dossier 3

Atome, molécule, cellule, tissus,organes,appareils:des niveaux
d'organisation différents des êtres vivants.
Sommaire
- Atome
-Molé
Molécule
-Cellule
-Tissus
-Organes
-Appareils:
Appareils:des niveaux d'organisation diffé
différents des
êtres vivants
ATOME
Introduction
L'atome est un concept, un modèle permettant de décrire la matière et ses comportements. C'est
un composant de la matière, défini du point de vue de la chimie comme la plus petite partie d'un
corps simple pouvant se combiner avec une autre.
Le mot provient du grec ατοµος, atomos, « que l'on ne peut diviser ». L'atome était pour certains
philosophes de la Grèce antique le plus petit élément indivisible de la matière.
La notion d'atome est largement utilisée dans les diverses théories permettant d'expliquer les
propriétés physiques de la matière, notamment dans ses états gazeux (la compressibilité des gaz),
liquide et solide (l'ordonnancement des cristaux).
En chimie, l'atome est l'élément de base, il constitue la matière et forme les molécules : les
atomes restent indivisibles au cours d'une réaction chimique (en acceptant les légères exceptions
que constituent les échanges des électrons périphériques).
Cependant, depuis le début du XXe siècle, des expériences de physique nucléaire ont mis en
évidence l'existence d'une structure complexe pour le noyau atomique. Les constituants de
l'atome que sont des particules élémentaires
Caractéristiques de l'atome
La majeure partie de la masse de l'atome se trouve concentrée dans un très faible volume
(dimension de l'ordre de 10-15 m) : le noyau, composé de deux sortes de particules semblables,
appelées nucléons :
•
les neutrons, particules de charge électrique nulle, et de masse égale à :
mn = 1,674 95 ×10-27 kg ;
•
les protons, particules de charge électrique positive égale à :
e = 1,602 189 ×10-19 C,
et de masse égale à :
mp = 1,672 65 ×10-27 kg.
La masse du proton étant très proche de celle du neutron, il est pratique de caractériser un noyau par
son nombre de nucléons, appelé nombre de masse.
Autour du noyau se trouve « un nuage » de particules identiques : les électrons ; les dimensions de ce nuage
électronique (de l'ordre d'un angström, ou 10-10 m) correspondent à celles de l'atome.
Les électrons possèdent une charge électrique négative égale à :
e = -1,602 189 ×10-19 C,
identique à celle du proton en valeur absolue ; leur masse est bien plus faible que celles des nucléons (1836
fois moindre) :
me = 9,109 53 ×10-31 kg.
charge électrique d'un atome est neutre, car le nombre d'électrons (chargés négativement) du nuage électronique
égal au nombre de protons (chargés positivement) constituant le noyau. Ainsi, les charges électriques s'annulent
n point de vue macroscopique.
sont susceptibles de se charger électriquement en gagnant ou en perdant un ou plusieurs électrons : on parle
. Si un atome gagne un ou plusieurs électrons, la charge de l'atome devient négative (anion), et s'il en perd, la
atome devient positive (cation).
tés physiques et chimiques des atomes dépendent essentiellement du nombre de protons qui composent leur
si, les atomes sont-ils classés suivant ce nombre, appelé numéro atomique.
constituée d'un ensemble quelconque d'atomes de même nombre atomique est un corps simple, ou élément
Les atomes ayant un même nombre atomique, mais des nombres de masse différents (nombre de neutrons
sont appelés isotopes.
nts éléments chimiques naturels ou artificiels ont été ordonnés en fonction de leurs propriétés dans le tableau
des éléments.
Historique des modèles de l'atome
Dans l'histoire des sciences, plusieurs modèles de l'atome ont été développés, au fur et à mesure
des découvertes des propriétés de la matière. Aujourd'hui encore, on utilise plusieurs modèles
différents ; en effet, le modèle le plus récent est assez complexe, l'utilisation de modèles «
anciens » ou partiellement faux, mais plus simples, facilite la compréhension, donc
l'apprentissage et la réflexion.
Depuis l'antiquité grecque, on supposait que la matière pouvait se fractionner en petits morceaux
jusqu'à obtenir des grains insécables, qu'elle était comme « de la poussière dans la lumière ».
