BIOÉNERGÉTIQUE

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Autres références

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ACTION & RÉACTION, physiologie

Écrit par :  Didier LAVERGNE

… *Pour les thermodynamiciens, les êtres vivants sont des systèmes ouverts équilibrant de manière dynamique les entrées et sorties d'énergie. Le solde du bilan énergétique est en principe nul dans le cas des sujets adultes, dont l'état est qualifié d'homéostasique. Cette apparente stabilité physiologique correspond en fait à la somme de variations… Lire la suite

ADÉNOSINE TRIPHOSPHORIQUE ACIDE (ATP)

Écrit par :  Pierre KAMOUN, Paul MAZLIAK

…  est un mononucléotide diphosphorylé du métabolisme intermédiaire découvert en 1929 par Lohmann. *Véritable « monnaie énergétique de la cellule », ce composé assure la fourniture ou la mise en réserve d'énergie dans la plupart des réactions biochimiques. Son rôle dans le transport de radicaux phosphoriques est par ailleurs essentiel. L'ATP est… Lire la suite

AÉROBIOSE & ANAÉROBIOSE

Écrit par :  Claude LIORET

Dans le chapitre "L'oxygène dans les processus vitaux"  : …  minérales pour les « autotrophes », petites molécules organiques pour les « hétérotrophes ». *Cette élaboration nécessite de l'énergie, fournie par des réactions d'oxydoréduction. Lavoisier ayant montré que l'oxygène atmosphérique intervient comme oxydant, assurant la combustion du carbone et de l'hydrogène des êtres vivants, il est a priori… Lire la suite

ALIMENTATION (Aliments) - Prise alimentaire

Écrit par :  Jacques LE MAGNEN, Jean-Louis SCHLIENGER

…  d'énergie, celle des entrées et des pertes spécifiques des matières dont est construit l'organisme.* La régulation du bilan d'énergie, dont le résultat chez l'adulte est la constance du poids corporel, exige que la dépense régulière d'énergie représentée par le « métabolisme moyen » de l'animal soit couverte par une acquisition équivalente sous… Lire la suite

ALIMENTATION (Économie et politique alimentaires) - Sous-alimentation et malnutrition dans le monde

Écrit par :  Laurence ROUDART

Dans le chapitre "Alimentation, sous-alimentation et malnutrition au début du XXI^e siècle"  : …  milliards d'hommes, il n'est donc pas d'autre voie que de continuer de pratiquer l'agriculture. Les* macronutriments fournissent notamment de l'énergie alimentaire, mesurée en kilocalories (kcal). Les besoins énergétiques alimentaires d'un individu dépendent de son âge, de sa taille, de son poids, de son activité, de son état physiologique (maladie… Lire la suite

AUTOTROPHIE & HÉTÉROTROPHIE

Écrit par :  Alexis MOYSE

*Les besoins d'aliments et d'énergie sont satisfaits de manière différente selon les êtres vivants. Un végétal chlorophyllien fabrique son protoplasme en utilisant des sels minéraux, du gaz carbonique, de l'eau et de la lumière. L'homme et les animaux n'ont pas cette capacité, leur autonomie nutritive n'est pas… Lire la suite

BACTÉRIES

Écrit par :  Jean-Michel ALONSO, Jacques BEJOT, Patrick FORTERRE

Dans le chapitre "Physiologie des populations bactériennes"  : …  des vitamines et des molécules résultant de l'activité externe des exoenzymes bactériennes. *L'apport énergétique nécessaire à la construction des macromolécules, à partir des monomères précurseurs, se fait par l'adénosine triphosphate (ATP) synthétisé par la bactérie. Selon les groupes bactériens, différentes sources d'énergie et de… Lire la suite

BACTÉRIOLOGIE

Écrit par :  Jean-Michel ALONSO, Jacques BEJOT, Michel DESMAZEAUD, Didier LAVERGNE, Daniel MAZIGH

