Processus de nutrition cellulaire et nutriments

La Nutrition cellulaire C'est le processus par lequel les cellules traitent et transforment l'énergie chimique contenue dans les liens des différentes molécules qu'ils reçoivent, afin de développer, de déplacer, de multiplier et de maintenir leur homéostasie interne.

Avec le terme nutrition que nous référons, en général, au processus d'assimilation des aliments par les organismes vivants et à l'utilisation de nutriments dérivés de ces aliments pour la croissance, le métabolisme et la réparation des tissus corporels.

La nutrition cellulaire est l'étude de la nutrition des différents types de cellules qui constituent un organisme (unicellulaire ou multicellulaire) et est essentiellement l'analyse de la façon dont les nutriments, pris par une cellule environnante, sont utilisés comme:

- Substrats biosynthétiques.

- Substrats pour le métabolisme énergétique.

- Substrats pour la catalyse de l'un ou l'autre des deux processus précédents.

- Composants structurels des organites cellulaires.

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Comment une cellule se nourrit-elle?

Les cellules sont des entités extrêmement dynamiques et actives qui dépendent d'une série de processus chimiques internes et de réactions pour fonctionner.

Pour que la vie cellulaire soit possible, il est nécessaire qu'une cellule soit en mesure de recevoir ou de retirer de l'environnement qui l'entoure les éléments nécessaires pour fabriquer ou produire ses composants internes, ainsi que les composés énergétiques à partir desquels obtenir une énergie suffisante pour prendre effectué ces processus.

Toutes les cellules, que ce soit hétérotrophes (qui obtient leur nourriture d'autres organismes) ou Autotrophes (qui sont capables de produire leur propre nourriture) Besoin, dans une plus ou moins loin, l'entrée de nutriments «clés» pour leur bon fonctionnement.

Organismes unicellulaires

Dans les organismes unicellulaires, ces nutriments sont généralement obtenus à partir de l'environnement et sont souvent "prétraités" par des enzymes sécrétées par ces (ou d'autres) afin de les rendre plus "assimilables" ou "transportables".

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Organismes multicellulaires

Pour les cellules des organismes multicellulaires, les cellules similaires, car les cellules dépendent non seulement de ce que nous considérons comme des «nutriments» de l'environnement, mais ont également besoin d'une variété de substances chimiques produites de manière endogène par les systèmes corporels pour fonctionner, à savoir:

- les hormones

- Facteurs de croissance

- Vitamines

- Proteines de convoyeur

- Éléments de la matrice extracellulaire

Nutriments cellulaires

Nutriments essentiels

Il est important de mentionner que les cellules ont besoin de nutriments spécifiques, non seulement pour leur fonctionnement et leur survie, mais aussi pour leur multiplication et leur différenciation.

Ceux-ci sont appelés nutriments essentiels et sont ainsi appelés car ils ne peuvent pas être synthétisés en interne dans les quantités requises par la cellule; Par conséquent, ils doivent être acquis à partir du milieu extracellulaire.

Nutriments énergétiques

En plus des nutriments essentiels, les cellules ont besoin d'autres nutriments que nous pouvons appeler les nutriments énergétiques, tels que les monosaccharides, les acides gras et / ou les acides aminés. De ces nutriments, les cellules extraient d'énormes quantités d'énergie qui sont utiles pour effectuer le nombre de processus.

Les exigences des nutriments essentiels et énergétiques peuvent être très variables en fonction du type de cellule en question, surtout si nous parlons de cellules animales (généralement des hétérotrophes) ou de cellules végétales (généralement autotrophiques).

Eau

En plus des nutriments mentionnés, il existe un autre composant fondamental pour la vie cellulaire: l'eau. Toutes les cellules, qu'elles soient, doivent être dans des environnements aqueux et il n'est pas surprenant que ce soit là que les nutriments dont ils ont besoin doivent être dissous ou solubilisés.