C'est avec l'expérience de Rutherford que l'on atteint enfin ce grain : les particules alpha, en
traversant la matière, voient leur trajectoire perturbée, ce qui va permettre enfin de savoir
comment est organisée cette « poussière »...
Modèles périmés
Les modèles présentés dans cette section sont trop éloignés de la réalité pour pouvoir être
utilisés. Ils ne sont présentés ici qu'à titre historique.
Le modèle de J.J Thomson ou modèle du far aux pruneaux
Avec la découverte de l'électron en 1897, on savait que la matière était composée de deux parties
: une négative, les électrons, et une positive. Dans le modèle imaginé alors par Joseph John
Thomson, les électrons, particules localisées, baignaient dans une « soupe » positive, à l'image
des pruneaux dans le far breton (ou dans le plum-pudding pour les Britanniques ou encore comme
des raisins dans un cake). Ce modèle fut invalidé en 1911 par l'expérience d'un de ses anciens
étudiants, Ernest Rutherford.
Le modèle planétaire de Rutherford
L'expérience de Rutherford met en évidence que les charges positives ne sont pas « étalées »
entre les électrons, mais sont concentrées en de petits points. Il bombarda une fine feuille d'or par
un faisceau de particules alpha (particules de charges électriques positives). Il observa que les
particules étaient déviées faiblement, ce qui ne correspondait pas au résultat prévu par le modèle
de Thomson, pour lequel elles n'auraient pas dû la traverser.
Rutherford imagine donc un modèle planétaire : l'atome est constitué d'un noyau positif autour
duquel tourne des électrons négatifs. Entre le noyau - très petit par rapport à l'atome (environ 100
000 fois) - et ses électrons, un très grand vide existe.
Ce modèle fut très vite mis en défaut par les équations de Maxwell d'une part, qui prédisent que
toute charge accélérée rayonne de l'énergie, et par les expériences montrant la quantification des
niveaux d'énergie d'autre part.
Le modèle des sphères dures
Le modèle le plus simple pour représenter un atome est une boule indéformable. Ce modèle est
très utilisé en cristallographie. Une molécule peut se voir comme plusieurs boules accolées, un
cristal comme des boules empilées. On utilise parfois une représentation « éclatée » : les atomes
sont représentés comme des petites boules espacées, reliées par des traits, permettant de faire
ressortir les directions privilégiées, les angles et de visualiser le nombre des liaisons.
Ce modèle correspond bien à certaines propriétés de la matière, comme par exemple la difficulté
de comprimer les liquides et les solides, ou bien le fait que les cristaux ont des faces bien lisses.
En revanche, il ne permet pas d'expliquer d'autres propriétés, comme la forme des molécules : si
les atomes n'ont pas de direction privilégiée, comment expliquer que les liaisons chimiques
révèlent des angles bien définis ?
Le modèle de Bohr
Un modèle fut développé par Niels Bohr en 1913 à partir des propriétés mises en évidence par
Planck et Rutherford. Dans le modèle des sphères dures, l'atome est un objet entier,
indécomposable. Or, on sait depuis le milieu du XIXe siècle que l'on peut en « arracher » des
particules portant une charge électrique négative, les électrons. Dans le modèle de Bohr, l'atome
est composé d'un noyau chargé positivement, et d'électrons tournant autour, les rayons des orbites
des électrons ne pouvant prendre que des valeurs bien précises.
Le noyau est très compact, d'un diamètre d'environs 10-15 à 10-14 m, c'est-à-dire que le noyau est
cent mille à un million de fois plus petit que l'atome ; il porte une charge électrique positive. C'est
aussi la partie la plus lourde de l'atome, puisque le noyau représente au moins 99,95% de la
masse de l'atome. Les électrons sont ponctuels, c'est-à-dire que leur rayon est admis quasi nul
(tout du moins plus petit que ce que l'on peut estimer). Ils portent une charge négative. Pour des
raisons de lisibilité, le schéma ci-dessous n'est donc pas à l'échelle, en ce qui concerne les
dimensions du noyau et des électrons, ni aussi pour les rayons des différentes orbites (on notera
ici que le nombre d'électrons sur les orbites n'est pas prédit par le modèle).
Cette vision permet de décrire les phénomènes spectroscopiques fondamentaux, c'est-à-dire le fait
que les atomes absorbent ou émettent seulement certaines longueurs d'onde (ou couleur) de
lumière ou de rayons X. En effet, les électrons ne pouvant tourner que sur des orbites définies, le
saut d'une orbite à une autre se fait en absorbant ou en émettant une quantité déterminée d'énergie
(quantum).
