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Les concepts (métabolisme, thermogenèse, thermolyse)
18 Les concepts (métabolisme, thermogenèse, thermolyse) Définition ● Le métabolisme est l’ensemble des réactions biochimiques se déroulant dans l’organisme.
C’est un processus ordonné, continu, et dont les réactions visent à produire : - l’énergie utilisable par les cellules : énergie chimique, essentiellement dans la molécule d’ATP (adénosine triphosphate) ; - les constituants nécessaires à la structure et au bon fonctionnement des cellules.
●
Les réactions de dégradation constituent le catabolisme. Elles nécessitent de l’oxygène, et aboutissent essentiellement à la libération de CO2 (expiré au niveau pulmonaire) et d’H2O (eau métabolique), ainsi que de molécules excrétées par voie urinaire (urée, autres déchets). ●
●
Les réactions de biosynthèse constituent l’anabolisme.
●
Les nutriments nécessaires au métabolisme sont apportés par l’alimentation.
● Même au repos total, le métabolisme n’est pas nul : le fonctionnement des organes vitaux consomme de l’énergie (circulation du sang, activité cérébrale, respiration, digestion, maintien de la température corporelle…) : c’est le métabolisme de base. Il varie suivant le sexe, l’âge… Il est par exemple de 1 500 kcal/j pour un homme de 20 ans et de 70 kg. ●
Si l’activité musculaire devient importante, le métabolisme augmente.
Pour le muscle, trois modes de fonctionnement différents existent : - mode anaérobie (apport d’oxygène insuffisant) alactique : énergie maximale, de très courte durée (quelques secondes) ; - mode anaérobie lactique : en raison du manque d’oxygène, la dégradation du glucose est incomplète, on obtient de l’acide lactique provoquant des crampes ; - mode aérobie : l’apport en oxygène est adapté à l’effort, le glucose ou les lipides sont totalement dégradés. C’est le seul mode permettant de poursuivre l’effort pendant longtemps.
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SEMESTRE 1
FICHE
UE 2.2 Cycle de la vie et grandes fonctions
FICHE
SEMESTRE 1
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UE 2.2 Cycle de la vie et grandes fonctions ● Au cours du catabolisme, la totalité de l’énergie chimique des aliments n’est pas convertie en énergie sous forme d’ATP : environ 30 % de l’énergie est dissipée sous forme de chaleur, utile au maintien de la température corporelle.
Le métabolisme est régulé localement et spécifiquement dans chaque organe.
●
Mais une régulation globale des dépenses énergétiques est effectuée au niveau de l’organisme, par voie hormonale et par le système nerveux autonome.
●
Anatomie L’axe hypothalamohypophysaire situé dans le cerveau constitue le centre principal de cette régulation.
●
Il est complété par la glande thyroïde, constituant l’axe « hypothalamus/hypophyse antérieure/thyroïde ».
●
Les glandes médullosurrénales sécrétant l’adrénaline (lors de la réponse au stress) participent également à cette régulation.
●
Les hormones thyroïdiennes circulent par voie sanguine vers l’ensemble des organes périphériques, et modifient le métabolisme de base dans les différents organes.
●
La synthèse des hormones thyroïdiennes s’effectue dans la glande thyroïde et nécessite de l’iode.
●
T3 : la tri-iodothyronine serait seulement une forme intermédiaire, sans activité biologique.
●
T4 : la tétraiodothyronine est la forme active de l’hormone. Peu soluble, elle se trouve dans le plasma essentiellement sous forme liée à des protéines mais seule la forme libre est active.
●
Physiologie ➜ Fonctionnement de l’axe hypothalamus/
hypophyse antérieure/thyroïde L’hypothalamus est le centre principal de commande pour ces régulations.
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Il libère l’hormone TRH, stimulante de l’adénohypophyse.
L’adénohypophyse libère l’hormone TSH, stimulante des glandes thyroïdes.
●
La glande thyroïde, lorsqu’elle est stimulée, produit et libère les hormones thyroïdiennes : T3 et T4 (thyroxine).
●
La thyroxine provoque une augmentation du métabolisme basal, stimule la synthèse de protéines, rend l’organisme plus sensible aux catécholamines (adrénaline). En plus de son rôle sur les dépenses énergétiques, elle a des effets importants sur la croissance et le développement, au cours des différentes phases de la vie.
