Cell: Basic Concepts and Structure

Introduction aux Notions Fondamentales en Électroradiologie Médicale : La Cellule et Ses Composants

Ce cours aborde les notions fondamentales de la biologie cellulaire, essentielles pour la compréhension de l'organisme humain, notamment dans le domaine de l'électroradiologie médicale. Il se concentre sur la structure, la fonction et la physiologie de la cellule, ainsi que sur les biomolécules du vivant.

I. La Cellule : Notions de Base

La cellule est l'unité de base et fondamentale de la vie, capable de vivre de façon autonome et de se reproduire. Elle est l'unité morphologique et fonctionnelle de tout être vivant.

• Une bactérie est constituée d'une seule cellule.

• Le corps humain est estimé à environ cellules, sans compter le microbiote.

A. Types de Cellules : Procaryotes vs. Eucaryotes

Les cellules se divisent en deux grandes catégories avec des caractéristiques distinctes :

B. Diversité et Organisation des Cellules

Il existe plus de 200 types de cellules avec une grande diversité de formes, bien qu'elles partagent des structures et fonctions fondamentales. Quelques exemples incluent :

• Cellules du sang

• Hépatocytes (cellules du foie)

• Cellules de la muqueuse respiratoire

• Neurones

• Spermatozoïdes

Un modèle général de cellule eucaryote comprend : un noyau, une membrane et un cytoplasme. Il est important de noter que certaines cellules eucaryotes, comme les globules rouges matures, n'ont pas de noyau.

II. Anatomie de la Cellule

A. La Membrane Plasmique

La membrane plasmique, aussi appelée membrane cellulaire ou cytoplasmique, est une barrière fragile, transparente et souple qui délimite la cellule, séparant le milieu intérieur (liquide intracellulaire) du milieu extérieur (liquide interstitiel).

• Rôle : Régule les échanges de substances, maintient un environnement propice à l'activité cellulaire et assure la communication intercellulaire.

• Structure : Extrêmement fine (7 à 10 nm), elle est formée d'une bicouche lipidique (principalement des phospholipides) avec des protéines enchâssées et d'autres lipides (cholestérol).

• Phospholipides : Possèdent une tête polaire (hydrophile) orientée vers les milieux aqueux (intra- et extracellulaire) et des queues hydrophobes tournées vers l'intérieur de la bicouche.

• Modèle de la mosaïque fluide : Les molécules de la membrane se déplacent constamment, assurant sa fluidité.

Composants de la membrane :

• Cholestérol : Stabilise la membrane et maintient sa rigidité.

• Protéines :

  • Forment des canaux ioniques membranaires ou pores pour le passage des substances.

  • Agissent comme transporteurs pour les molécules spécifiques.

  • Catalysent des réactions (enzymes).

  • Servent de récepteurs pour les messagers chimiques (hormones).

  • Sont attachées à l'intérieur pour le cytosquelette ou l'extérieur pour la matrice extracellulaire, contribuant à la forme de la cellule.

• Glycocalyx : Courtes chaînes glucidiques liées à des lipides (glycolipides) ou des protéines (glycoprotéines). Il est propre à chaque individu comme une "enveloppe de sucre" et joue un rôle dans l'identité cellulaire (groupes sanguins) et la réponse immunitaire.

Spécialisations de la membrane plasmique :

• Microvillosités : Minuscules prolongements augmentant la surface de la membrane, accélérant l'absorption (ex: cellules intestinales).

• Jonctions membranaires : Structures spécialisées reliant les cellules entre elles.

  • Jonctions serrées : Joints imperméables empêchant le passage de molécules entre cellules. Formées par la fusion des membranes adjacentes.

  • Desmosomes : Jonctions d'ancrage qui unissent les cellules soumises à des tensions mécaniques, composées de plaques et de filaments protéiques.

  • Jonctions ouvertes (ou communicantes) : Permettent le passage de substances chimiques (nutriments, ions) grâce à des cylindres creux appelés connexons.

B. Le Cytoplasme et les Organites

Le cytoplasme est l'ensemble des substances situées entre la membrane plasmique et le noyau, où se déroulent la plupart des activités cellulaires. Il est constitué de :

• Cytosol (hyaloplasme) : Liquide translucide aqueux contenant divers solutés dans lequel baignent les organites.