Le modèle de Bohr, décomposant l'atome en deux parties, un noyau et un nuage d'électrons, est
plus précis que le modèle des sphères dures, pour lequel la surface de la sphère correspond à
l'orbite des électrons extérieurs.
Cependant, il présente le gros inconvénient des modèles planétaires : des électrons en orbite
autour du noyau sont des charges accélérées, ils devraient rayonner de l'énergie, ... et devraient
donc venir s'écraser sur le noyau. Le modèle n'explique pas non plus la forme des molécules.
Conclusion
Le concept d'atome est particulièrement bien admis par le grand public, pourtant,
paradoxalement, les atomes ne peuvent pas être observés par des moyens optiques et seuls
quelques rares physiciens manipulent des atomes isolés. L'atome est donc un modèle
essentiellement théorique. Bien que ce modèle ne soit plus aujourd'hui remis en cause, il a
beaucoup évolué au cours du temps pour répondre aux exigences des nouvelles théories
physiques et correspondre avec les différentes expérimentations effectuées.
Molecule
Introduction
Une molécule est un assemblage d'atomes dont la composition est donnée par sa formule
chimique.
Le mot molécule vient du latin molecula/moles désignant une petite masse de matière, ou un
grain de matière.
Exemples :
•
la molécule de méthane CH4 est constituée d'un atome de carbone (C) et de quatre atomes
d'hydrogène (H) ;
•
la molécule de dioxygène O2 est constituée de deux atomes d'oxygène (O).
Une molécule est un granule de matière susceptible de se déplacer parmi d'autres. Cet assemblage
n'est pas définitif, il est susceptible de subir des modifications, c'est à dire de se transformer en
une ou plusieurs molécules autres ; une telle transformation est appelée réaction chimique.
En revanche, les atomes qui la constituent sont des particules beaucoup plus stables, qui se
conservent durant une réaction chimique car la transformation d'atomes, appelée transmutation,
nécessite des apports d'énergie beaucoup plus importants faisant l'objet des réactions nucléaires.
Les composés moléculaires
Un corps constitué de molécules est appelé composé moléculaire. La plupart des corps liquides
ou gazeux (dans les conditions usuelles de température et de pression) et les constituants des êtres
vivants sont des composés moléculaires.
Exemples : le gaz oxygène, le gaz hydrogène, le gaz azote, l'eau, le dioxyde de carbone, le
méthane, le butane, le propane, l'ammoniac, le gaz chlore et l'éthanol sont des composés
moléculaires courants.
Dans quelques grammes d'un tel corps, il y a des millions de milliards de milliards de molécules
(voir nombre d'Avogadro).
Un corps pur moléculaire ne contient qu'une seule sorte de molécule ; sa formule chimique est
alors confondue avec celle des molécules qui le constitue. Le nom chimique d'un tel corps
permet, à la différence du nom commun, de connaître la constitution des molécules, et aussi
d'éviter la confusion avec le nom donné aux éléments chimiques. Exemple : le gaz oxygène est
appelé dioxygène pour rappeler qu'il est constitué d'atomes d'oxygène groupés par deux.
Ordonnancement des molécules
Les molécules d'un corps sont en agitation permanente (sauf au zéro absolu). Cette agitation,
appelée mouvement brownien, a été décrite la première fois par Robert Brown en 1821 dans les
liquides (mais expliquée presque 100 ans plus tard).
Quand le corps est à l'état de gaz, les molécules sont très espacées, très agitées, avec des
mouvements désordonnés provoqués par les chocs entre elles ou avec les corps solides avec
lesquelles elles sont en contact (parois).
Quand le corps est à l'état liquide, l'espace entre les molécules est beaucoup plus restreint,
l'agitation beaucoup plus lente.
A l'état solide, les molécules sont rangées selon un empilement régulier, et vibrent autour d'une
position moyenne.
La température d'un corps donne une indication du degré d'agitation des molécules.
Les forces d'interaction de très faible intensité qui s'exercent à distance entre les molécules,
appelées forces de Van der Waals conditionnent ces arrangements et par conséquent les
propriétés physiques des composés moléculaires. Ainsi, par exemple, les propriétés physiques
exceptionnelles de l'eau sont dûes pour beaucoup aux liaisons hydrogène.