Dans le chapitre "Panorama du métabolisme bactérien"  : …  matières organiques. Le deuxième groupe contient les bactéries anaérobies strictes, qui *tirent également la plus grande partie de leur énergie de réactions d'oxydoréduction, mais dans lesquelles les électrons vont passer d'un substrat organique, constituant le donneur d'électrons, sur une autre molécule organique, qui sert alors d'… Lire la suite

BIOCHIMIE

Écrit par :  Pierre KAMOUN

Dans le chapitre "Biochimie métabolique"  : …  réactionnels isolés et purifiés. C'est ainsi que seront élucidés les mécanismes de production de *l'énergie chimique dans les mitochondries, organites intracellulaires sans doute d'origine bactérienne, utilisés par bon nombre d'êtres vivants comme véritables centrales énergétiques. Chez les animaux, les divers aliments sont transformés dans le… Lire la suite

BIOLOGIE - L'être vivant

Écrit par :  Andrée TÉTRY

Dans le chapitre "La diversification métabolique"  : …  Pour survivre, les premiers organismes vivants hétérotrophes durent élaborer leurs aliments* à partir des molécules du milieu et de l'énergie solaire. L'appauvrissement de la « soupe primitive » en matières organiques contraignit les premiers hétérotrophes à fabriquer eux-mêmes les molécules organiques à partir du gaz carbonique, abondant… Lire la suite

BIOLOGIE - La maintenance de l'organisme

Écrit par :  Marc PASCAUD

Dans le chapitre "Renouvellement cellulaire"  : …  les divers constituants sont renouvelés à des vitesses qui sont particulières à chacun d'eux. *La caractéristique thermodynamique du vivant, maintien de haut coût énergétique d'une intégrité structurale et fonctionnelle de bas niveau entropique, est en opposition apparente avec le deuxième principe thermodynamique d'évolution physique :… Lire la suite

BIOPHYSIQUE

Écrit par :  Claude Michel GARY-BOBO

Dans le chapitre "Analyse et synthèse des structures cytologiques"  : …  traitée par le système nerveux central, représentent un chapitre majeur de la biophysique. La *bioénergétique moderne, avec les travaux de P. Mitchell, a mis en lumière le rôle capital que joue l'asymétrie structurale des membranes, qui permet de définir fonctionnellement un « intérieur » et un « extérieur » rigoureusement… Lire la suite

BIOSYNTHÈSE DE L'ATP

Écrit par :  Paul MAZLIAK

  *La théorie émise par Peter Mitchell (1920-1992), qu'il baptisa théorie chimiosmotique, bouleversa la bioénergétique. Jusqu'alors, on considérait que l'oxydation des substrats respiratoires dans les mitochondries était couplée avec la synthèse endergonique (consommatrice d'énergie) d'ATP (adénosine triphosphate) par… Lire la suite

CATABOLISME

Écrit par :  Geneviève DI COSTANZO

… *Processus biochimiques de dégradation exoénergétiques subis par des molécules organiques dans les cellules vivantes pour aboutir au transfert d'une partie de leur énergie potentielle sur des molécules telles que l'acide d'adénosine triphosphorique (ATP). Celles-ci fourniront, le cas échéant, l'énergie nécessaire. Elle peut être source d'énergie… Lire la suite

CELLULE - L'organisation

Écrit par :  Pierre FAVARD

Dans le chapitre "Conversions d'énergie par la cellule"  : …  Les* cellules ont besoin d'énergie pour leurs différentes activités : biosynthèse de molécules, production de mouvements, transports actifs ; cette énergie est fournie par l'hydrolyse de molécules d'adénosine-triphosphate (ATP) en adénosine diphosphate (ADP) et phosphate inorganique. Dans ces conditions les travaux cellulaires ne peuvent se… Lire la suite

CELLULE - La régulation du métabolisme

Écrit par :  Jacques HAIECH

Dans le chapitre " Le calcium, second messager"  : …  contient une quantité de calcium importante, de l'ordre de 1 millimole (mmol). Or le métabolisme* bioénergétique (cf. bioénergétique) est basé sur la chimie des phosphates et plus spécifiquement sur l'adénosine triphosphate (ATP). Une concentration calcique de 1 mmol n'aurait pas permis que se développe un tel métabolisme puisque du… Lire la suite

