons se réorganisent, c’est-à-dire qu’une réaction chimique a lieu, libérant de l’énergie aux produits résultants.

Les enzymes réduisent la quantité d’énergie nécessaire pour déclencher la réaction, permettant aux réactions de se produire régulièrement pour maintenir la vie. Sans enzyme, cette réaction nécessitera un apport d’énergie plus élevé, tel que la chaleur, pour que les produits à petites molécules puissent être formés Mais avec le bon type d’enzyme, il faut moins d'énergie pour déclencher la réaction.

La partie de l'enzyme où se lie le réactif ou le substrat, comme on l'appelle dans une réaction enzymatique, est appelé le site actif. Un site actif a une forme complémentaire au substrat. Une fois que l’enzyme et le substrat se sont liés, le besoin en énergie de la réaction diminue ce qui permet à la réaction de se dérouler beaucoup plus rapidement. Et après la catalyse ou l’accélération d’une réaction par une enzyme, cette dernière est active, disponible et prête à en catalyser une autre.

Ainsi, les enzymes catalysent la même réaction en boucle et continuent à dégrader le substrat jusqu’à ce qu’il soit entièrement transformé en produits plus petits. Nous allons ensuite examiner les enzymes qui dégradent nos grosses molécules de nutriments dans notre corps.

De ce côté de l’écran, nous listerons les noms des grosses molécules des nutriments, du groupe d’enzyme qui catalyse la dégradation de chaque groupe moléculaire et le type de molécules qui en résulte. Mais avant de commencer, nous avons besoin de quelques mots de vocabulaire. Voyons si vous connaissez déjà quels termes s’appliquent aux quatre lignes bleues ci-dessus. Deux des termes décrivent de grosses molécules, et deux décrivent de petites molécules.

Le terme monomère fait référence aux petites molécules similaires provenant de la dégradation de plus grosses molécules. Le préfixe « mono » signifie un, et « mère » signifie partie, donc monomère signifie une seule partie. Le terme polymère désigne les grandes molécules qui sont constituées de nombreux monomères reliés. Le préfixe « poly » signifie plusieurs, et encore une fois « mère » signifie parties, donc polymère signifie plusieurs parties.

Les réactions chimiques catalysées par les enzymes débutent avec un ou plusieurs substrats. Dans notre exemple, ce sont les grosses molécules. Et le résultat est une ou plusieurs substances chimiques différentes appelées les produits. Et, nous allons définir ici dans ce diagramme où se produisent certaines de ces enzymes dans notre corps.

Commençons par les glucides, un nutriment que nous utilisons généralement comme source d’énergie. Les glucides sont dégradés par un groupe d’enzymes appelées glycosidases en produits monomères plus petits appelés les sucres. Un exemple de glycosidase est l’enzyme amylase produite dans nos glandes salivaires et qui catalyse la dégradation de l’amidon en glucose.

Voyons maintenant les types d’enzymes digestives qui dégradent les protéines. Celles-ci sont appelées protéases, et elles catalysent la dégradation des protéines en unités monomères d’acides aminés. L’estomac est un organe qui produit la protéase pour démarrer la digestion des protéines. Avez-vous remarqué que toutes ces enzymes semblent se terminer par -ase? Eh bien, c’est généralement le cas et c’est un très bon moyen d’identifier les noms d’enzyme.

Alors, à votre avis, comment sont appelées les enzymes qui aident à dégrader les lipides, tels que les graisses ? Ce sont les lipases, et elles dégradent les graisses en unités monomères de glycérol et d’acides gras. Le pancréas produit des lipases ainsi que d’autres types d’enzymes.

Alors pourquoi s’embêter à décomposer les substrats de longs polymères en produits monomères plus petits? Eh bien, si vous mangez quelque chose comme des pois, les glycosidases, tels que l’amylase de vos glandes salivaires, peuvent commencer à dégrader de grandes molécules de glucides en sucres qui peuvent être utilisés comme énergie ou pour fabriquer d’autres molécules. Les protéines des pois commenceront à être dégradées en unités monomères d’acides aminés. Et ces acides aminés peuvent être utilisés pour construire ce dont nous avons besoin, comme les enzymes, les tissus musculaires, les anticorps, etc.

Et le pancréas quant à lui produit les trois types d’enzymes qui dégradent les polymères des nutriments restants dans l’intestin grêle. Ainsi, ces petites unités monomères des nutriments peuvent maintenant être absorbées dans la circulation sanguine à travers les parois de l’intestin grêle. Mais toutes les plus grosses molécules telles que les fibres, qui sont composées de cellulose, passeront dans l’intestin sans être absorbées. Et les monomères des nutriments issus des pois sont transportés par le sang vers les cellules de notre corps, où ils peuvent être utilisés pour entretenir ou fournir l’énergie à nos tissus grâce à nos enzymes digestives.

Appliquons maintenant ce que nous avons appris pour résoudre un exercice pratique.