Stabilité des molécules
Les molécules sont des ensembles a priori électriquement neutres, dans lesquels les atomes sont
liés entre eux majoritairement par des liaisons covalentes (il existe de nombreux exemples
d'assemblages supra-moléculaires par liaisons Van der Waals, hydrogène ou ioniques), où
apparaissent parfois des disymétries électroniques pouvant aller jusqu'à donner des ions par
solvatation (solvants polaires). Dès lors, on doit conclure que le dihydrogène (H2), le dichlore, le
difluor et tant d'autres gaz diatomiques, sont électriquement neutres. Ce qui laisse entendre que
lorsqu'ils sont isolés, ils sont zérovalents, pour respecter l'équivalence qu'il doit y avoir dans toute
équation équilibrée en charges et globalement neutre comme : 2 H2 + O2 = 2H2O. Ici, dans la
partie des réactants, le dihydrogène et le dioxygène sont des molécules isolées et donc n'ont pas
de charge propre, comme H2O (bien que molécule polaire). L'équation chimique vérifie donc la
neutralité de la charge globale.
La forme et la taille d'une molécule (ou de l'une de ses parties) peut jouer un rôle dans son
aptitude à réagir. La présence de certains atomes ou groupes d'atomes à l'intérieur d'une molécule
joue un rôle majeur dans sa capacité à se rompre ou à fixer d'autres atomes issus d'autres corps,
c'est à dire à se transformer pour donner naissance à d'autres molécules.
Les différents modes de représentation des molécules sont destinés à expliciter les différents sites
réactifs ; certains enchaînements d'atomes, appelés groupes fonctionnels produisent ainsi des
similitudes de propriétés, tout particulièrement dans les composés de la chimie organique.
Les macromolécules
Les molécules possédant au moins plusieurs dizaines d'atomes sont appelées macromolécules.
Exemples : Les matières plastiques sont faites essentiellement de chaînes d'atomes de carbone
pouvant contenir plusieurs dizaines de milliers d'atomes, d'où des propriétés physiques tout à fait
intéressantes. Les protéines, les lipides, les sucres, les acides nucléiques tel l'ADN sont également
des macromolécules où la grande variété des liaisons chimiques internes induisent une réactivité
chimique souvent très sélective jouant un rôle majeur dans l'activité biologique des êtres vivants.
Les molécules dans l'espace
Les couches externes des étoiles contiennent, malgré les températures extrêmes qui y règnent, des
molécules très robustes comme le monoxyde de carbone.
Les comètes et les atmosphères gazeuses des planètes contiennent une plus grande variété de
molécules.
Dans l'espace interstellaire , où la probabilité de rencontre entre atomes est très faible, on trouve
des assemblages instables (radicaux libres) d'une diversité restée longtemps inconnue qui est
peut-être à l'origine des premières molécules du monde du vivant.
Eléments historiques
Le concept de molécule a été présenté la première fois en 1811 par Amedeo Avogadro, qui a su
surmonter la confusion faite à cette époque entre atomes et molécules, en raison des lois des
proportions définies et multiples de John Dalton (1803-1808).
L'analyse d'Avogadro a été acceptée par beaucoup de chimistes, à des exceptions notables
(Boltzmann, Maxwell, Gibbs). Mais l'existence des molécules est restée en discussion ouverte
dans la communauté scientifique jusqu'au travail de Jean Perrin (1911) qui a alors confirmé
expérimentalement l'explication théorique du mouvement brownien en termes d'atomes proposée
par Albert Einstein (1905). Jean Perrin a également recalculé le nombre d'Avogadro par plusieurs
méthodes.
CELLULE
Introduction
La cellule (en latin cellula signifie petite chambre) est l'unité structurale et
fonctionnelle constituant tout ou partie d'un etre vivant. Chaque cellule est un
être vivant à part entière. La théorie cellulaire implique l'unité de tout le
vivant : tous les êtres vivants sont composés de cellules dont la structure
fondamentale est commune ainsi que l'homéostasie du milieu intérieur, milieu
de composition physico-chimiques stable et propice au développement des
cellules.