• Inclusions cytoplasmiques : Substances chimiques (ex : gouttelettes lipidiques, granules de glycogène, pigments de mélanine).

• Organites : Petits "organes" intracellulaires spécialisés, délimités par une membrane similaire à la membrane plasmique (sans glycocalyx), assurant des fonctions précises et vitales pour la cellule. Leur nombre et leur nature varient selon le type cellulaire.

Organites principaux :

1. Ribosomes : Petits granules sombres composés de protéines et d'ARN ribosomal. Ce sont les sites de la synthèse des protéines (traduction).

   • Peuvent être libres dans le cytoplasme (isolés ou en polyribosomes) ou liés au réticulum endoplasmique.

   • Présents aussi dans les mitochondries (synthèse mitochondriale).

   • Composés de deux sous-unités (grande et petite) formées dans le noyau et assemblées dans le cytoplasme.

2. Réticulum Endoplasmique (RE) : Réseau de membranes formant des sacs aplatis (citernes) ou des tubules, enveloppant plus de la moitié de la surface membranaire interne de la cellule. Il existe deux types :

   • Réticulum Endoplasmique Rugueux (RER ou REG) : Relié à l'enveloppe nucléaire, parsemé de ribosomes.

     • Site de synthèse de toutes les protéines destinées à être sécrétées, insérées dans la membrane ou transportées vers d'autres organites.

     • Les protéines sont traitées, triées et expédiées dans des vésicules de transport, souvent vers l'appareil de Golgi.

     • Surnommé "l'usine à membranes" car il fabrique presque tous les constituants membranaires.

     • Particulièrement développé dans les cellules sécrétrices (ex : cellules pancréatiques).

   • Réticulum Endoplasmique Lisse (REL ou agranulaire) : Extension du RER, sans ribosomes.

     • Non impliqué dans la synthèse des protéines.

     • Intervient dans le métabolisme des lipides (synthèse des acides gras, triglycérides, cholestérol, phospholipides), la synthèse des stéroïdes (œstrogènes, testostérone).

     • Impliqué dans l'absorption et le transport des lipides (intestin).

     • Assure la détoxication des médicaments, drogues et substances cancérigènes (reins et foie).

     • Dégrade le glycogène en glucose libre (foie).

     • Stocke le pour la contraction musculaire (myocytes).

3. Appareil de Golgi (ou complexe golgien) : Situé après le RE, il est constitué de 3 à 20 sacs membraneux aplatis (citernes).

   • Fonction : Première étape de maturation des protéines du RE. Modifie, emballe et trie les protéines dans des vésicules pour différentes destinations :

     • Excrétion de la cellule par exocytose.

     • Intégration à la membrane plasmique.

     • Formation de lysosomes.

   • Plus étendu dans les cellules sécrétrices (ex : cellules pancréatiques).

4. Lysosomes : Sacs membraneux issus de l'appareil de Golgi, contenant jusqu'à 60 enzymes digestives différentes.

   • Rôle : Digèrent les molécules contenues dans les vésicules d'endocytose (phagosomes), formant des phagolysosomes.

   • Les produits de la digestion (monosaccharides, acides gras, acides aminés) sont ensuite acheminés vers le cytoplasme.

   • Contribuent au recyclage des structures endommagées ou vieillies de la cellule (autophagie).

   • Peuvent détruire la cellule entière (autolyse) après la mort.

   • Des troubles génétiques, comme la maladie de Tay-Sachs, sont liés à l'absence d'enzymes lysosomiales.

5. Système endomembranaire : Comprend le RER, le REL, l'appareil de Golgi et toutes les vésicules de transport des protéines.

   • Les vésicules du RER migrent et fusionnent avec le Golgi.

   • Les protéines sont modifiées dans le Golgi, puis emballées dans des vésicules pour leur destination finale.

   • Le REL fournit des lipides et des glucides qui sont associés aux protéines du REG dans l'appareil de Golgi pour être maturés et adressés.

6. Mitochondries : Organites en forme de saucisse, centrales énergétiques de la cellule.

   • Produisent l'ATP par respiration cellulaire à partir du glucose, utilisant et libérant .

