Relation entre la matière et l'énergie observées dans la nutrition cellulaire

Qu'est-ce que la nutrition cellulaire?

La nutrition cellulaire est le processus par lequel les petites cellules qui composent notre corps et celle de tous les êtres vivants, prennent des substances chimiques de l'environnement et les transforment en la matière et à l'énergie qu'ils utilisent pour vivre.

Les cellules sont comme de petites usines qui nécessitent des entrées pour pouvoir produire les substances à partir desquelles elles sont fabriquées. Ces intrants (qui sont souvent des substances complexes) sont ce que nous voulons dire lorsque nous parlons de «matière» ou de la partie matérielle de la nutrition cellulaire.

D'un autre côté, ces petites usines ont une machinerie cellulaire complexe qui fonctionne 24 heures sur 24, tous les jours de l'année et a également besoin d'énergie. Comme nous le verrons dans un instant, cette énergie est intimement liée à la matière première que la cellule utilise pour sa croissance et sa reproduction.

Relation entre la matière et l'énergie

Ce qui est nécessaire pour que toute voiture fonctionne? En plus d'un moteur, d'une transmission, de quatre roues et d'une structure et d'un corps pour garder tout ensemble, il a également besoin de carburant.

Il en va de même pour les cellules. Ils ont besoin d'un carburant où ils peuvent obtenir l'énergie nécessaire pour maintenir tous les processus de la vie.

Dans le cas d'une voiture à essence, le carburant est formé par une classe de produits chimiques appelés hydrocarbures, mais dans le cas des cellules, l'énergie provient de glucides et d'autres substances organiques.

Et comment cette énergie est libérée? Briser les liaisons chimiques qui gardent les différents atomes qui forment les molécules ensemble.

Comment l'énergie contenue dans les nutriments est-elle mesurée?

L'énergie contenue dans la nourriture est mesurée en calories. Ongle calorie C'est la quantité d'énergie sous forme de chaleur nécessaire pour chauffer ou augmenter la température d'un gramme d'eau à un centigrade.

La façon dont il est déterminé à quel point il y a de l'énergie dans les aliments pour les brûler, puis mesurer la quantité d'échantillon d'eau avec la chaleur libérée est chauffée.

Par exemple, si nous brûlons 1 gramme de farine de blé, 3 sont libérés.640 calories. Cette chaleur est suffisante pour chauffer 3.640 g d'eau (un peu plus de 3 et demi de litres) de 25 ° C à 26 ° C. Nous pouvons également le voir comme la quantité de chaleur nécessaire pour chauffer 60 grammes d'eau de 20 ° C à 80 ° C.

Remarque: Lorsque nous lisons les calories de la nourriture sur l'étiquette, il faut prendre soin, car il existe deux types de calories. La calorie minuscule (qui est représentée comme chaux) est la calorie normale. Cependant, de nombreuses étiquettes montrent des calories avec des majuscules (chaux) qui équivaut à 1.000 calories ou 1 kilocaloria.

Comment cette énergie utilise-t-elle les cellules?

Les cellules n'utilisent pas l'énergie libérée de la transformation des aliments directement sous forme de chaleur. Au lieu de cela, ils stockent toute cette énergie sous la forme de molécules spéciales appelées adenosining ou ATP.

Cet ATP est le vrai carburant que toutes les cellules utilisent pour la grande majorité des réactions chimiques qui les maintiennent en vie. C'est comme si les glucides que nous mangeons étaient du pétrole brut que la cellule affinée pour produire de l'essence à octane élevé (l'ATP) que les mêmes cellules utilisent ensuite pour démarrer leur moteur. Cela se fait dans de petites usines appelées mitochondries.

D'où vient la question?

Les glucides ne contiennent que du carbone, de l'hydrogène et de l'oxygène, mais les cellules sont formées par de nombreux autres éléments. Le reste des matériaux de construction pour fabriquer les différentes parties des cellules provient de la protéine, des lipides, des acides nucléiques et d'autres substances chimiques que nos cellules traitent. Ces substances peuvent provenir de l'une des deux sources:

• Ils viennent de l'environnement (par exemple, nous les mangeons dans notre alimentation) puis absorbent les cellules.
• Ils se composent d'organites et d'autres pièces des mêmes cellules qui sont recyclées pour économiser l'effort et l'énergie.

Nutrition et nutrition autotrophes hétérotrophiques

Selon le type de substances que leurs cellules peuvent utiliser comme source de matière et d'énergie, nous pouvons distinguer deux types d'êtres vivants: autotrophes et hétérotrophes.

Les autotrophes sont des êtres vivants qui peuvent absorber les substances inorganiques de l'environnement et les transformer en aliments organiques pour les cellules. Les plantes sont un exemple typique d'autotrophes.

Nous, en revanche, sommes des hétérotrophes, c'est-à-dire des êtres vivants que nous ne pouvons pas synthétiser notre propre nourriture. Pour cette raison, nous devons consommer d'autres êtres vivants pour pouvoir utiliser les substances nutritionnelles à partir desquelles elles sont faites.

Cependant, qu'il s'agisse de nutrition autotrophe ou hétérotrophe, les deux processus de nutrition cellulaire ont certaines étapes en commun.

Le processus de nutrition cellulaire

Manger de la nourriture

La nutrition cellulaire commence par la consommation alimentaire. Pour nous, cela signifie manger. Nos aliments contiennent toutes sortes de composés complexes formés par de très grandes molécules qui ne rentrent pas dans les cellules, de sorte que notre digestion est responsable de les casser et de les hacher en petits morceaux afin que les cellules puissent les absorber.

Dans le cas des plantes, ils absorbent directement les nutriments inorganiques à travers leurs racines et leurs feuilles.

Incorporation de substances à la cellule

Après digestion, les petits morceaux sont absorbés et distribués par le sang au reste du corps où les cellules les absorbent par différents mécanismes.

Digestion de la substance cellulaire

Une fois à l'intérieur des cellules, ces substances sont attaquées avec un ensemble d'enzymes qui désarment essentiellement les protéines, les glucides, l'ADN, l'ARN et les triglycérides pour laisser tous les petits blocs de construction prêts pour l'étape suivante.

Métabolisme

Une fois les aliments «non armés», ceux-ci peuvent être transformés de deux manières:

Catabolismes

Le catabolisme, également appelé métabolisme destructeur, continue de briser les plus grandes molécules de plus petites, libérant ainsi l'énergie contenue dans ses liens. Dans le cas des humains, ce processus oxyde le glucose et d'autres glucides à l'aide de l'oxygène d'air pour produire du dioxyde de carbone, de l'eau et de l'ATP.

Anabolisme

C'est la partie du métabolisme dans lequel la cellule utilise de petits blocs de construction tels que les acides aminés et les nucléotides pour construire des protéines et de l'ADN, entre autres grandes molécules qui font ensuite partie de la cellule.

Excrétion des déchets

Le processus de nutrition comprend également l'excrétion de tous les déchets toxiques de l'intérieur de la cellule puis à l'intérieur du corps. Ce dernier processus ferme le cycle de la nutrition cellulaire et entre tous, maintenez le système complet dans le fonctionnement constant.