Mise en ligne le 5 février 2024 et mise à jour le 22 septembre 2024 par Gino
Introduction : qu’est-ce qu’une molécule organique ?
Les êtres vivants synthétisent les molécules organiques à partir d’atomes de carbone et d’hydrogène. Ces molécules fournissent de l’énergie, à l’exception des vitamines. On recense cinq catégories de molécules organiques distinctes :
- Glucides
- Lipides
- Protides
- Acides nucléiques
- Vitamines
Structure des molécules organiques en 2 parties
Les atomes de carbone assemblés forment la base de toutes les molécules organiques, créant ainsi ce que l’on nomme un squelette carboné. Ce squelette peut être associé à des atomes d’hydrogène ou à d’autres éléments organisés en groupes distincts désignés sous le terme de groupements fonctionnels.
Les composés organiques du corps humain : introduction
💡 Moyen mnémotechnique : Tous les termes finissant par -ose sont obligatoirement des sucres (ex : fructose, galactose, maltose…)
💉 Il est important de connaitre les principaux composés organiques, leurs apports et leurs conséquences dans le corps humain car l’IDE a un rôle de conseil en nutrition.
Les composés organiques du corps humain : Glucides
Il sont classés en 3 unités :
- Monosaccharides ⇒ un sucre
- Disaccharides ⇒ 2 sucres
- Polysaccharides ⇒ plus d’une centaine de sucres
💡 Ils sont aussi appelées hydrate de carbone ou sucre. Nous n’avons pas de réserves de glucides dans le sang. Si obligation de faire une grève de la faim, boire au moins sucré.
Monosaccharides
La formule chimique de base est $CnH2nOn$ quelque soit le monosaccharides. Les principaux monosaccharides sont le fructose, glucose, galactose (hexoses ⇒ 5 carbones), le ribose et le desoxyribose (pentose ⇒ 6 carbones). Les cellules utilisent le glucose dans les voies cataboliques, lors de la respiration cellulaire pour produire de l’énergie.
💡 Le ribose et le désoxyribose entrent dans la composition des acides nucléiques (ADN et ARN).
💡 Les –“oses” (glucides simples) ne connaissent pas de digestion enzymatique et peuvent être directement absorbés dans l’organisme. Seul le glucose est utilisé directement, le galactose et le fructose doivent, en revanche, être transformés en glucose par les cellules du foie.
Régulation de la glycémie
La glycémie correspond à la concentration de glucose présente dans le sang.
En fonction de la période de la journée, l’organisme peut se trouver en situation d’hypoglycémie ou d’hyperglycémie. La libération d’hormones agit sur la régulation de la glycémie en favorisant soit la diminution, soit l’augmentation du taux de glucose au sein des cellules corporelles (afin de soutenir la respiration cellulaire), ainsi que son emmagasinage dans le foie et les muscles sous la forme de glycogène.
💉 Le taux normal de glucose dans le sang à jeun est compris entre 0,7 et 1,1 g / l de sang.
💡 Moyen mnémotechnique pour savoir s’il s’agit d’une cellule alpha ou beta :
– Cellule alpha ⇒ glucagon (il y a un A dans glucAgon)
– Cellule beta ⇒ insuline (il n y a pas de A dans insuline)
Rôle de l’ATP
La décomposition du glucose s’associe à la production d’ATP (adénosine triphosphate). L’énergie issue de ce processus est capturée et stockée sous forme de petites unités dans les liaisons moléculaires de l’ATP. Ensuite, l’ATP opère de manière similaire à une pile électrique, pouvant se convertir en ADP (adénosine diphosphate) et libérer de l’énergie par la même occasion.
💡 Le miel et la confiture comporte du glucose. Dans le cas d’une hypoglycémie, il est plus intéressant à donner du miel ou de la confiture que le morceau de sucre qui est constitué de saccarose qui est plus lent à transformer en glucose dans l’organisme.
Disaccharides
Les disaccharides ne peuvent pas être directement assimilés dans le sang mais doivent être séparés en monosaccharides par hydrolyse dans l’intestin grâce à l’enzyme disaccharidases.
💡 « Sucrose » et « saccharose » sont deux termes interchangeables qui désignent le même composé chimique
🔴 Les intolérants au lactose ne présentent pas l’enzyme intestinale permettant la digestion du sucre du lait, la lactase. En conséquence, le lactose déclenche des diarrhées.
Polysaccharides
Les polysaccharides se forment par la réunion de multiples monosaccharides au moyen de réactions de synthèse via déshydratation. Les 3 exemples de polysaccharides sont le glycogène, l’amidon et la cellulose.
L’amidon
L’amidon est la manière dont les végétaux stockent le glucose en réserve. Dans le contexte du corps humain, cette forme de polysaccharide nécessite d’être décomposée en unités de glucose. Cette décomposition est facilitée par les enzymes amylases, présentes dans la salive et le pancréas.
