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17.1.4 : Absorption d'eau - Biologie


Objectifs d'apprentissage

  • Expliquez la fonction des poils absorbants.
  • Définir la pression radiculaire et expliquer son mécanisme.
  • Comparez les trois voies de circulation de l'eau à travers les racines et identifiez chaque type de cellule ou de tissu impliqué.

La plupart des plantes tirent l'eau et les minéraux dont elles ont besoin de leurs racines. L'eau se déplace du sol vers les racines, les tiges et finalement les feuilles, où se produit la transpiration. Les racines absorbent suffisamment d'eau pour compenser la perte d'eau due à la transpiration. L'absorption rapide est facilitée par poils absorbants, qui s'étendent des cellules épidermiques, augmentant la surface (Figure (PageIndex{1})). Comme nous l'avons vu plus haut dans ce chapitre, les racines puisent l'eau du sol parce qu'elles ont un potentiel hydrique inférieur à celui du sol. Une grande partie de cette différence de potentiel hydrique est un résultat indirect de la transpiration, mais les racines peuvent également arroser le potentiel en diminuant le potentiel de soluté.

Pression des racines

Lorsqu'un plant de tomate est soigneusement coupé près de la base de la tige, la sève suinte de la souche (Figure (PageIndex{2})). Le liquide sort parce que les racines absorbent constamment de l'eau, l'attirent dans le cylindre vasculaire et la poussent vers le haut du xylème. C'est appelé ropas de pression, et il est créé par la pression osmotique des solutés piégés dans le cylindre vasculaire par le Bande casparienne.

Bien que la pression racinaire joue un petit rôle dans le transport de l'eau dans le xylème de certaines plantes et à certaines saisons, elle ne représente pas la majeure partie du transport de l'eau. À titre de preuve, peu de plantes développent des pressions racinaires supérieures à ~0,2 kPa, et certaines ne développent aucune pression racinaire. De plus, le volume de fluide transporté par la pression racinaire n'est pas suffisant pour expliquer le mouvement mesuré de l'eau dans le xylème de la plupart des arbres et des vignes. De plus, les pressions racinaires les plus élevées se produisent au printemps, mais l'eau traverse le xylème plus rapidement en été (lorsque la transpiration est élevée).

Comme discuté dans la section Théorie de la cohésion-tension, la transpiration, plutôt que la pression racinaire, est généralement la force motrice du mouvement ascendant de l'eau dans une plante. Cependant, lorsque les taux de transpiration sont très faibles, comme par temps frais et humide, la pression des racines pousse l'eau dans le xylème plus rapidement que l'eau ne se perd par les stomates. En conséquence, les gouttelettes d'eau sont expulsées des ouvertures sur le bord des feuilles, un phénomène appelé guttation (Figure (PageIndex{3})). Les gouttelettes résultant de la guttation ne doivent pas être confondues avec les gouttelettes de rosée, qui résultent de la condensation de la vapeur d'eau lorsque l'air devient plus froid et a moins de capacité à retenir l'eau. En d'autres termes, la guttation résulte de l'eau qui se trouvait à l'intérieur de la plante, mais des gouttelettes de rosée se forment à partir de la vapeur d'eau qui se trouvait dans l'air environnant.

Voies de circulation de l'eau

L'eau peut se déplacer à travers les racines par trois voies distinctes : apoplaste, symplaste et transmembranaire (transcellulaire). Dans le voie des apoplastes (voie apoplastique), l'eau se déplace à travers les espaces entre les cellules et dans les parois des cellules elles-mêmes. Dans le voie symplaste (voie symplastique), l'eau passe de cytoplasme en cytoplasme à travers plasmodesmes (Figure (PageIndex{4})). Dans le voie transmembranaire, l'eau traverse les membranes plasmiques, entrant et sortant de chaque cellule. L'eau se déplaçant à travers la voie transmembranaire se déplace donc à la fois à travers le symplaste (cytoplasmes interconnectés) et l'apoplaste (parois cellulaires et espaces entre les cellules). L'eau peut également traverser le tonoplaste, entrant dans la vacuole centrale dans le cadre de la voie transmembranaire.

L'eau du sol est absorbée par les poils absorbants de l'épiderme, puis se déplace à travers le cortex par l'une des trois voies. Cependant, la limite interne du cortex, la endoderme, est imperméable à l'eau grâce à la bande casparienne. Quelle que soit la manière dont l'eau s'est déplacée jusqu'à ce point (apoplaste, symplaste, transmembranaire), elle doit pénétrer dans les cytoplasmes des cellules endodermiques. De là, il peut passer via les plasmodesmes dans les cellules du cylindre vasculaire (stèle). Une fois à l'intérieur, l'eau est à nouveau libre de se déplacer à travers l'apolaste, le symplaste ou les deux (transmembranaire).

Une fois dans le xylème, l'eau avec les minéraux qui s'y sont déposés (ainsi que des molécules organiques occasionnelles fournies par le tissu racinaire) remontent dans les éléments vasculaires et les trachéides. A n'importe quel niveau, l'eau peut sortir du xylème et passer latéralement pour subvenir aux besoins des autres tissus. Au niveau des feuilles, le xylème passe dans le pétiole puis dans les nervures de la feuille. L'eau quitte les veines les plus fines et pénètre dans les cellules des couches spongieuses et palissadiques. Ici, une partie de l'eau peut être utilisée dans le métabolisme, mais la plus grande partie est perdue dans la transpiration.