CHIMIOSYNTHÈSES

Écrit par :  Alexis MOYSE

…  Ils utilisent à cette fin des matériaux divers et se servent, pour en combiner les éléments,* de l'énergie chimique. La chimiosynthèse s'oppose ainsi à la photosynthèse réalisée par les végétaux et par quelques bactéries à chlorophylles qui utilisent l'énergie de la lumière. Prise dans son sens le plus large, la chimiosynthèse est une des… Lire la suite

CHLOROPHYLLES

Écrit par :  Alexis MOYSE

Dans le chapitre "Excitation photochimique des chlorophylles et photosynthèse"  : …  et de protons de l'eau au bioxyde de carbone qui se trouve réduit avec formation de glucides. *Cette opération requiert de l'énergie et, dans les meilleures conditions, il faut 8 photons-grammes (8 einsteins) par molécule-gramme de bioxyde de carbone réduit, soit l'équivalent d'environ 1 460 à 2 300 kilojoules, selon la longueur d'onde de la… Lire la suite

ÉCOLOGIE

Écrit par :  Patrick BLANDIN, Denis COUVET, Maxime LAMOTTE, Cesare F. SACCHI

Dans le chapitre "Énergétique individuelle"  : …  *Tout individu, bactérien, végétal ou animal, doit incorporer une certaine quantité d'énergie pour assurer ses fonctions vitales. Les végétaux chlorophylliens utilisent l'énergie du rayonnement solaire. Toute la lumière (LT) parvenant au contact de la plante n'est pas employée pour la photosynthèse (fig. 1a) : une partie importante n'est pas… Lire la suite

ÉCOSYSTÈMES

Écrit par :  Paul DUVIGNEAUD, Maxime LAMOTTE, Jean Claude LEFEUVRE

Dans le chapitre "Flux d'énergie et productivité"  : …  , c'est-à-dire la production biologique – parfois aussi appelée productivité – qui lui correspond. *De manière plus générale, il convient d'étudier les flux d'énergie qui traversent les divers compartiments de l'écosystème et même, plus précisément, tout le réseau trophique. La complexité de ce réseau conduit toutefois à le simplifier… Lire la suite

GLUCIDES

Écrit par :  Jean ASSELINEAU, Charles PRÉVOST, Fraidoun SHAFIZADEH, Melville Lawrence WOLFROM

Dans le chapitre "Bilan"  : …  Au cours de la glycolyse, une mole de glucose a été transformée en deux moles d'acide pyruvique. *La formation de glucose-6-phosphate, puis de fructose-1,6-diphosphate, ont entraîné la consommation de deux moles d'ATP. En revanche, la formation d'acide glycérique-3-phosphate, puis l'utilisation du phosphoénol-pyruvate, ont permis de synthétiser… Lire la suite

LIPIDES

Écrit par :  Jean ASSELINEAU, Bernard ENTRESSANGLES, Paul MANDEL, Jean-Claude PROMÉ

Dans le chapitre "Dégradation"  : …  l'acide palmitique est transformé en huit molécules d'acétyl-coenzyme A, après sept cycles. Cette *dégradation n'a pas produit d'énergie ; elle a, en fait, consommé une molécule d'ATP. La totalité de l'énergie libérée dans le catabolisme des acides gras est fournie, d'une part par l'oxydation des coenzymes réduites (FADH2 et NADH) par l… Lire la suite

MEMBRANES CELLULAIRES

Écrit par :  Brahim LAHLOU, Paul MAZLIAK

Dans le chapitre " Membranes et phénomènes bioénergétiques"  : …  (antiport) venant contrebalancer les flux précédents, pour des raisons d'équilibre électrique. *Les transferts d'électrons dans les membranes occupent donc une place centrale dans toute la bioénergétique cellulaire. Nous étudierons successivement les principaux systèmes de transferts d'électrons, aujourd'hui connus, dans les membranes des… Lire la suite

