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Quelques notions de biochimie
Les atomes sont les bases de la matière. Toute matière vivante ou inerte est composée d’éléments chimiques appelées molécules. Un atome comprend un noyau autour duquel un nuage d’électrons. Ce noyau est composé de protons électriquement positif et de neutrons, électriquement neutre. Les électrons qui gravitent autour du noyau sont des particules chargées négativement. L’atome lui-même est électriquement. il a exactement le même nombre de protons que d’électrons.
La valse des électrons
Les atomes peuvent perdre ou gagner des électrons, ils ne seront plus électriquement neutre, on les appelle des ions, c’est un cation chargé positivement et anion chargé négativement. L’ion le plus simple est l’ion hydrogène H+ Le corps humain est composé à 95% de quatre atomes :
- Le carbone (C) majoritaire
- L’oxygène (O)
- L’Hydrogène (H)
- L’azote (N)
Le milieu intérieur
Cette eau se répartit en deux grands compartiments liquidiens. Extracellulaire (20% du poids du corps) et intracellulaire (40% du poids du corps). L’ensemble de ces deux compartiments forme le milieu intérieur. C’est cet environnement interne des cellules et des organes qui régit l’ensemble des processus vitaux qui permettent à l’organisme de fonctionner.
Les éléments minéraux comme le calcium, le phosphore, le potassium et le sodium en faible quantité. On trouve encore dans l’organisme des traces de fer, magnésium, fluor, iode, cuivre, sélénium, etc. que l’on appelle les oligoéléments. Le corps humain est composé à plus de 60% d’eau, environ 40 litre pour un adulte de 70 kg.
Plasma, liquide interstitiel et lymphe
Le plasma est la partie liquide du sang (55% du volume), dans lequel se trouvent en suspension, les cellules sanguines, globules rouges et blancs, plaquettes, et sont dissous des protéines, des minéraux, des sucres et des lipides. Le liquide interstitiel, qui baigne chacune des cellules du corps, a une composition proche de celle du plasma. Il sert d’intermédiaire entre les plus petits vaisseaux sanguins et les cellules. C’est lui qui apporte aux cellules l’oxygène et les nutriments dont elles ont besoin et qui récolte le dioxyde de carbone et les déchets du métabolisme qu’elles produisent. Le liquide interstitiel est drainé par les capillaires lymphatiques, il prend alors le nom de lymphe.
Acide, base (alcalin)
Base ou alcalin : les deux adjectifs sont synonymes, le terme basique est plus du domaine de la chimie alors qu’alcalin relève de la médecine, nutrition et diététique. En fonction des ions qu’il renferme, un liquide peut être :
- acide,avec des ions H+
- basique, qui libère des composés appelés bases qui en solution dans l’eau, libèrent des anions hydroxyde OH–
- neutre, ni acide ni basique. Le degré d’acidité ou d’alcalinité dépend de la concentration en ions, plus il y a d’ions H+ , plus la solution est acide, plus il y a d’anions hydroxyde OH–, plus elle est basique.
Le pH, potentiel d’hydrogène indique la concentration en protons H+ libres dans une solution, sur une échelle logarithmique allant de 1 à 14.
Le pH des organes et des fluides corporels est très variable selon leur fonction. Le pH de l’estomac est extrêmement bas, car les enzymes digestives gastriques ne peuvent travailler qu’en environnement acide. De plus cette forte acidité permet de détruire la majorité des bactéries potentiellement pathogènes qui ont pu contaminer la nourriture.
Le maintien du pH en milieu intérieur
De solides mécanismes protègent le milieu sanguin (ainsi que la lymphe et le liquide interstitiel) de toute variation de son pH en dépit de l’alimentation ou de l’environnement externe. Ces mécanisme fonctionnent sur un modèle unique et simple. Lorsqu’une substance acide arrive dans le sang, elle tend à se dissocier et à libérer des protons H+ ce qu’on appelle les acides fixes, non volatiles. Pour éviter l’augmentation de l’acidité du sang, ces protons H+ vont être captés par des ions hydroxyde OH–
provenant de la dissociation des bases présentes dans le sang, ce sont les systèmes tampons. Ces tampons agissent aussi en sens inverse en cas de surcharge basique, ils libèrent les protons H+ pour capter l’excès de OH–
Il existe plusieurs systèmes tampons à l’œuvre dans le sang, le principal s’appelle le tampon acide carbonique-bicarbonate. Il est capable d’intervenir très rapidement pour corriger les variations du pH sanguin. Les protéines du sang peuvent également servir de système tampon. Grâce à ces systèmes tampons, le sang peut neutraliser des quantités élevées de protons H+ (un organisme en fonctionnement normal peut neutraliser l’équivalent de 150 ml d’acide chlorhydrique). Une fois neutralisés, ils éliminés par les reins. D’autres régulations existent dans les cellules (tampon phosphate notamment) et dans les os. Pour une bonne santé, les systèmes tampons ne doivent jamais être saturés.Dans les cellules, le métabolisme des nutriments, qui utilise de l’oxygène (O2) produit du gaz carbonique ou dioxyde de carbone (CO2) qui est rejeté dans le liquide intercellulaire puis dans le sang. Le CO2 est un acide, donc capable de modifier le pH sanguin. Mais il s’agit d’un acide faible, volatil, qui est directement évacué par les poumons. De façon similaire les acides de certains fruits comme les agrumes, sont raidement dégradés en CO2 éliminés par les poumons. Il en va de même de l’acide lactique du lait et du vin, également produit par les muscles lors d’un effort prolongé. En revanche, le métabolisme des protéines animales produit des acides fixes (non volatil). Ceux-ci apportent dans le sang des protons H+ dont l’élimination est plus longue et ne peut se faire que par les reins, dans l’urine.