   • Double membrane : externe lisse, interne formant des replis appelés crêtes.

   • La cavité centrale est la matrice mitochondriale, où se déroulent les réactions chimiques et se trouvent les enzymes de l'ATP.

   • Contiennent leur propre ADN et quelques ribosomes, ce qui leur permet de se reproduire.

   • Leur structure suggère une origine bactérienne (endosymbiose).

   • Leur nombre varie selon l'activité cellulaire (centaines à milliers dans les cellules musculaires, hépatiques, rénales).

7. Peroxysomes : Petits organites similaires aux lysosomes.

   • Contiennent des oxydases qui oxydent diverses substances organiques, produisant du .

   • Contiennent également une catalase pour dégrader le toxique.

   • Abondants dans le foie et les reins (détoxication de l'alcool et autres substances nocives).

8. Protéasomes : Complexes enzymatiques multiprotéiques.

   • Contiennent un grand nombre de protéases.

   • Dégradent les protéines cytosoliques inutiles ou altérées (non enveloppées dans des vésicules).

   • Les protéines sont fragmentées en unités plus petites pour être recyclées.

   • Présents en milliers dans le cytosol et le noyau.

9. Cytosquelette : Réseau de filaments protéiques étendu dans le cytosol, agissant comme le "squelette" et la "musculature" de la cellule.

   • Microfilaments (filaments d'actine) : Fines fibres concentrées à la périphérie, confèrent résistance et forme, contribuent au mouvement (contraction musculaire, division cellulaire).

   • Filaments intermédiaires : Plus gros que les microfilaments, plus minces que les microtubules. Renforcent et maintiennent la forme de la cellule, stabilisent les organites, notamment dans les zones soumises à tension.

   • Microtubules : Plus gros éléments du cytosquelette, longs tubes creux (tubulines). Déterminent la forme de la cellule, positionnent les organites et facilitent leur déplacement (vésicules de sécrétion, chromosomes lors de la division). Leur assemblage est régulé par le centrosome.

10. Centrosome et Centrioles : Situés près du noyau.

    • Centrosome : Formé d'une paire de centrioles et de la matière péricentriolaire.

    • Centrioles : Structures cylindriques composées de neuf groupes de trois microtubules.

    • Sont les centres organisateurs de microtubules, régulant leur assemblage.

C. Le Noyau

Le noyau, généralement sphérique ou ovale, est le centre de contrôle de la cellule. Bien que la plupart des cellules en possèdent un, il existe des exceptions (érythrocytes matures sans noyau, myocytes squelettiques avec plusieurs).

• Enveloppe nucléaire : Double membrane lipidique similaire à la membrane plasmique, séparant le noyau du cytoplasme. La membrane externe est en continuité avec le RER.

• Pores nucléaires : Régulent le mouvement des substances entre le noyau et le cytoplasme.

• Nucléoles : Un ou plusieurs corps sphériques à l'intérieur du noyau, où l'ARNr est produit et s'unit aux protéines pour former les sous-unités des ribosomes.

• Information génétique (ADN) : Contient l'ADN, code des directives nécessaires à l'organisme. Les cellules contiennent 46 chromosomes, visibles sous forme de chromatine (ADN associé à des protéines) lorsque la cellule ne se divise pas.

• Lamina nucléaire : Composée de filaments intermédiaires (lamines) qui tapissent la surface interne de l'enveloppe nucléaire, renforçant sa structure.

III. Physiologie de la Cellule

Les cellules accomplissent diverses fonctions vitales telles que le métabolisme, l'élimination des déchets, la reproduction, la croissance et la réaction aux stimuli. Nous nous concentrerons sur le transport membranaire et la division cellulaire.

A. Le Transport Membranaire

Le transport membranaire est crucial pour les cellules afin d'acquérir les molécules nécessaires à leur fonctionnement. La membrane plasmique présente une perméabilité sélective, régulant l'entrée et la sortie des substances.

• Liquide intracellulaire : Le cytosol.

• Liquide extracellulaire : Le liquide interstitiel.

• Solutés : Substances dissoutes (gaz, nutriments, ions) dans le solvant (eau) des solutions de l'organisme.