MÉTABOLISME

Écrit par :  Paul DI COSTANZO, Charles KAYSER, Jo NORDMANN

Dans le chapitre "Bilan du cycle et chaînes d'oxydoréduction"  : …  grâce à l'énergie produite au cours des oxydations ; le résultat global est la formation d'ATP. Le *transfert des protons et des électrons a pour conséquence, en plus de la formation d'eau, celle de onze liaisons riches en énergie ; le rapport P/O entre le nombre de liaisons phosphates riches en énergie et le nombre d'atomes d'oxygène absorbés pour… Lire la suite

MITCHELL PETER DENNIS (1920-1992)

Écrit par :  Paul MAZLIAK

… *Il est rare qu'un chercheur du xx^e siècle crée son laboratoire sur ses propres fonds. C'est pourtant ce que fit Peter Mitchell qui révolutionna ensuite la bioénergétique. Il développa en effet une « théorie chimiosmotique » qui rencontra d'abord le scepticisme général mais qui, en moins de dix ans, réussit à convaincre toute la… Lire la suite

MITOCHONDRIES

Écrit par :  Roger DURAND

Dans le chapitre " Fonctions mitochondriales"  : …  L'*énergie libre (ou enthalpie libre) est, par définition, l'énergie que l'on peut récupérer sous forme de travail. Elle est donnée par l'équation générale du second principe de la thermodynamique : où ΔG est la variation d'énergie libre, ΔH la variation d'enthalpie, T la température absolue et ΔS la variation d'entropie. Dans une cellule, le… Lire la suite

MOTILITÉ, biologie

Écrit par :  Michel BORNENS, Matthieu PIEL

…  date, puisque la distinction entre l'inanimé et l'animé remonte à Aristote (cf. vie). *Lorsqu'on analyse, à une échelle macroscopique, le coût énergétique des mouvements chez l'être vivant, on l'évalue en termes de travail d'une force sur une distance. Quelles sont les sources d'énergie utilisées par les êtres vivants pour produire des… Lire la suite

NUTRITION

Écrit par :  René HELLER, Raymond JACQUOT, Alexis MOYSE, Marc PASCAUD

Dans le chapitre "Nutrition animale"  : …  *L'organisme animal convertit l'énergie potentielle chimique en d'autres formes d'énergie : chaleur, travail mécanique musculaire, travail osmotique cellulaire, énergie chimique inhérente au protoplasme lui-même ou à ses sécrétions, production d'électricité ou de lumière. Les mutations d'énergie satisfont au premier principe de la thermodynamique :… Lire la suite

OBÉSITÉ

Écrit par :  Arnaud BASDEVANT, Cécile CIANGURA

Dans le chapitre "Causes"  : …  L'obésité est un syndrome hétérogène d'origine multifactorielle. *C'est la manifestation d'un déséquilibre du bilan énergétique aboutissant à une augmentation du stockage d'énergie sous forme de graisse dans le tissu adipeux. Ce déséquilibre résulte de l'interaction de facteurs biologiques de prédisposition principalement génétiques avec des… Lire la suite

OCÉAN ET MERS (Vie marine) - Vie dans les grandes profondeurs

Écrit par :  Lucien LAUBIER

Dans le chapitre " La vie dans les grandes profondeurs"  : …  souvent inconnus dans le reste du milieu profond ; certains d'entre eux sont de très grande taille. *Fondamentalement, tous ces peuplements tirent leur énergie de l'oxydation par des bactéries de certaines molécules réduites : l'hydrogène sulfuré H2S et le méthane CH4. Les bactéries chimiolithotrophes oxydent ces molécules par… Lire la suite

OXYDORÉDUCTIONS, biologie

Écrit par :  René HELLER

…  connus, et la connaissance du potentiel d'oxydoréduction permet de prévoir le sens des échanges. *Des transporteurs d'électrons, reliant des métabolites plus ou moins éloignés, confèrent à la machinerie métabolique des cellules vivantes cohésion et souplesse, tandis que des processus générateurs de composés à haut potentiel énergétique, tel l'… Lire la suite