Les cellules proviennent de 3 lignées embryologiques distinctes : endoderme,
mésoderme et ectoderme et plusieurs centaines de types de cellules existent à
l'état adulte (environ 220 pour l'homme).
Constitution d'une cellule
Toutes les cellules contiennent certains composants fondamentaux communs :
• l'ADN, l'information génétique qui contient l'information permettant de
coder les autres composants,
• les protéines, enzymatiques ou constitutives.
• les membranes cytoplasmique, qui isolent la cellule de son
environnement, agissent comme un filtre ou un système de
communication avec l'extérieur, et compartimentent les cellules les plus
complexes. Elles délimitent le milieu intérieur.
Les cellules ont également en commun certaines capacités :
• la reproduction cellulaire, par division de la cellule, appelée mitose.
• le métabolisme cellulaire, utilisant de la matière brute, pour convertir de
l'énergie en énergie cellulaire (gradients ioniques, ATP), à partir des
éléments de la digestion ou de l'énergie solaire pour les cellules
végétales, pour produire des composants de la cellule, et rejetant des
produits dérivés.
• la synthèse des protéines, par la transcription de l'ADN en ARN puis
par la traduction par les ribosomes de l'ARN en protéine.
On estime qu'il y a 10¹³ cellules dans le corps humain, subdivisés en 220
types différents, propres à autant de tissus. En effet, chaque type de cellule est
propre au tissu dont il fait partie. Cette parenté est indiquée par les protéines
qui couvrent la cellule.
Il existe deux types fondamentaux de cellules selon qu'elles possèdent ou non
un noyau :
• les procaryotes dont l'ADN est libre dans le cytoplasme (les bactéries,
par exemple). Les procaryotes sont des cellules plus primitives, qui sont
apparues en premier au cours de l'évolution. Ce groupe se subdivise en
deux autres : celui des eubactéries et celui des archéobactéries.
• les eucaryotes dont le noyau est entouré d'une membrane nucléaire.
Types de cellules
Les cellules portent un nom différent selon leur fonction dans un organisme.
Ce nom se termine fréquemment en « -cyte » :
• gamète(spermatozoïde et ovule), ou cellules reproductrices
• Globules blancs du système immunitaire dont les leucocytes,
lymphocytes et globules rouges servant à transporter l'oxygène dans le
sang (aussi appelés hématie ou érythrocyte).
• Neurone, unité de base du tissu nerveux, servant à transporter les
informations
• Hépatocyte, cellule de foie
etc.
La composition chimique des cellules
Composants
Pourcentage de
la masse totale
Eau
70%
Protéines
18%
Lipides
5%
ADN
0,25%
ARN
1,1%
Polyosides
2%
Molécules simples(acides gras,acide aminés,glucose)
3%
Ions minéraux
1%
TISSUS
Introduction
Les tissus sont le niveau d'organisation intermédiaire entre les cellules et les organes. Un tissu est
un ensemble de cellules identiques ou tout au moins de même origine, participant à une fonction
commune. Les tissus se groupent en organes.
Les tissus chez les animaux
Il existe plus d'une centaine de tissus chez les animaux. Tous sont regroupés en deux grandes
catégories selon leur morphologie :
•
les épithéliums caractérisés par des cellules jointives. ils comprennent l'épiderme, le
système nerveux et hépatique, l'endothélium vasculaire, les muqueuses et l'ensemble des
tissus végétaux.
•
les tissus conjonctifs dont les cellules sont disjointes, séparées par des matériaux
extracellulaires. Ils sont spécifiques des animaux. On trouve dans cet ensemble, le sang,
les cellules musculaires, le squelette des vertébrés, les couches profondes de la peau, etc.
Ils ont en général un rôle de soutien, que ce soit actif pour les muscles ou passif pour les
autres tissus.
Sur le plan embryonnaire, ces deux grandes catégories de tissus ont une origine différente chez
les animaux. Les épithéliums dérivent des deux tissus embryonnaires endoderme et ectoderme et
dans une faible part du mésoderme (pour l'endothélium), alors que les conjonctifs proviennent
tous du mésoderme. Les tissus conjonctifs ne sont donc présents que chez les animaux
triploblastiques, les animaux diploblastiques (éponges, méduses, coraux) n'ont en effet pas de
tissus conjonctifs ; chez eux, les deux tissus de bases sont séparés par la mésoglée, une gelée
acellulaire, les fonctions des tissus conjonctifs étant partiellement prise en charge par l'ectoderme.