●
L’axe hypothalamus/adénohypophyse/thyroïde est régulé : la thyroxine et la TSH circulantes inhibent la sécrétion de TRH par l’hypothalamus. Ainsi, l’équilibre délicat de la production d’hormones thyroïdiennes est assuré, permettant l’adaptation des dépenses énergétiques au régime alimentaire, et donc le maintien de la masse corporelle, de la température…
●
Si le régime alimentaire est trop pauvre en iode, ou si la TSH est en concentration insuffisante, l’inhibition est levée, et l’hypothalamus libère une plus grande quantité de TRH. L’hypophyse répond par une libération accrue de TSH, et la thyroïde est à son tour stimulée : elle augmente de volume, fixe tout l’iode disponible.
●
De cette manière peut apparaître un goitre (fréquent dans les régions où l’iode est peu présent), le plus souvent sans gravité.
●
Des troubles thyroïdiens existent : - l’hyperthyroïdie correspond à une production excessive d’hormones thyroïdiennes ; - l’hypothyroïdie correspond à une production insuffisante d’hormones thyroïdiennes.
●
Il peut s’agir d’affections auto-immunes, de cancer de la thyroïde, d’hypothyroïdie primaire…
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➜ Thermorégulation La température corporelle reste stable, malgré les variations extérieures (ou internes) de l’environnement. La valeur de référence est 36,8 ± 0,4 °C.
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L’hypothalamus est le centre régulateur de la température corporelle. La thyronine est la principale hormone impliquée dans la thermorégulation.
●
On appelle thermogenèse les mécanismes permettant d’augmenter la température corporelle, en réponse à un refroidissement.
●
Grâce à l’axe TRH/TSH/thyroxine associé à l’adrénaline, le métabolisme basal est stimulé, ce qui provoque la thermogenèse.
●
Les mécanismes complémentaires sont : la vasoconstriction au niveau de la peau (baisse des pertes de chaleur) et le frisson thermique (production de chaleur par contraction musculaire).
●
À l’inverse, la thermolyse correspond à un abaissement de la température, en réponse à un réchauffement.
●
À retenir Il faut distinguer la fièvre (augmentation de température provoquée par le système immunitaire suite à une infection) de l’hyperthermie qui n’est pas provoquée par l’organisme lui-même. Le principal mécanisme impliqué dans la thermolyse est la vasodilatation superficielle, associée à la transpiration : le passage de l’eau à l’état gazeux permet de faire baisser la température. Dans les deux cas, un ensemble de comportements volontaires adaptés contribue à cette thermorégulation : tenue vestimentaire adaptée, recherche d’un environnement pas trop chaud/ pas trop froid, adaptation de l’activité physique (réduite lors de la thermolyse, plus intense pour la thermogenèse).
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C’est un processus ordonné, continu, et dont les réactions visent à produire : - l’énergie utilisable par les cellules : énergie chimique, essentiellement dans la molécule d’ATP (adénosine triphosphate) ; - les constituants nécessaires à la structure et au bon fonctionnement des cellules.
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Les réactions de dégradation constituent le catabolisme. Elles nécessitent de l’oxygène, et aboutissent essentiellement à la libération de CO2 (expiré au niveau pulmonaire) et d’H2O (eau métabolique), ainsi que de molécules excrétées par voie urinaire (urée, autres déchets). ●
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Les réactions de biosynthèse constituent l’anabolisme.
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Les nutriments nécessaires au métabolisme sont apportés par l’alimentation.
● Même au repos total, le métabolisme n’est pas nul : le fonctionnement des organes vitaux consomme de l’énergie (circulation du sang, activité cérébrale, respiration, digestion, maintien de la température corporelle…) : c’est le métabolisme de base. Il varie suivant le sexe, l’âge… Il est par exemple de 1 500 kcal/j pour un homme de 20 ans et de 70 kg. ●
Si l’activité musculaire devient importante, le métabolisme augmente.
Pour le muscle, trois modes de fonctionnement différents existent : - mode anaérobie (apport d’oxygène insuffisant) alactique : énergie maximale, de très courte durée (quelques secondes) ; - mode anaérobie lactique : en raison du manque d’oxygène, la dégradation du glucose est incomplète, on obtient de l’acide lactique provoquant des crampes ; - mode aérobie : l’apport en oxygène est adapté à l’effort, le glucose ou les lipides sont totalement dégradés. C’est le seul mode permettant de poursuivre l’effort pendant longtemps.
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Le métabolisme est régulé localement et spécifiquement dans chaque organe.
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Mais une régulation globale des dépenses énergétiques est effectuée au niveau de l’organisme, par voie hormonale et par le système nerveux autonome.