Laquelle des propositions suivantes explique le mieux comment les enzymes facilitent la digestion ? (A) Les enzymes libèrent de l’énergie pour faciliter les processus physiques de digestion tels que la mastication. (B) Les enzymes ralentissent la digestion afin de limiter ses besoins en énergie. (C) Les enzymes régulent le pH du système digestif pour s’assurer qu’il reste optimal. (D) Les enzymes dégradent les grosses molécules alimentaires complexes en plus petites molécules pouvant être absorbées. (E) Les enzymes sont libérées par la vésicule biliaire pour neutraliser les acides gastriques.

Pour choisir la bonne réponse il faut bien comprendre l’action des enzymes et, plus précisément, la manière dont les enzymes facilitent la digestion des nutriments. Nous allons commencer par les définitions de ces deux termes clés : les enzymes, qui sont des molécules biologiques accélérant les réactions chimiques ; et la digestion, qui est la dégradation des aliments en plus petites particules pouvant être absorbées.

Alors, comment les réactions chimiques sont-elles liées à la nourriture ? Eh bien, la vie, qui se déroule entre les cellules, est en grande partie un système complexe et organisé de réactions chimiques qui utilisent les nutriments et la matière pour produire de l'énergie. Ainsi, nous mangeons et digérons la nourriture afin de maintenir nos réactions chimiques actives. Ces nutriments comprennent de grandes molécules telles que les glucides, les protéines et les lipides. Nous avons besoin de transporter ces nutriments dans nos cellules mais pour ce faire, ces plus grosses molécules, constituées de sous-unités similaires répétées, doivent être dégradées en plus petites sous-unités monomères afin qu’elles puissent être transportées à travers les membranes cellulaires. Et c’est le rôle des enzymes digestives.

Les glycosidases dégradent les plus gros glucides en leurs plus petites unités monomères appelées les sucres. Les protéases dégradent les protéines en leurs plus petites unités monomères, appelées les acides aminés. Et les lipases décomposent les graisses en glycérol et en acides gras. Ces nutriments peuvent maintenant être transportés de l’intérieur de l’intestin grêle vers la circulation sanguine et enfin dans les cellules.

Et nous sommes prêts à examiner les solutions possibles à notre question. Selon l’option (A), les enzymes libèrent de l’énergie pour faciliter les processus physiques de digestion tels que la mastication. Il y a quelques incohérences avec l’option (A). Tout d’abord, les enzymes ne libèrent pas d’énergie. Elles réduisent la quantité d’énergie nécessaire à une réaction chimique. Et il y a une autre incohérence. Les enzymes ne facilitent pas les processus physiques. Elles favorisent les réactions chimiques.

Selon l’option (B), les enzymes ralentissent la digestion afin de limiter les besoins en énergie de celle-ci. Mais c’est le contraire de ce que nous venons de dire. Les enzymes accélèrent les réactions chimiques et celles-ci sont impliquées dans la digestion. Elles ne sont certainement pas là pour ralentir les choses.

Selon l’option (C), les enzymes régulent le pH du système digestif pour s’assurer qu’il reste optimal. Le pH est important pour les enzymes qui ne fonctionnent que s’il est compris dans un certain intervalle. Mais, comme nous l’avons dit précédemment, ce n’est pas le rôle des enzymes. Il est plutôt d’accélérer les réactions chimiques impliquées dans la digestion.

Selon l’option (D), les enzymes dégradent les grosses molécules alimentaires complexes en plus petites pouvant être absorbées. Et c’est exactement ce dont nous avons parlé. L’option (D) semble donc assez prometteuse.

Selon l’option (E), les enzymes sont libérées par la vésicule biliaire pour neutraliser les acides gastriques. Mais il y a quelques incohérences ici. Tout d’abord, la vésicule biliaire libère de la bile. Et les enzymes ne neutralisent pas les acides gastriques. Elles accélèrent les réactions chimiques de la digestion.

Par conséquent, la bonne réponse à cette question, celle qui explique le mieux comment les enzymes facilitent la digestion, est que les enzymes dégradent de grosses molécules alimentaires complexes en plus petites pouvant être absorbées.

Dans cette vidéo, nous avons appris que les aliments contiennent de larges molécules de nutriments qui sont décomposées par nos enzymes digestives en de plus petites unités appelées les monomères. Ceux-ci sont transportés par notre circulation sanguine vers toutes les nombreuses cellules de notre corps, où ils seront utilisés. Les glucides sont dégradés par les enzymes glycosidases en unités plus petites appelées les sucres. Un exemple de glycosidase est l’amylase, qui dégrade la grosse molécule d’amidon en petits monomères de glucose. Les protéases dégradent les protéines en unités monomères d’acides aminés. Et l’enzyme lipase favorise la décomposition des lipides, tels que les graisses, en deux types différents d’unités monomères, le glycérol et les acides gras. Les unités monomères peuvent ensuite circuler dans le sang pour atteindre toutes les cellules du corps, à l’intérieur desquelles elles sont transportées.

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