Chez ces animaux, l'évolution s'arrête là, les tissus se modifient peu. En revanche pour les autres,
les trois tissus de base vont évoluer, et s'interpénétrer pour donner les organes et l'ensemble des
tissus des organismes adultes.
Les tissus chez les végétaux
Il existe quelques dizaines de tissus chez les végétaux. ils sont regroupés en cinq types (voir :
tissu végétal) :
•
les parenchymes (assimilateurs ou photosynthétique, de réserve, …),
•
les tissus conducteurs (xylème et phloème ches les Embryophytes, leptoïdes et hydroïdes
chez les Mousses, hyphes en trompette chez les algues brunes),
•
les tissus de soutien,
•
les tissus de revêtement ou de protection,
•
les tissus de secrétion.
ORGANES
quesqu' est un organe?
Un organe est une partie d'un système vivant ou non. Il forme un ensemble de petits sousensembles, qui collaborent au sein d'un même territoire pour accomplir une fonction, voire
plusieurs. Cette définition ne préjuge pas de la qualité du service apporté par l'organe : il peut
parfaitement mal remplir la fonction, ou pire avoir une fonction inutile, voire nuisible.
La dualité organe-fonction a été l'objet de polémiques violentes et aujourd'hui dépassées (enfin,
presque...) entre différentes conceptions de la vie. Parmi les différentes thèses en présence, on
notera :
•
la thèse de la construction ad hoc (la vie est l'œuvre d'un architecte, qui a tout prévu et, en
particulier un organe pour chaque fonction et, une fonction pour chaque organe)
•
la thèse de l'adaptation très souple (à un besoin est associée une fonction, et la fonction
crée l'organe)
•
la thèse moderne de l'évolution (l'organe disponible remplit plus ou moins bien la
fonction, et par sélection les organes les plus performants se généralisent ; la fonction ne
crée pas l'organe, elle le sélectionne)
•
Aujourd'hui, la fonction n'est plus regardée comme un concept préexistant, mais comme
un élément parfois utile et parfois non en fonction du contexte.
Les organes sont associés en systèmes, qui remplissent un ensemble de fonctions
complémentaires et en interaction (exemple : le système nerveux, le système cardio-vasculaire).
Organe animal ou végétal
Sous-ensemble d'un organisme vivant complexe. Un organe est un ensemble de cellules vivantes
provenant de lignées embryologiques différentes et qui collaborent au sein d'un même territoire
afin d'assurer une ou plusieurs fonctions particulières dans cet organisme.
appareils:
appareils:des niveaux d'organisation
differents des êtres vivants.
Systèmes d'organes humains:
Système circulatoire - Système gastro-intestinal - Système endocrinien - Système immunitaire Système tégumentaire - Système lymphatique - Système musculaire - Système nerveux - Système
squelettique - Système reproducteur - Système respiratoire - Système urinaire
Système circulatoire
L’appareil circulatoire ou système cardio-vasculaire s’appuie sur un véritable réseau aussi
étendu que précis. Sous l’impulsion du cœur, chef d’orchestre vital, les vaisseaux sanguins, les
artères et les veines, assurent le transport du sang (et par conséquent de l'oxygène, des nutriments,
des hormones...) indispensable à tout notre organisme. Il joue également un rôle dans la
thermorégulation.
Système gastro-intestinal
Le système gastro-intestinal ou appareil digestif ou tube digestif est le système d'organes des
animaux pluricellulaires qui prend la nourriture, la digère pour en extraire de l'énergie et des
nutriments, et évacue le surplus.
Le tube digestif varie substantiellement d'une espèce animale à l'autre. Par exemple, certains
animaux ont des estomacs à plusieurs chambres.
Ce système est un tube faisant transiter dans divers compartiments les aliments ingérés par les
êtres vivants qui en sont munis.Dans ce tube diverses opérations mécaniques et chimiques vont
transformer la nourriture en nutriments.
Le rôle essentiel de l'appareil digestif est d'assimiler, d'absorber les nutriments dans la circulation
sanguine et lymphatique et d'éliminer les éléments non assimilables.