• Concentration : Quantité de soluté dans une solution.

• Gradient de concentration : Différence de concentration entre deux milieux, entraînant le déplacement du soluté de la zone la plus concentrée vers la moins concentrée.

Les substances traversent la membrane plasmique de deux manières :

1. Transport Passif

Les substances traversent la membrane selon leur gradient de concentration, sans dépense d'énergie cellulaire (ATP).

• Possible si la substance est :

  • Liposoluble.

  • Assez petite pour passer par les canaux.

  • Assistée par un transporteur non consommateur d'énergie.

Mécanismes de transport passif :

1. Diffusion simple : Déplacement des molécules liposolubles (O, CO, vitamines liposolubles, hormones, alcool) à travers la bicouche lipidique, ou des petits ions et gaz via des pores/canaux, suivant le gradient de concentration.

2. Diffusion facilitée : Mouvement de solutés hydrophiles (molécules polaires, ions, glucose, acides aminés) "facilité" par des protéines-canaux ou des transporteurs spécifiques (chaque transporteur ou canal est spécifique à une molécule ou un ion).

3. Osmose : Diffusion de l'eau à travers la membrane plasmique.

   • L'eau, étant polaire, utilise des aquaporines (canaux ioniques spécifiques) pour traverser la membrane.

   • L'eau se déplace toujours du côté hypotonique (moins concentré en soluté) vers le côté hypertonique (plus concentré en soluté).

   • Tonicité et volume cellulaire :

     • Solution isotonique : La cellule maintient sa forme et son volume (ex : NaCl à 0,9% pour les érythrocytes).

     • Solution hypotonique : Concentration en solutés plus faible qu'à l'intérieur de la cellule. L'eau entre dans la cellule plus vite qu'elle n'en sort, entraînant gonflement et éclatement (ex : hémolyse des érythrocytes).

     • Solution hypertonique : Concentration en solutés plus forte qu'à l'intérieur de la cellule. L'eau sort de la cellule plus vite qu'elle n'y entre, provoquant le rétrécissement (crénelure) des érythrocytes.

2. Transport Actif

Le transport actif requiert de l'énergie (ATP) car les substances sont trop grosses, ne peuvent pas se dissoudre dans la bicouche lipidique, ou doivent se déplacer contre leur gradient de concentration.

Mécanismes de transport actif :

1. Transport actif (primaire ou secondaire) :

   • Similaire à la diffusion facilitée (nécessite un transporteur spécifique) mais consomme de l'ATP.

   • Peut se faire contre le gradient de concentration.

   • Les pompes à solutés déplace principalement des ions (Na, K, Ca).

   • Transport actif primaire : L'hydrolyse de l'ATP modifie la conformation du transporteur protéique, permettant au soluté d'être "pompé" à travers la membrane.

     • Exemple le plus connu : la pompe à sodium et à potassium. Cette pompe maintient une concentration de K 10 fois plus élevée à l'intérieur des cellules et une concentration de Na inversement plus élevée à l'extérieur, essentiel pour le fonctionnement des cellules excitables.

     • Mécanisme de la pompe Na/K:

       1. Le Na cytoplasmique se lie à la pompe protéique.

       2. La liaison du Na stimule la phosphorylation de la protéine par l'ATP.

       3. La phosphorylation modifie la conformation de la protéine, permettant la libération de Na à l'extérieur.

       4. Le K extracellulaire se lie à la pompe protéique.

       5. La liaison du K déclenche la libération du phosphate, ramenant la pompe à sa conformation initiale.

       6. Le K est relâché dans la cellule, et le cycle se répète.

   • Transport actif secondaire : Une pompe alimentée par l'ATP (telle que la pompe Na/K) cree un gradient ionique, dont l'énergie est ensuite utilisée indirectement pour transporter un autre soluté.

     • Le transport actif primaire du Na contre son gradient crée une énergie ionique. Lorsque le Na regagne la cellule avec un transporteur protéique, celui-ci co-transporte une autre substance (ex: glucose) sans hydrolyse directe d'ATP.

     • Uniport : Transport d'une seule substance.

     • Transports couplés (simultané de deux ou plus substances) :

       • Symport : Transport de deux substances dans la même direction.