Les conditions d'un tel environnement aqueux comprennent le pH, l'osmolarité, la température, la densité et la concentration des nutriments, détermine, dans une large mesure, les besoins nutritionnels et énergétiques d'une cellule.

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Processus de nutrition cellulaire

La nutrition cellulaire se compose essentiellement de trois processus fondamentaux:

- L'absorption ou le transport des nutriments vers le cytosol

- le traitement de ces nutriments

- l'excrétion ou l'élimination des déchets ou le matériau non utilisé

Absorption ou transport: endocytose

Le stade d'absorption ou de transport des nutriments vers le cytosol est obtenu grâce aux processus endocytaires, à travers lesquels les cellules peuvent introduire des molécules complexes petites, moyennes et même grandes ou autres cellules entières!

L'endocytose peut être due à la phagocytose, qui est la particule (ou toute autre cellule) ou la pinocytose, qui est la prise de particules liquides.

Types d'endocytose (Source: Mariana Ruiz Villarrealtabajo dérivé: Gregor_0492 / CC0, via Wikimedia Commons)

Ces deux processus peuvent être très non spécifiques, sauf s'ils impliquent la présence de récepteurs et de ligands spéciaux, de sorte qu'une reconnaissance spécifique des molécules à transporter à travers la membrane.

L'endocytose, quel que soit le type, se compose du "pliage" de la membrane plasmique autour du matériau qui sera endocyté et de la formation d'une "vésicule biliaire" qui est internalisée dans la cellule. Ces vésicules sont transportées en interne par la route endocytaire, dont la destination finale est généralement le lysosome.

Les lysosomes sont des organites cellulaires chargés de nombreuses enzymes hydrolytiques qui sont responsables de la dégradation ou de la «digestion» des matériaux intériorisés et de la libération ultérieure des éléments fondamentaux qui les composent.

Diffusion simple et facilitée

Certaines molécules, selon leurs caractéristiques physiques et chimiques, peuvent franchir librement la membrane cellulaire, de sorte qu'elles entrent par diffusion simple.

D'autres molécules ou composés nutritionnels du milieu extracellulaire entrent par diffusion active ou facilitée, ce qui signifie qu'il existe des systèmes spéciaux pour le transport, ou ne nécessite pas de dépenses énergétiques.

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Traitement des nutriments

Lorsque les nutriments nécessaires sont introduits au cytosol par endocytose, ceux-ci sont décomposés en "parties plus petites" par des lysosomes ou par certaines enzymes libres dans le cytosol.

Ces «parties plus petites» sont ce que la cellule utilise comme source de carbone et d'énergie pour les processus métaboliques, soit pour l'extraction et / ou la conversion de l'énergie, soit pour la synthèse de nouveaux éléments cellulaires.

Excrétion

Bien que les cellules soient très efficaces dans l'exploitation des nutriments dont ils obtiennent, il y a plusieurs fois des molécules ou des composés qui ne peuvent pas se décomposer dans des parties plus petites, ou il y a simplement des substances qui se produisent pendant la dégradation qui peuvent être toxiques et doivent être éliminées.

Cette élimination est ce que nous connaissons comme excrétion et consiste à extraire de l'environnement intracellulaire tout ce qui n'a pas été utilisé ou ce qui est un "dangereux" par le produit du traitement des nutriments absorbés.

Les références

1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, k., Johnson, un. D., Lewis, J., Raff, m.,… & Walter, P. (2013). Biologie cellulaire essentielle. Garland Science.
2. Bettger, w. J., & McKeehan, W. L. (1986). Mécanismes de nutrition cellulaire. Revues physiologiques, 66 (1), 1-35.
3. Cooper, G. M., & Hausman, R. ET. (2004). La cellule: approche moléculaire. Medicinska Naklada.
4. Jones Jr, J. B. (1997). Manuel de nutrition des plantes. CRC Press.
5. McDonald, P. (2002). Nutrition animale. Pearson Education.
6. Salomon, E. P., Berg, L. R., & Martin, D. W. (2011). Biologie (9e édition). Brooks / Cole, Cengage Learning: USA.