Cependant, l'appareil digestif possède également deux autres rôles :
•
un rôle de défense de l’organisme
•
un rôle endocrinien
Système endocrinien
L'endocrinologie est la science qui étudie les hormones. Son nom signifie : la science (logos) de
la sécrétion (crine) interne (endo). Elle étudie de très nombreux phénomènes physiologiques, car
les hormones interviennent dans de nombreuses fonctions chez l'homme :
•
la nutrition,
avec des hormones régulatrices de la glycémie comme l' insuline et le glucagon, la leptine qui
régule les réserves de graisses dans l'organisme, la ghréline qui stimule l'apétit, et la PYY-36 qui
donne une sensation de satiété pendant plusieurs heures.
•
la croissance, avec les différentes hormones de croissance
•
la reproduction : la puberté, mais aussi les cycles menstruels de la femme, la grossesse et
la lactation (fabrication de lait).
•
la régulation de la température corporelle, avec les hormones thyroidiennes.
•
la régulation des cycles circadiens avec la mélatonine.
Chez d'autres espèces animales, les hormones ont encore d'autres effets : le changement de sexe
chez certains poissons, le changement de comportement chez les abeilles , la mue chez les
arthropodes (ectisone)...
Les hormones sont un moyen pour notre corps de communiquer des informations à travers tout
l'organisme, grâce à des molécules présentes dans le sang.
Système immunitaire
Le système immunitaire d'un organisme multicellulaire agit comme une défense contre les
pathogènes, tels que les virus, les bactéries, les parasites, les cellules cancéreuses, et certains
poisons. On dénombre plusieurs variantes de systèmes immunitaires parmi les espèces animales,
et parfois un même organisme peut accueillir plusieurs systèmes immunitaires (le cerveau
humain, par exemple, possède son propre système immunitaire, distinct de celui du reste du
corps). De nombreuse espèces dont les mammifères utilisent la variante décrite ci-après.
Le système immunitaire est basé sur des cellules immunitaires appelées leucocytes (ou globules
blancs) produites par des cellules souches, au sein de la moelle osseuse.
Il existe deux types de mécanismes de défense:
Les mécanismes de défense non-spécifique ou innée ou naturel, comme la protection de la
peau et les muqueuses, l'acidité gastrique, les cellules phagocytaires ou les larmes ;
Les mécanismes de défense spécifique, comme l'action dirigée des lymphocytes et la
production d'anticorps spécifiques.
On appelle réponse immunitaire l'activation des mécanismes du système immunitaire face à une
agression de l'organisme.
Système tégumentaire
Le système tégumentaire forme la couche externe de l'organisme ; protège les tissus plus
profonds contre les traumatismes ; synthètise la vitamine D ; contient les récepteurs cutanés (de la
douleur, de la sensibilité à la pression, etc.).
Système lymphatique
Son rôle
Son rôle principal est de transporter les anticorps et les macrophages, éléments du système
immunitaire. La lymphe transporte également dans tout le corps certains nutriments comme les
lipides. Aussi un manque de mouvement peut se traduire par une forme de cellulite et œdèmes.
Son fonctionnement
Tout le corps, à l'exception du cerveau, dispose de ces vaisseaux parallèles aux veines. La
lymphe, liquide interstitiel circulant dans les vaisseaux lymphatiques, se charge des déchets de
l'activité cellulaire via les tissus intercellulaires. La lymphe est épurée par le passage dans les
ganglions. Elle circule ensuite vers le cœur où elle rejoint la circulation sanguine par le conduit
thoracique et se jette dans la veine sous-clavière gauche.
A la différence du réseau sanguin, le système lymphatique ne comporte pas d'organe assurant le
rôle de pompe. La circulation résulte des contractions des fibres lisses des parois des vaisseaux et
les plus gros possèdent des valvules pour empêcher le reflux. Si les mouvements du corps ou
l'activité physique s'intensifient, la lymphe circulera plus rapidement : il circule
approximativement 100 ml de lymphe par heure dans le canal thoracique d'un homme au repos
alors que durant un exercice, ce flux peut être 10 à 30 fois plus élevé. Au contraire, l'immobilité
prolongée entrave le drainage de la lymphe.
Système musculaire
Le système musculaire est composé de l'ensemble des muscles du corps. Les muscles sont fixés
aux os par des tendons.
Le système musculaire forme, avec le squelette et une partie du système nerveux, l'appareil
locomoteur.