La cellulose
La cellulose est un polymère de glucose constituant la paroi des cellules végétales. L’homme ne possède pas d’enzymes pour dégrader la cellulose elle est donc non digestible par l’organisme humain.
Rôle des principaux glucides
| Glucose | Cellulose |
|---|---|
| Carburant des cellules pour la production d’nrj | Facilite le transit intestinal |
| Participe à l’osmolarité plasmique (tout comme le sodium et le potassium) | Rôle protecteur contre les cancers coliques |
| Réduit le taux sanguin de cholestérol | |
| Améliore les phénomènes de résistance à l’insuline et diminue la fréquence du diabète de type 2 |
Les composés organiques du corps humain : Lipides
Les lipides sont des molécules énergétiques et plastiques d’origine végétale et animale. On ne peut pas vivre sans lipide. Dans le corps humain, ils représentent entre 18 et 25% de la masse corporelle totale. Ils sont peu solubles dans l’eau mais solubles dans d’autres lipides.
💡 Les lipides et les protéines sont les deuxième et troisième producteurs d’energie dans le corps, après le glucose. De ce fait, le glucose, les lipides et les proteines sont tous les trois transformés en molécule ATP.
Les acides gras essentiels
Certains acides gras dits essentiels ne peuvent pas être synthétisés par l’organisme et doivent être apportés par l’alimentation.
Ils sont contenus dans les huiles végétales (dont omega 3 et 6). Ils constituent un carburant énergétique utilisable (après le glucose) par la majorité des cellules sauf par les cellules nerveuses.
Triglycérides ou graisses neutres
| Rôle énergétique | Rôle plastique |
|---|---|
| Les triglycérides produisent de grandes quantités d’énergie | Les triglycérides forment le tissu adipeux où surplus d’energie est stockée |
Focus sur les tissus adipeux
Le tissu adipeux a plusieurs rôles dans l’organisme :
- Isolant thermique
- Protection contre les chocs
- Réserve énergétique
💡 Afin de faciliter le transport dans le sang, les triglycérides s’associent à des protéines ainsi qu’à d’autres lipides amphiphiles et au cholestérol sous la forme de lipoprotéines.
Phospholipides
Les phospholipides sont constituées de glycérol, groupement phosphate (hydrophiles) et acides gras (lipophiles).
Son caractère amphiphile est à l’origine de la création des membranes biologiques constituant les cellules de l’organisme.
En présence de l’eau, les queues hydrophobes se regroupent et s’isolent du milieu aqueux, formant des micelles ou des bicouches.
💡 Comme les membranes cellulaires sont constituées de phospholipides, les substances aqueuses ne peuvent pas rentrer à l’intérieur de ces dernières.
Eicosanoides
Dérivé d’un acide gras. Les types de eicosanoides sont les prostaglandines, leucotriènes et thromboxanes. Ils ont des rôles différents dans l’organisme :
- Prostaglandines
- Stimulation de la contraction utérine
- Régulation de la pression artérielle
- Stimulation de la motricité et de la sécrétion du tube digestif
- Prostaglandines et leucotriènes: rôle dans la réaction inflammatoire
- Thromboxanes: vasoconstricteurs puissant
Stéroïdes
Cholestérol
Il s’agit du stéroïde le plus important dans le corps humain. 80% du cholestérol de l’organisme est synthétisé par le foie. Le cholestérol est indispensable à la vie en s’associant au phospholipides pour créer les membranes cellulaires.
Le LDL, appelé mauvais cholestérol, compose la grande majorité du cholestérol total, synthétisé au 3/4 par le foie. Le HDL, appelé bon cholestérol a pour rôle de capter le cholestérol en excès dans le sang et de le conduire au foie pour qu’il soit éliminé avec la bile.
🔴 Attention à l’excès de cholestérol qui est un facteur de risque cardiovasculaire, comme l’athérosclérose.
| Rôle du cholestérol |
|---|
| Permet de réduire la fluidité des membranes plasmiques. |
| C’est la molécule à partir de laquelle l’organisme humain synthétise les autres stéroïdes comme les hormones sexuelles et surrénaliennes, le cortisone, les sels biliaires et la vitamine D. |
Lipoprotéines
Les lipoprotéines sont considérés comme un mode de transport (surtout les chylomicrons) pour faire circuler des lipides endogènes (provenant du foie) ou exogènes (provenant de l’alimentation) et de les acheminer vers leur site d’utilisation.
Différents types de lipoprotéines
💉 Important pour le bilan lipidique :
LDL = mauvais cholestérol
HDL = bon cholestérol
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Les composés organiques du corps humain : protéines
Ce sont des biomolécules plastiques qui représentent plus de la moitié de la matière sèche d’une cellule. Elles assurent le renouvellement des cellules, la croissance et la réparation des tissus.