       • Antiport : Transport de deux substances dans des directions opposées.

2. Transport vésiculaire (« en vrac ») : Déplacement de grosses particules et macromolécules enfermées dans une vésicule membranaire. Nécessite de l'ATP.

   • Endocytose : Substances entrent dans la cellule enveloppées dans une vésicule formée par invagination de la membrane plasmique.

     • Phagocytose : La cellule ingère de grosses particules (bactéries, virus, cellules mortes) par formation de pseudopodes, créant un phagosome qui fusionne avec un lysosome pour la digestion. (Exemple : cellules immunitaires).

     • Pinocytose : La cellule englobe des gouttelettes de liquide interstitiel avec des solutés pour former de petites vésicules, sans récepteur spécifique.

     • Endocytose par récepteurs interposés : Mécanisme principal, les substances se lient à des récepteurs protéiques spécifiques, puis sont internalisées dans un puits tapissé de protéines, formant une vésicule. Les ligands sont libérés et les récepteurs recyclés.

   • Exocytose : Libération de substances par la cellule (hormones, neurotransmetteurs, mucus, déchets). La substance est enfermée dans une vésicule qui migre vers la membrane plasmique, fusionne avec elle et déverse son contenu à l'extérieur.

B. La Division Cellulaire

Les cellules sont constamment endommagées, vieillissent ou meurent. La division cellulaire est le processus de reproduction cellulaire permettant leur remplacement.

• Processus fondamental où une cellule mère donne naissance à deux cellules filles identiques.

• Essentiel pendant l'embryogenèse et tout au long de la vie (homéostasie tissulaire).

• Implique un cycle chromosomique, cytoplasmique, centrosomique et nucléolaire.

• Deux types principaux :

  • Mitose : Division des cellules somatiques.

  • Méiose : Division des cellules reproductrices. (Ces concepts seront approfondis dans des chapitres ultérieurs).

IV. Les Biomolécules du Vivant

A. Acides Aminés et Protéines

1. Les Acides Aminés

Les acides aminés sont les constituants fondamentaux des protéines. La nature de leur chaîne latérale "R" détermine leur diversité, forme et fonction.

• Un acide aminé est composé d'un carbone lié à un groupe amine (), une fonction carboxylique () et une chaîne latérale "R".

• La chaîne latérale "R" varie en taille, encombrement et charge (non chargée, positive ou négative), influençant le rôle biologique de l'acide aminé.

• Quatre catégories d'acides aminés en fonction de leur chaîne latérale "R" :

  • Non polaire ou hydrophobe.

  • Polaire ou hydrophile.

  • Basique.

  • Acide.

Rôles des acides aminés :

• Fonctions structurales : Composants des protéines (acides aminés protéinogènes).

• Fonction énergétique : Peuvent servir de substrats énergétiques en cas de jeûne prolongé.

• Fonctions biologiques spécifiques : Neurotransmetteurs, précurseurs de molécules actives.

• Modifications post-traductionnelles : Certains acides aminés peuvent être modifiés après leur incorporation dans une protéine (ex : décarboxylation de l'acide glutamique en glutamine, hydroxylation de la proline pour stabiliser le collagène). Ces modifications ont lieu généralement dans l'appareil de Golgi.

Acides aminés essentiels :

Acides aminés que l'organisme ne peut pas synthétiser de novo en quantité suffisante et qui doivent être apportés par l'alimentation.

Importance des acides aminés en physiologie :

• Glycine : Neurotransmetteur inhibiteur du SNC ; précurseur de la créatine (substrat énergétique musculaire) et du glutathion (lutte contre le stress oxydant).

• Proline : Hydroxylée en hydroxyproline (nécessite , fer, vitamine C) pour stabiliser les fibres de collagène. Un déficit en vitamine C entraîne le scorbut.

• Phénylalanine : Précurseur de la tyrosine, qui est elle-même précurseur de la mélanine et des catécholamines (adrénaline, dopamine, noradrénaline) et des hormones thyroïdiennes. La phénylcétonurie est une maladie génétique due à l'incapacité de convertir la phénylalanine en tyrosine, entraînant une toxicité, un albinisme, une baisse des catécholamines et un retard mental (dépistée par le test de Guthrie).

