Fonction de nutrition : digestion et excrétion
La digestion est le processus de transformation des aliments en nutriments absorbables par l'organisme. Elle implique des enzymes digestives spécifiques et des mécanismes de transport à travers la paroi intestinale.
L'excrétion correspond à l'élimination des déchets métaboliques, principalement par les reins (urine), mais aussi par les poumons (CO2) et la peau (sueur). Le rein joue un rôle clé dans la régulation de la composition du milieu intérieur.
- Les glucides, lipides et protéines sont hydrolysés par des enzymes (amylase, lipase, protéases) en molécules absorbables.
- L'absorption intestinale se fait via les villosités et microvillosités, avec transport actif ou passif.
- Le néphron est l'unité fonctionnelle du rein : filtration glomérulaire, réabsorption tubulaire et sécrétion.
Fonction de reproduction
La fonction de reproduction assure la pérennité de l'espèce. Elle est contrôlée par des hormones (testostérone, œstrogènes, progestérone) et implique la production de gamètes (spermatozoïdes, ovules) et leur rencontre.
Le cycle menstruel et la spermatogenèse sont régulés par l'axe hypothalamo-hypophysaire.
- Chez l'homme : production continue de spermatozoïdes dans les testicules, sous contrôle de la testostérone.
- Chez la femme : cycle ovarien (folliculaire, ovulatoire, lutéal) et cycle utérin (menstruel, prolifératif, sécrétoire).
- La fécondation a lieu dans les trompes de Fallope ; l'implantation de l'embryon dans l'utérus est nécessaire à la grossesse.
Milieu intérieur et homéostasie
Le milieu intérieur (sang, lymphe, liquide interstitiel) baigne les cellules et assure leur approvisionnement en nutriments et oxygène, ainsi que l'élimination des déchets.
L'homéostasie est le maintien des constantes physiologiques (pH, température, glycémie, pression osmotique) grâce à des systèmes de régulation faisant intervenir des capteurs, un centre intégrateur et des effecteurs.
- La glycémie est régulée par l'insuline (hypoglycémiante) et le glucagon (hyperglycémiant) sécrétés par le pancréas.
- La température corporelle est maintenue autour de 37°C par des mécanismes de thermorégulation (sudation, vasodilatation/vasoconstriction, frissons).
- Le pH sanguin est tamponné par le système bicarbonate et régulé par la respiration et les reins.
Communication nerveuse et hormonale
La communication nerveuse est rapide et localisée : elle repose sur des signaux électriques (potentiels d'action) et des neurotransmetteurs libérés dans les synapses.
La communication hormonale est plus lente et diffuse : les hormones sont transportées par le sang et agissent sur des cellules cibles possédant des récepteurs spécifiques.
- Le système nerveux central (cerveau, moelle épinière) intègre les informations et commande les réponses.
- Les hormones stéroïdes (ex : cortisol) agissent via des récepteurs intracellulaires, tandis que les hormones peptidiques (ex : insuline) utilisent des récepteurs membranaires.
- La boucle de régulation hormonale implique souvent un rétrocontrôle négatif (ex : axe hypothalamo-hypophyso-thyroïdien).
Relations structures-propriétés des biomolécules
Les biomolécules (glucides, lipides, protéines, acides nucléiques) ont des structures chimiques qui déterminent leurs propriétés et fonctions biologiques.
Par exemple, la structure primaire d'une protéine (séquence d'acides aminés) conditionne son repliement tridimensionnel et donc son activité catalytique ou structurale.
- Les glucides : oses (glucose, fructose) et osides (saccharose, amidon, glycogène). Le glucose est la principale source d'énergie cellulaire.
- Les lipides : triglycérides (réserve énergétique), phospholipides (membranes), stéroïdes (hormones).
- Les protéines : enzymes, hormones, anticorps, protéines de structure. La liaison peptidique et les niveaux d'organisation (primaire, secondaire, tertiaire, quaternaire) sont essentiels.
- Les acides nucléiques : ADN (support de l'information génétique) et ARN (transcription, traduction).