Système nerveux
Le système nerveux est un système en réseau formé des organes des sens, des nerfs, du cerveau,
de la moelle épinière, etc. Il coordonne les mouvements musculaires, contrôle le fonctionnement
des organes, véhicule les informations sensorielles et motrices vers les effecteurs, et, chez les
animaux dotés d'un cerveau, régule la pensée et les émotions.Le système nerveux central est
composé de cellules nerveuses hautement spécialisées appelées neurones. Les cellules nerveuses
établissent entre elles des connexions, les synapses. Des milliards de ces synapses contribuent au
traitement d'un seul stimulus.
Finalement le système nerveux agit souvent conjointement avec le système hormonal et est
cartographiable avec une très grande plasticité non pas selon la phrénologie mais selon les types
de fibres afférentes associatives en aires sensorielles et motrices.
Squelette humain
Le squelette humain est composé de plus ou moins 206 os, supportés et étayés par des ligaments,
tendons, muscles, fascias et du cartilage.
Le squelette évolue avec l'âge selon le développement de la structure osseuse. Le fœtus n'a pas
encore de squelette solide, celui-ci se formera graduellement durant les neuf mois de gestation. À
la naissance, un bébé a plus d'os qu'il n'en aura à l'age adulte (environ 270). La différence vient
de la fusion de petits os au niveau du crâne, de la colonne vertébrale, du coccyx et du bassin.
L'os le plus long du corps est le fémur, le plus petit se situant dans l'oreille (étrier). Le rôle du
squelette est double. Il constitue à la fois la charpente du corps, sur laquelle les muscles et autres
structures pourront se fixer et il assure également une fonction de protection pour certains
organes, comme ceux situés dans la cage thoracique (cœur, poumons...) ou le cerveau, protégé
par les os du crâne.
La majorité des organes se trouvent à l'extérieur du squelette à l'exception du cerveau qui lui se
trouve à l'intérieur du squelette.
Rôle du système osseux
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Il sert de charpente pour l’organisme et protège les viscères par les grandes cavités qu’il
forme (crâne, thorax, bassin).
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Il est à la base de la mobilité du corps grâce aux articulations qui permettent aux muscles
d’actionner les différents segments du squelette.
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Il représente une réserve importante de minéraux, en particulier de calcium et de
phosphore.
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Il permet la fabrication des cellules sanguines, au niveau de la moelle osseuse.
Appareil reproducteur
L'appareil reproducteur d'un organisme est le système corporel constitué de toutes les parties
affectées aux fins de reproduction. Chez les organismes sexués, on parle des organes sexuels ou
des organes génitaux, ou encore des caractères sexuels primaires. Ils incluent les fonctions de
l'insémination et de la fécondation ; chez les hauts vertébrés on y ajoute la gestation et la
parturition (naissance, mise bas ou ponte).
Une gonade est un organe qui produit les gamètes, ou cellules sexuelles. Chez les animaux
sexués, on dit ovaire pour la gonade femelle et testicule pour la gonade mâle.
Appareil respiratoire
L'appareil respiratoire permet un échange gazeux entre le sang des veines et l’air
atmosphérique. Il fournit du dioxygène au sang et expulse du corps les déchets gazeux, comme le
dioxyde de carbone (CO2). Cet échange a lieu dans les poumons.
Système urinaire
Le système ou appareil urinaire est l'un des principaux système constitutifs du corps humain.
Le système urinaire permet l'évacuation des produits du catabolisme du corps humain sous forme
liquide, l'urine, et assure par conséquent, l'épuration du sang ainsi que le maintient de
l'homéostasie au sein de l'organisme.
On peut considérer le système urinaire comme une succession d'organes rétro- et souspéritonéaux qui sont : les deux reins, les deux uretères, la vessie, l'urètre.
Anatomie et fonctionnement
L'appareil urinaire se compose des reins, des uretères, et de la vessie.
Il se forme et commence à fonctionner avant la naissance.
Le rôle de ce système est de former l'urine qui sera évacuée
L'urine
Constituée en majeure partie d'eau (environ 96%), elle est plus ou moins concentrée en déchets
(environ 4%).
Son nom vient d'une molécule issue de la dégradation des protéines: l'urée. Celle-ci est en partie
responsable de la couleur jaunâtre de l'urine.
En moyenne, les reins produisent 1,2 litre d'urine chaque jour.