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Anatomie L’axe hypothalamohypophysaire situé dans le cerveau constitue le centre principal de cette régulation.
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Il est complété par la glande thyroïde, constituant l’axe « hypothalamus/hypophyse antérieure/thyroïde ».
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Les glandes médullosurrénales sécrétant l’adrénaline (lors de la réponse au stress) participent également à cette régulation.
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Les hormones thyroïdiennes circulent par voie sanguine vers l’ensemble des organes périphériques, et modifient le métabolisme de base dans les différents organes.
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La synthèse des hormones thyroïdiennes s’effectue dans la glande thyroïde et nécessite de l’iode.
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T3 : la tri-iodothyronine serait seulement une forme intermédiaire, sans activité biologique.
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T4 : la tétraiodothyronine est la forme active de l’hormone. Peu soluble, elle se trouve dans le plasma essentiellement sous forme liée à des protéines mais seule la forme libre est active.
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Physiologie ➜ Fonctionnement de l’axe hypothalamus/
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Il libère l’hormone TRH, stimulante de l’adénohypophyse.
L’adénohypophyse libère l’hormone TSH, stimulante des glandes thyroïdes.
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La glande thyroïde, lorsqu’elle est stimulée, produit et libère les hormones thyroïdiennes : T3 et T4 (thyroxine).
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La thyroxine provoque une augmentation du métabolisme basal, stimule la synthèse de protéines, rend l’organisme plus sensible aux catécholamines (adrénaline). En plus de son rôle sur les dépenses énergétiques, elle a des effets importants sur la croissance et le développement, au cours des différentes phases de la vie.
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L’axe hypothalamus/adénohypophyse/thyroïde est régulé : la thyroxine et la TSH circulantes inhibent la sécrétion de TRH par l’hypothalamus. Ainsi, l’équilibre délicat de la production d’hormones thyroïdiennes est assuré, permettant l’adaptation des dépenses énergétiques au régime alimentaire, et donc le maintien de la masse corporelle, de la température…
●
Si le régime alimentaire est trop pauvre en iode, ou si la TSH est en concentration insuffisante, l’inhibition est levée, et l’hypothalamus libère une plus grande quantité de TRH. L’hypophyse répond par une libération accrue de TSH, et la thyroïde est à son tour stimulée : elle augmente de volume, fixe tout l’iode disponible.
●
De cette manière peut apparaître un goitre (fréquent dans les régions où l’iode est peu présent), le plus souvent sans gravité.
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Des troubles thyroïdiens existent : - l’hyperthyroïdie correspond à une production excessive d’hormones thyroïdiennes ; - l’hypothyroïdie correspond à une production insuffisante d’hormones thyroïdiennes.
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Il peut s’agir d’affections auto-immunes, de cancer de la thyroïde, d’hypothyroïdie primaire…
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➜ Thermorégulation La température corporelle reste stable, malgré les variations extérieures (ou internes) de l’environnement. La valeur de référence est 36,8 ± 0,4 °C.
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Les concepts (métabolisme, thermogenèse, thermolyse)
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UE 2.2 Cycle de la vie et grandes fonctions
L’hypothalamus est le centre régulateur de la température corporelle. La thyronine est la principale hormone impliquée dans la thermorégulation.
●
On appelle thermogenèse les mécanismes permettant d’augmenter la température corporelle, en réponse à un refroidissement.
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Grâce à l’axe TRH/TSH/thyroxine associé à l’adrénaline, le métabolisme basal est stimulé, ce qui provoque la thermogenèse.
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Les mécanismes complémentaires sont : la vasoconstriction au niveau de la peau (baisse des pertes de chaleur) et le frisson thermique (production de chaleur par contraction musculaire).
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À l’inverse, la thermolyse correspond à un abaissement de la température, en réponse à un réchauffement.
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À retenir Il faut distinguer la fièvre (augmentation de température provoquée par le système immunitaire suite à une infection) de l’hyperthermie qui n’est pas provoquée par l’organisme lui-même. Le principal mécanisme impliqué dans la thermolyse est la vasodilatation superficielle, associée à la transpiration : le passage de l’eau à l’état gazeux permet de faire baisser la température. Dans les deux cas, un ensemble de comportements volontaires adaptés contribue à cette thermorégulation : tenue vestimentaire adaptée, recherche d’un environnement pas trop chaud/ pas trop froid, adaptation de l’activité physique (réduite lors de la thermolyse, plus intense pour la thermogenèse).
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