• Tryptophane : Précurseur de la nicotinamide (constituant du NAD, essentiel au métabolisme), de la sérotonine (neurotransmetteur, rôle sur l'humeur), et de la mélatonine (hormone du sommeil).

• Acide glutamique (glutamate) : Précurseur du GABA (neurotransmetteur inhibiteur du SNC). Le glutamate libre est un neurotransmetteur excitateur.

• Arginine : Précurseur de l'oxyde nitrique (vasodilatateur) et de la créatine.

• Histidine : Précurseur de l'histamine (vasodilatateur dans les phénomènes allergiques).

• Glutamine : Rôle important dans l'élimination de l'ammoniac (détoxication rénale).

• Méthionine : Précurseur de la créatine.

2. Les Protéines

Les protéines sont des macromolécules constituées d'enchaînements d'acides aminés reliés par des liaisons peptidiques, formant une ou plusieurs chaînes polypeptidiques. Elles représentent environ 50% du poids sec des cellules.

• Elles sont synthétisées et dégradées en permanence.

• Fonctions multiples :

  • Croissance et maintenance tissulaire : Protéines de structure (peau, tendons, muscles, organes, os).

  • Enzymes : Catalyseurs biologiques des réactions biochimiques.

  • Hormones : Régulation à distance.

  • Anticorps : Défense immunitaire.

  • Facteurs de transcription : Régulent l'expression des gènes.

  • Transports : Transportent des lipides, hormones, oxygène, médicaments...

  • Substrat énergétique.

  • Transmission de signaux cellulaires : Récepteurs membranaires, seconds messagers intracellulaires.

• La structure tridimensionnelle détermine la fonction de la protéine. Elle dépend de la séquence des acides aminés, des modifications post-traductionnelles, des interactions protéine-protéine/enzyme-substrat et de l'environnement.

• La structure tertiaire est cruciale pour la fonction. Pour les protéines quaternaires (ex: hémoglobine, composée de 4 chaînes polypeptidiques), c'est la combinaison de plusieurs structures tertiaires qui les rend actives.

B. Les Lipides

Les lipides, communément appelés "graisses", représentent 18 à 25% du poids du corps humain. Ils sont caractérisés par leur solubilité dans les solvants organiques non polaires et leur faible solubilité dans l'eau.

• Rôles divers et variés :

  • Stockage d'énergie : Notamment les triacylglycérols (triglycérides).

  • Composants des membranes biologiques : Phospholipides, cholestérol, assurant la séparation des milieux aqueux et la compartimentation cellulaire.

  • Protection contre la déshydratation : Cires végétales.

  • Isolant thermique.

  • Vitamines liposolubles (A, E, K).

  • Implication dans la régulation du système immunitaire.

Classes de lipides :

1. Lipides vrais (contiennent des acides gras) :

   • Lipides simples (homolipides) : Composés de C, H, O. Esters d'acides gras et d'alcool.

     • Acylglycérols (glycérides) : Si l'alcool est un glycérol. Stockage sous forme de triglycérides. Hydrolysés par des lipases (lipoprotéine lipase, triglycéride lipase hépatique, lipase pancréatique).

     • Cérides : Si l'alcool est un alcool gras (ex : dans les plumes, carapaces, cosmétiques).

     • Stérides : Si l'alcool est un stérol (ex : cholestérol estérifié).

   • Lipides complexes (hétérolipides) : Contiennent C, H, O, P, S, N.

     • Glycérophospholipides : Éléments structuraux fondamentaux des membranes cellulaires. Médiateurs de signalisation intracellulaire, transport de lipides hydrophobes.

     • Sphingolipides : Rôle crucial dans la communication et les interactions cellulaires (ancrages, contacts), la mort cellulaire programmée (apoptose) et les processus immunitaires.

2. Molécules à caractère lipophile (ne contiennent pas d'acides gras mais sont solubles dans les solvants organiques) :

   • Dérivés isopréniques : Précurseurs des vitamines liposolubles (A, E, K), du cholestérol et des hormones stéroïdiennes.

