L'oxygène : pourquoi et comment?


Le rôle et les fonctions de l'oxygène

L'oxygène est un élément vital à la respiration. Cette dernière est plus connue au niveau du rôle des poumons, lieu où s'effectue la transformation du sang qui sera rechargé en oxygène avant d'être redistribué à l'ensemble du corps. Les poumons vont donc participer aux échanges gazeux, filtrer le sang et réguler le métabolisme acido-basique. Mais cette respiration "externe" nous fait oublier un autre processus essentiel pour le corps humain: la respiration cellulaire


Où s'effectue la respiration cellulaire ?

Au cœur de la cellule, on trouve une enclave à oxygène: la mitochondrie A l'intérieur de celle-ci s'effectue des transformations chimiques créatrices d'énergie permettant à l'organisme de tirer partie de l'élément oxygène. La majorité de l'énergie dont l'organisme a besoin pour vivre dépend des sauts menant de l'hydrogène à l'oxygène. On est donc conduit à se demander quel est le rôle de l'oxygène dans les processus chimiques réalisés au cœur de la cellule?

Quel est le but de la respiration cellulaire ?

La finalité de la respiration cellulaire est de produire de l'énergie qui sera utilisée par nos métabolismes.

Le rôle de l'oxygène

La présence de 2 électrons et de 2 protons H+ associée à la moitié d'une molécule d'oxygène entraine une réaction chimique produisant de l'eau. Ce détail explique en fait le rôle de l'oxygène: Venir récupérer les électrons et les protons pour donner une molécule d'eau qui sera utilisée dans d'autres réactions chimiques ou rejetée sous forme de vapeur d'eau ou d'urine. Tout en n'oubliant pas que le but principal recherche reste la production d'énergie.

Le transport des molécules : hydrogène, oxygène...

Transporter des molécules au sein même de la cellule nécessite des protéines, hémoglobine( dans le sang) et myoglobine(dans la cellule musculaire). On notera, qu'arrivés à proximité des cellules, les capillaires sanguins ont un diamètre proche de celui des globules rouges. Ils forment dans le corps un réseau de 100000 kilomètres de long. Leur paroi est si mince que les gaz et nutriments diffusent librement au travers. Ces protéines transporteurs vont prendre en charge l'hydrogène pour l'amener au niveau de la chaine respiratoire. Ces transporteurs seront influencés par la longueur du trajet à parcourir et par la vitesse qu'ils doivent avoir. Les transporteurs faisant la navette entre l'intérieur de la cellule (glycolise) et la chaine respiratoire doivent traverser la membrane de la mitochondrie. Ce parcours est long et nécessite une forte demande énergétique entrainant un afflux important de protons H+. Dans ces conditions, il peut arriver que les transporteurs soient débordés et n'arrivent plus à conduire tous les atomes d'hydrogène. Cette accumulation progressive d'hydrogène induit alors une acidité. Dans d'autres réactions, l'extraction d'hydrogène sera plus lente (comme dans le cycle énergétique de Krebs, à l'intérieur de la cellule). Trajet moins long et à faible vitesse font que les atomes H+ ressortent de la mitochondrie uniquement pris en charge par l'oxygène, sous forme d'eau et sans générer d'acidité. Dans le premier cas, la réaction anaérobie est susceptible de produire de l'acidité alors qu'il n'y en aura pas dans la seconde situation.

Conclusion

Un apport d'oxygène au niveau cellulaire aura pour conséquence de favoriser la prise en charge de l'hydrogène H+ et limitera la production d'acidité. Pour comprendre, il suffit d'imaginer un feu de bois: On l'allume pour créer de la chaleur: le but recherché dans la cellule est de produire de l'énergie. Un feu dans une cheminée donne des flammes jaunes qui sont pauvres en oxygène et qui vont, de ce fait, générer des déchets (cendres, poussières, suie, polluants...). Dans la cellule, un faible niveau d'oxygène génère des déchets métaboliques, notamment des acides tels que l'acide lactique. Le feu d'une cuisinière donnera des flammes bleues qui sont riches en oxygène. De même, dans nos cellules, la présence d'oxygène permet une création d'énergie allégée de ses polluants et déchets.

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