💡 L’apport en protéines d’origine animale doit être équivalent à celui de protéines végétales afin d’assurer un apport en acides aminés essentiels correcte.
Focus acides animés
Les protéines sont des macromolécules, constituées d’un enchaînement d’acides aminés. Un acide aminé est défini comme un monomère et une chaine d’acides aminés comme un polymère (appelé polypeptide).
Une protéine peut donc être un polypeptide OU un ensemble de polypeptide (ci-dessous). L’enroulement et la courbure des chaines d’acides aminés donnent une forme arrondi (ci-contre).
💡 Lorsque la chaîne d’acides aminés dépasse la centaine, on appelle la molécule protéine.
Dans la famille des acides aminés qui les composent, on retrouve les acides aminés essentiels et non essentiels.
9 sont appelés essentiels parce qu’ils doivent être fournis par l’alimentation, l’organisme ne pouvant pas les synthétiser.
Digestion des protéines
Les acides aminés essentiels à ce processus de création sont dérivés de la décomposition des protéines présentes dans les aliments. Dans l’intestin, grâce à l’effet des enzymes digestives, les protéines contenues dans les aliments sont décomposées en acides aminés, qui sont ensuite transportés vers les cellules par le biais de la circulation sanguine.
Si la diète est trop pauvre en protéines
L’organisme devra décomposer ses propres protéines (comme les protéines musculaires et celles présentes dans le sang) pour ainsi approvisionner les cellules en acides aminés essentiels.
⇒ Conséquence : amyotrophie, oedemes.
Si la diète est trop riche en protéines
Le foie va éliminer les protéines via les transaminases qui va libérer l’amoniaque converti à son tour en urée éliminé dans les reins.
💡 Notez que l’organisme ne peut pas faire de réserves de protéines ou d’acides aminés.
Fonction des protéines
| Fonction | Exemple | Rôle Associé |
|---|---|---|
| Structure | Collagène | Formation de tissus et de structures corporelles. |
| Enzymatique | Amylase | Accélération des réactions chimiques dans le corps. |
| Transport | Hémoglobine | Transport de l’oxygène dans le sang. |
| Immunité | Immunoglobulines | Défense contre les infections et les agents pathogènes. |
| Contrôle | Insuline | Régulation des niveaux de glucose dans le sang. |
| Mouvement | Myosine | Génération de la contraction musculaire. |
| Communication | Récepteurs cellulaires | Transmission de signaux entre les cellules. |
| Stockage | Ferritine | Stockage et libération de minéraux comme le fer. |
| Équilibre | Albumine | Maintien de la pression osmotique dans le sang. |
| Réparation | Facteurs de coagulation | Arrêt des saignements et réparation des tissus blessés. |
Les composés organiques du corps humain : acides nucléiques
Ils sont des macromolécules construites à partir de plus petites molécules appelées nucléotides qui forme l’ADN et l’ARN. L’ADN et l’ARN sont des polymères et le nucléotide est un monomère.
💡 Les acides nucléiques sont ainsi nommés parce qu’ils ont été découverts dans les noyaux des cellules.
ADN
| ADN |
|---|
| Matériel génétique |
| Ne quitte jamais le noyau |
| 2 polynucléotides, complémentaire antiparallèle avec double hélice (voir vidéo “acides nucléiques” ci-dessus pour plus de détails) |
| Il se réplique |
| Il fournit les instructions pour la production de toutes les protéines de l’organisme |
ARN
| ARN |
|---|
| Intervient dans la synthèse des protéines |
| Doit quitter le noyau |
| Un seul polynucléotide |
| Copié à partir de l’ADN |
ATP
L’ATP (adénosine triphosphate) est la seule source d’énergie biologique immédiatement utilisable par les cellules. L’énergie nécessaire pour reconstituer de l’ATP à partir de l’ADP provient de la dégradation du glucose au cours d’un processus appelé « respiration cellulaire ».
Vitamines
- Les vitamines hydrosolubles
- Elles sont solubles dans l’eau et éliminées dans les urines. Elles ne sont donc pas stockées dans l’organisme et leur excès est moins dangereux que les liposolubles.
- Les vitamines liposolubles
- Elles sont stockées dans l’organisme d’où risque d’intoxication si elles sont absorbées en trop grandes quantités.
📌 Résumé :
Ce document traite des composés organiques du corps humain, notamment les glucides, les lipides, les protéines, les acides nucléiques, l’ATP et les vitamines. Les glucides ont des rôles variés, comme le carburant cellulaire et la facilitation du transit intestinal. Les lipides sont des molécules énergétiques et plastiques, tandis que les protéines assurent le renouvellement et la réparation des tissus. Les acides nucléiques, l’ADN et l’ARN, sont les matériaux génétiques de l’organisme. L’ATP est la seule source d’énergie biologique immédiatement utilisable par les cellules, tandis que les vitamines sont des nutriments essentiels pour le corps humain.
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