   • Dérivés stéroliques : Acides biliaires, vitamine D, hormones stéroïdiennes.

Acides Gras (AG) :

Molécules composées d'un acide carboxylique et d'une longue chaîne carbonée hydrophobe.

• AG saturés : Pas de double liaison.

• AG insaturés : Au moins une double liaison. Peuvent être oméga 3, 6, 7 ou 9.

  • Les doubles liaisons peuvent avoir des configurations cis ou trans avec des différences fonctionnelles.

  • Les AG insaturés naturels sont majoritairement cis. Les AG trans de l'industrie agro-alimentaire sont nocifs (augmentent le risque coronaire).

Classification nutritionnelle des acides gras :

• Acides gras indispensables : Ne peuvent pas être synthétisés par l'organisme (acide linoléique, acide -linolénique, DHA).

• Acides gras conditionnellement indispensables : Peuvent être synthétisés à partir de précurseurs indispensables.

• Acides gras non indispensables (non essentiels) : Synthétisés en quantité suffisante par l'organisme.

Équilibre Oméga 3 et Oméga 6 :

• Il existe une compétition métabolique entre les AG oméga 3 et oméga 6.

• Recommandations alimentaires : rapport de 1 oméga 3 pour 4 oméga 6.

Hormones stéroïdiennes et Cortisol :

• Synthétisées à partir du cholestérol (corticosurrénale, testicules, ovaires, placenta). Agissent via le système endocrine.

• Exemples : glucocorticoïdes (cortisol), minéralocorticoïdes (aldostérone), testostérone, œstradiol, progestérone.

• Le cortisol :

  • Action hyperglycémiante.

  • Favorise le catabolisme protéique, du tissu conjonctif et osseux, mobilise les graisses.

  • Augmente la sécrétion gastrique.

  • Action anti-inflammatoire et immunosuppressive.

• La maladie de Cushing : Hypercorticisme dû à une hypersécrétion de cortisol (primaire ou secondaire), entraînant atrophie musculaire, obésité, hypertension artérielle, vergetures, mauvaise répartition des graisses.

C. Les Glucides

Les glucides, ou "sucres", sont des molécules avec au moins 3 atomes de carbone et plusieurs groupes alcools (polyols). On les appelle aussi carbohydrates ou hydrates de carbone.

• Rôles fondamentaux :

  • Éléments de structure (ex : cellulose).

  • Réserves énergétiques (ex : glycogène).

  • Composants de métabolites fondamentaux.

  • Signaux de reconnaissance cellulaire.

  • Éléments de différenciation cellulaire.

  • Récepteurs de déterminants antigéniques (groupes sanguins).

• Le glucose est le glucide dominant, principal carburant énergétique des cellules, vital pour les cellules gluco-dépendantes. Tous les glucides alimentaires sont absorbés sous forme de glucose ou y sont convertis.

Classification des glucides :

• Oses (sucres simples ou monosaccharides) : Plus petite sous-unité constitutive (glucose, fructose).

• Osides : Plusieurs oses combinés.

  • Holosides : Composés de plusieurs oses liés par des liaisons glycosidiques.

    • Oligosides : Petite taille (ex : saccharose = glucose + fructose, lactose = glucose + galactose).

    • Polyosides : Grande taille (ex : glycogène, amidon, cellulose).

  • Hétérosides : Oses combinés avec des éléments non glucidiques (aglycones).

Principaux oses alimentaires :

• Glucose : Peu fréquent sous forme libre (fruits, miel), majoritairement sous forme polymérisée (amidon, cellulose).

• Fructose : Présent à l'état libre (fruits, miel), associé au glucose dans le saccharose.

• Galactose : Rarement libre, associé au glucose dans le lactose (sucre du lait).

Conclusion

La compréhension de l'organisation cellulaire et de ses composants est fondamentale pour aborder les concepts plus avancés en physiologie et en pathologie. La cellule, avec sa membrane, son cytoplasme rempli d'organites spécialisés et son noyau contenant l'information génétique, est le théâtre de fonctions vitales complexes. Les biomolécules telles que les protéines, lipides et glucides, construisent et opèrent la machinerie cellulaire, et leurs interactions régulent la vie à l'échelle microscopique et macroscopique.