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La respiration cellulaire comme vous ne l'avez jamais vue

Dans un univers qui tend à un désordre toujours plus grand, les êtres vivants sont capables, eux, de maintenir un ordre interne. Pour le créer, les cellules d’un organisme effectuent une série de réactions chimiques : c’est ce qu’on appelle le métabolisme. Cette série de réactions chimiques, qui conduit à la dégradation des molécules d’origine alimentaire en présence du dioxygène de l’air, est nommée « respiration cellulaire ». Elle se déroule au cœur même de nos cellules…"

Un épisode de la série « Corpus ».

Pour en savoir plus sur le corps humain : le site Corpus.

Réalisation : Damien Milcent

Production : Canopé-CNDP, Universcience, MGEN, Inserm, Educagri

Année de production : 2014

Durée : 4min18

Accessibilité : sous-titres français

La respiration cellulaire comme vous ne l'avez jamais vue

Narratrice

-Une particularité des êtres vivants est leur capacité à maintenir un ordre interne dans un univers qui tend toujours à un plus grand désordre.

Pour créer cet ordre, les cellules d'un organisme effectuent une série de réactions chimiques interdépendantes, constituant le métabolisme.

Des millions de réactions de synthèse et de dégradation se déroulent chaque seconde.

La plupart de ces réactions ne sont pas spontanées, car énergétiquement défavorables.

Elles sont possibles grâce à l'énergie chimique contenue dans la molécule appelée adénosine triphosphate, ou ATP.

La dégradation des molécules d'origine alimentaire, en utilisant le dioxygène de l'air, permet de produire l'ATP.

Elle est immédiatement utilisée sans être stockée, fournissant de l'énergie aux réactions énergétiquement défavorables.

La production d'ATP dans la cellule est appelée respiration cellulaire.

Comment les molécules alimentaires, principalement le glucose et le dioxygène, sont-ils transformés au cours de la respiration cellulaire pour produire l'ATP ?

Le glucose et le dioxygène doivent d'abord parvenir jusqu'aux cellules.

Les molécules alimentaires sont digérées, transformées en nutriments, puis absorbées par l'intestin grêle.

Le sang les distribue à toutes les cellules de l'organisme.

Le dioxygène est aussi acheminé par le sang jusque dans les cellules depuis l'air inspiré qui passe dans la trachée, les bronches, les bronchioles et les alvéoles pulmonaires.

Le glucose et les molécules alimentaires sont oxydés au cours de trois ensembles de réactions intracellulaires agissant en série, la glycolyse, le cycle de Krebs, la chaîne respiratoire.

Ces trois réactions se déroulent dans différents compartiments cellulaires.

La glycolyse se produit dans le hyaloplasme.

Le glucose, molécule à six carbones, est scindé en deux molécules à trois carbones appelées pyruvates.

Deux molécules d'ATP et deux molécules de composé réduit sont aussi créées.

Le pyruvate entre alors dans la matrice de la mitochondrie, où il subit une oxydation complète au cours d'une série de réactions appelée cycle de Krebs.

Six molécules de dioxyde de carbone sont créées, deux molécules d'ATP et dix molécules de composé réduit.

Les composés réduits cèdent leurs électrons aux protéines membranaires, localisées dans la membrane mitochondriale interne dont l'ensemble forme la chaîne respiratoire.

Les électrons sont, au final, cédés au dioxygène avec lequel ils forment de l'eau.

Sans dioxygène, la chaîne est paralysée et les composés réduits ne peuvent plus céder leurs électrons.

Le transfert d'électrons s'accompagne d'un transfert de protons dans la matrice mitochondriale, permettant le fonctionnement de l'ATP-synthase.

Il se forme ainsi 32 molécules d'ATP par molécule de glucose.

Au final, le rendement énergétique de la respiration aérobie théorique chez les eucaryotes est donc de 36 molécules d'ATP par molécule de glucose oxydée.

Réalisation : Damien Milcent

Production : Canopé-CNDP, Universcience, MGEN, Inserm, Educagri

Année de production : 2014

Durée : 4min18

Accessibilité : sous-titres français