La bioénergétique - publié le 09/08/2023

Thèmes abordés

Bioénergétique, circulation de l'énergie, origine, technique, physiologie, matière vivante, métabolisme, alimentation, calorie, santé, valeur énergétique, apport d'énergie, calorimétrie, thermochimie, dépense énergétique, carences alimentaires, maladie

Résumé du document

La bioénergétique est la partie de la physiologie qui s'intéresse à l'être vivant comme système de transfert d'énergie. Elle traite l'origine et le devenir de l'énergie dans la matière vivante.
C'est l'étude des processus biologiques qui produisent et consomment de l'énergie chez les êtres vivants.
Tous les êtres vivants sont des systèmes ouverts qui échangent de la matière et de l'énergie avec leur environnement (pas de vie : sans échanges et transformations d'énergie).

Extraits

[...] : Formation de liaisons chimiques pour former une protéine  Le travail de osmotique : Permet le mouvement d'ions, molécules et de particules de plus grande taille au travers de la membrane plasmique de la cellule ou de ses organites  Le travail mécanique : Permet le mouvement chez les animaux II- Circulation de l'énergie La biomasse prend son origine dans la photosynthèse La photosynthèse est une réaction biochimique énergétique qui se déroule chez les plantes Elle a pour but de créer de l'énergie contenus dans la matière élaborée (sous forme de glucides, de lipides et de protides) à partir de l'énergie lumineuse provenant du soleil (radiation) et captée par chlorophylle fixée dans les chloroplastes des plantes Les organismes qui utilisent le mécanisme de photosynthèse sont appelés autotrophes, car ils fabriquent des matières organiques glucides, protéines et lipides) à partir de matières inorganiques (CO2, H2O et sels minéraux) Le soleil fournit l'énergie aux plantes pour transformer l'eau, le dioxyde de carbone et les éléments minéraux (matière brute) en oxygène et glucides (matière élaborée) : Bilan énergétique de la photosynthèse 6 CO2 O2 + 6 H2O + énergie lumineuse → C6H12O6 (glucose) + 6 Mécanisme de la photosynthèse III- Origine de l'énergie cellulaire : Respiration mitochondriale à partir du glucose La respiration cellulaire se fait en trois grandes étapes :  Etape 1 : La glycolyse : n C6H12O6 + 6O2 6H20 + 6CO2 + 2 Pyruvates - Oxydation progressive du glucose en 2 pyruvates avec production de 2 ATP  Etape 2 : le cycle de Krebs  Dégradation complète du pyruvate qui produit 2 ATP  Production des intermédiaires énergétiques réduits (FADH2 et NADH+ Une molécule de Glucose totalement oxydée L'ensemble de ces réactions constitue le cycle 36 ATP 12 Intérêt de l'étude de la bioénergétique en médecine :  Etude des métabolismes énergétiques :  Nutrition : Obésité, nutrition des sportifs, travailleurs  Thermorégulation  Travail musculaire: Médecine de sport et de travail  Anomalies cellulaires mitochondriales 13     Définitions II- Circulation de l'énergie III- Origine de l'énergie cellulaire IV- Lois de la bioénergétique • IV- 1er principe: Loi de la conservation de l'énergie • IV- 2ème principe : l'entropie du système S  Méthodes d'étude de la Bioénergétique • La calorimétrie directe • La calorimétrie indirecte  Thermochimie alimentaire – Méthode des ingestats » Valeur énergétique des nutriments » Méthode d'étude In vitro – Méthode des Egestats – Méthode des bilans » Le bilan azoté » Le bilan énergétique global  Thermochimie respiratoire – Coefficient thermique de l'oxygène – Quotient respiratoire QR IV- Lois de la bioénergétique L'énergie utilisée pour le métabolisme cellulaire provient de la combustion des aliments (glucides, protéines et lipides) La combustion fait le lien entre la nutrition (aliments) et la respiration cellulaire (apport d'O2) Les lois de la bioénergétique sont celles de la thermodynamique chimique qui étudient l'utilisation de l'énergie Deux grandes lois gouvernent les transferts d'énergie dans les systèmes biologiques et plus largement dans l'univers : 1ère Loi de la thermodynamique : Loi de la conservation de l'énergie  L'énergie se conserve quand elle se transforme : seul compte l'état initial et l'état final 2ème Loi de la thermodynamique : L'entropie du système  L'énergie se dégrade quand elle se transforme : l'entropie S de l'univers augmente IV- 1er principe: Loi de la conservation de l'énergie  Quelques définitions  Système et Milieu extérieur Un système thermodynamique est la partie de l'univers faisant l'objet d'une étude thermodynamique Tout ce qui est extérieur au système s'appelle milieu extérieur Un système peut être:  Ouvert: s'il échange de la matière et de l'énergie avec le ME  Fermé: s'il échange de l'énergie mais pas de la matière avec le ME  Isolé ou clos: s'il n'échange ni matière ni énergie avec le ME (transformation de l'énergie)  Système isolé ou clos : absence de l'échange d'énergie et de matière avec le ME Etat initial E Transformation Etat final (Système isolé)  Système ouvert : Présence de l'échange d'énergie et de matière avec le ME E Etat initial E E Transformation Etat final E (système) (Système ouvert)  Convention de signe Par convention tout ce qui est reçu par le système est compté positivement et tout ce qui est fourni par le système est compté négativement EX. [...]

[...] La bioénergétique     Définitions II- Circulation de l'énergie III- Origine de l'énergie cellulaire IV- Lois de la bioénergétique • IV- 1er principe: Loi de la conservation de l'énergie • IV- 2ème principe : l'entropie du système S  Méthodes d'étude de la bioénergétique • La calorimétrie directe • La calorimétrie indirecte  Thermochimie alimentaire – Méthode des ingestats » Valeur énergétique des nutriments » Méthode d'étude In vitro – Méthode des Egestats – Méthode des bilans » Le bilan azoté » Le bilan énergétique global  Thermochimie respiratoire Bioénergétique La bioénergétique est la partie de la physiologie qui s'intéresse à l'être vivant comme système de transfert d'énergie Elle traite l'origine et le devenir de l'énergie dans la matière vivante C'est l'étude des processus biologiques qui produisent et consomment de l'énergie chez les êtres vivants Tous les êtres vivants sont des systèmes ouverts qui échangent de la matière et de l'énergie avec leur environnement Pas de vie sans échanges et transformations d'énergie 5 Bioénergétique La bioénergétique étudie les : Echanges et conversion d'énergie Transformations de l'énergie basés sur les principes de la thermodynamique chimique Quelques définitions Bioénergie : Energie renouvelable à partir de la biomasse Biomasse : c'est l'ensemble des organismes vivants sur les continents et dans les océans qui comporte: - Les micro-organismes (bactéries, ) -Les végétaux (plantes) et les animaux Les différentes formes d'énergie sont : • Energie chimique : • Energie mécanique : • Energie thermique : • Energie lumineuse travail métabolique (travail chimique) travail musculaire chaleur lumière L'énergie permet la réalisation d'un travail  Le travail chimique : Permet la formation ou la dégradation de liaisons chimiques Ex. [...]