PHOSPHAGÈNE

Écrit par :  Geneviève DI COSTANZO

… *Composé phosphoré labile, découvert dans le muscle, en 1927, par Eggleton et dénommé phosphagène parce que son hydrolyse libère une molécule d'acide phosphorique. Il a été identifié à la phosphocréatine : Les muscles contiennent, plus que les autres tissus, deux composés phosphorés riches en énergie : le phosphagène et l'adénosine triphosphate (ATP… Lire la suite

PHOTOSYNTHÈSE

Écrit par :  Jean LAVOREL, Paul MAZLIAK, Alexis MOYSE

Dans le chapitre " Les mécanismes primaires"  : …  de potentiel d'oxydoréduction existant entre les couples P⁺/P et A/A^—. *Le rendement énergétique de cette opération est excellent (de l'ordre de 60 p. 100). Quant à son rendement quantique (paire de charges séparées/photon absorbé), il est très proche de l'unité. Les facteurs de cette remarquable performance ne sont pas… Lire la suite

PHYSIOLOGIE

Écrit par :  Georges CANGUILHEM, Pierre CHOUARD, Maurice FONTAINE, René HELLER, Charles KAYSER, Claude LIORET, Alexis MOYSE

Dans le chapitre "Bioénergétique"  : …  L*'énergétique végétale et animale trouve sa source dans l'œuvre du médecin J. R. Mayer qui, en 1842, définit quantitativement les échanges d'énergie chimique et d'énergie calorifique dans les transformations au sein des êtres vivants. Il en déduisit ce qui deviendra le premier principe de la physique, à savoir celui de la conservation de l'énergie… Lire la suite

RATION ALIMENTAIRE

Écrit par :  Geneviève DI COSTANZO

… *La ration alimentaire représente la quantité d'aliments à ingérer chaque jour pour couvrir la totalité des dépenses et assurer l'équilibre nutritif de l'individu. Cela constitue l'aspect quantitatif du problème, et à chaque aliment correspond une valeur énergétique qui doit désormais être exprimée en kilojoules (kJ) mais qui reste souvent encore… Lire la suite

RÉGULATIONS BIOCHIMIQUES

Écrit par :  Jacques KRUH

Dans le chapitre "Pénétration des macromolécules"  : …  ensemble est désagrégé par les lysosomes, la macromolécule est libérée à l'intérieur de la cellule, *les récepteurs retournent sur la membrane plasmique où ils seront réutilisés. Cela est cependant soumis à régulation. Ainsi, dans le cas de cholestérol dont l'origine est à la fois alimentaire et endogène, la présence d'une grande quantité de ce… Lire la suite

RESPIRATION

Écrit par :  Pierre DEJOURS, Alexis MOYSE

Dans le chapitre "Utilisation de l'énergie respiratoire"  : …  correspondant à une consommation d'énergie inhérente à la simple maintenance des cellules en vie. *L'énergie libérée par la respiration n'est que partiellement utilisée à l'entretien des cellules ; la majeure partie (90 à 98 p. 100) est perdue sous forme de chaleur qui diffuse dans le milieu ambiant ; cette émission de chaleur peut, dans des… Lire la suite

RESPIRATION CELLULAIRE - (repères chronologiques)

Écrit par :  Paul MAZLIAK

…  les aliments, en brûlant dans les poumons, donnent le gaz carbonique exhalé par la respiration. * R. Mayer (1814-1878) avance le concept d'énergie en thermodynamique. Toute réaction chimique exigeant de l'énergie (endergonique) doit être couplée avec une autre réaction dégageant de l'énergie (exergonique). Dans les êtres vivants, les « … Lire la suite

SIDÉROBACTÉRIALES ou FERROBACTÉRIES

Écrit par :  Jacques POCHON

Dans le chapitre "Bioénergétique"  : …  *Ferrobacillus ferrooxidans est certainement un autotrophe, chimiolithotrophe, c'est-à-dire pouvant tirer son énergie de l'oxydation de Fe²⁺ selon la réaction : Dans les eaux très acides (pH 2 à 3) des mines, l'oxydation du fer n'est pas un phénomène chimique ; elle est sans doute due à Ferrobacillus ferrooxidans. En… Lire la suite

SOMMEIL

Écrit par :  Patrice FORT, Michel JOUVET, Patrick LÉVY, Véronique VIOT-BLANC

Dans le chapitre "Régulation ultradienne du sommeil paradoxal"  : …  et c'est sans doute à ce niveau qu'il faut chercher l'explication du fonctionnement du pacemaker. *Il semble donc utile de rappeler ici quelques éléments concernant les données énergétiques du cycle veille-sommeil. Celles-ci ont été apportées soit chez l'animal par la méthode du C¹⁴ déoxyglucose, soit chez l'homme par la caméra à… Lire la suite

SOUFRE

Écrit par :  Fernande CHATAGNER, René LECLERCQ, Noël LOZAC'H, Serge MASSON

Dans le chapitre "Oxydation des sulfures en sulfates"  : …   enzymatique des sulfures en sulfates est effectuée par les sulfobactéries autotrophes. *Ces phénomènes d'oxydation présentent pour ces organismes une importance particulière, puisqu'ils leur fournissent la majeure partie de l'énergie nécessaire à leur croissance (H. Peck, 1962). Le mécanisme de l'oxydation du sulfite en sulfate a été… Lire la suite

THERMODYNAMIQUE - Processus irréversibles non linéaires

Écrit par :  Agnès BABLOYANTZ, Paul GLANSDORFF, Albert GOLDBETER, Grégoire NICOLIS, Ilya PRIGOGINE

Dans le chapitre "Cycle de la glycolyse"  : …  *Ce cycle est l'une des voies importantes de production d'énergie cellulaire, sous forme d'adénosine triphosphate (ATP), à partir de glucose. On a observé que, dans des cellules de levures et dans les muscles, la concentration des intermédiaires glycolytiques peut présenter des oscillations entretenues dont la période est de quelques minutes (cf.… Lire la suite

THERMORÉGULATION, biologie

Écrit par :  René LAFONT

Dans le chapitre "Les mécanismes de transfert de chaleur"  : …  Il est possible de* représenter l'animal homéotherme comme un corps dont le noyau central a une température TC et qui est placé dans un milieu de température TA. Ce noyau est entouré par une enveloppe, où la température décroît progressivement et qui correspond à une partie plus ou moins grande du corps, selon… Lire la suite

THIOBACTÉRIALES

Écrit par :  Jacques POCHON

Dans le chapitre "Bioénergétique"  : …  Toutes ces bactéries, sauf les Beggiatoales, *utilisent l'énergie lumineuse grâce à deux types de pigments. Cette photosynthèse bactérienne ne libère pas d'oxygène comme chez les plantes, mais la réaction exige un donateur exogène d'électrons (DH2), oxydé au cours du processus :

 DH2 est ici l'hydrogène moléculaire, ou… Lire la suite

VIEILLISSEMENT

Écrit par :  Claude JEANDEL, Marc PASCAUD

Dans le chapitre "Théories métaboliques"  : …  le principal facteur de la durée de vie des organismes. Schématiquement, l'organisme dispose d'un* capital énergétique fixé au début de son existence, et la durée de vie est inversement proportionnelle à l'intensité du métabolisme énergétique de l'animal. La fécondité serait antagoniste de la longévité : les espèces animales qui consacrent un… Lire la suite

VITAMINES

Écrit par :  Marc PASCAUD

Dans le chapitre "Vitamines et oxydoréductions"  : …  Les* vitamines intervenant dans les oxydoréductions où la finalité des atomes d'hydrogène transportés par la chaîne respiratoire mitochondriale est énergétique sont essentiellement la nicotinamide et la riboflavine, leur ordre d'intervention étant déterminé par l'ordre croissant des potentiels d'oxydoréduction. Les coenzymes dérivés de ces vitamines… Lire la suite

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Médias

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