La figure (PageIndex{4}) illustre les minéraux se déplaçant à travers l'apoplaste ou le symplaste, mais les minéraux se déplacent généralement à travers le symplaste. Les minéraux pénètrent dans la racine par transport actif dans le symplaste des cellules épidermiques et se déplacent vers et dans le cylindre vasculaire à travers les plasmodesmes reliant les cellules. Ils pénètrent dans les cellules conductrices du xylème à partir du péricycle et d'autres cellules du parenchyme via un transport actif à travers des canaux transmembranaires spécialisés.


17.1.4 : Absorption d'eau - Biologie

La diarrhée est une augmentation du volume des selles ou de la fréquence des défécations. C'est l'un des signes cliniques les plus courants des maladies gastro-intestinales, mais il peut également refléter des troubles primaires en dehors du système digestif. Certes, les troubles affectant l'intestin grêle ou le gros intestin peuvent entraîner une diarrhée.

Pour de nombreuses personnes, la diarrhée représente un inconvénient ou une gêne occasionnelle, mais au moins 2 millions de personnes dans le monde, pour la plupart des enfants, meurent chaque année des conséquences de la diarrhée.

Il existe de nombreuses causes de diarrhée, mais dans presque tous les cas, ce trouble est une manifestation de l'un des quatre mécanismes de base décrits ci-dessous. Il est également courant que plus d'un des quatre mécanismes soient impliqués dans la pathogenèse d'un cas donné.

Diarrhée osmotique

L'absorption de l'eau dans les intestins dépend de l'absorption adéquate des solutés. Si des quantités excessives de solutés sont retenues dans la lumière intestinale, l'eau ne sera pas absorbée et la diarrhée en résultera. La diarrhée osmotique résulte généralement de l'une des deux situations suivantes :

  • Ingestion d'un substrat mal absorbé : La molécule incriminée est généralement un hydrate de carbone ou un ion divalent. Des exemples courants incluent le mannitol ou le sorbitol, le sel d'Epson (MgSO 4 ) et certains antiacides (MgOH 2 ).
  • Malabsorption : L'incapacité à absorber certains glucides est le déficit le plus courant dans cette catégorie de diarrhée, mais elle peut entraîner pratiquement n'importe quel type de malabsorption. Un exemple courant de malabsorption, affectant de nombreux adultes, humains et animaux de compagnie, est l'intolérance au lactose résultant d'un déficit en lactase, enzyme de la bordure en brosse. Dans de tels cas, une quantité modérée de lactose est consommée (généralement sous forme de lait), mais l'épithélium intestinal est déficient en lactase et le lactose ne peut pas être efficacement hydrolysé en glucose et galactose pour l'absorption. Le lactose osmotiquement actif est retenu dans la lumière intestinale, où il « retient » l'eau. Pour ajouter l'insulte à la blessure, le lactose non absorbé passe dans le gros intestin où il est fermenté par les bactéries du côlon, ce qui entraîne une production excessive de gaz.

Une caractéristique distinctive de la diarrhée osmotique est qu'elle s'arrête après que le patient est à jeun ou cesse de consommer le soluté mal absorbé.

Diarrhée sécrétoire

De grands volumes d'eau sont normalement sécrétés dans la lumière de l'intestin grêle, mais une grande majorité de cette eau est efficacement absorbée avant d'atteindre le gros intestin. La diarrhée survient lorsque la sécrétion d'eau dans la lumière intestinale dépasse l'absorption.

Des millions de personnes sont mortes de la diarrhée sécrétoire associée au choléra. L'organisme responsable, Vibrio cholerae, produit la toxine cholérique, qui active fortement l'adénylyl cyclase, provoquant une augmentation prolongée de la concentration intracellulaire d'AMP cyclique dans les entérocytes des cryptes. Ce changement entraîne une ouverture prolongée des canaux chlorure qui contribuent à la sécrétion d'eau des cryptes, permettant une sécrétion d'eau incontrôlée. De plus, la toxine cholérique affecte le système nerveux entérique, entraînant un stimulus de sécrétion indépendant.

L'exposition à des toxines de plusieurs autres types de bactéries (par exemple la toxine thermolabile d'E. coli) induit la même série d'étapes et une diarrhée sécrétoire massive qui est souvent mortelle à moins que la personne ou l'animal ne soit traité de manière agressive pour maintenir l'hydratation.

En plus des toxines bactériennes, un grand nombre d'autres agents peuvent induire une diarrhée sécrétoire en activant la machinerie sécrétoire intestinale, notamment :

  • quelques laxatifs
  • hormones sécrétées par certains types de tumeurs (par exemple, peptide intestinal vasoactif)
  • une large gamme de médicaments (par exemple, certains types de médicaments contre l'asthme, les antidépresseurs, les médicaments cardiaques)
  • certains métaux, toxines organiques et produits végétaux (par exemple, l'arsenic, les insecticides, les toxines des champignons, la caféine)

Dans la plupart des cas, les diarrhées sécrétoires ne se résorberont pas au cours d'un jeûne de 2 à 3 jours.

Diarrhée inflammatoire et infectieuse

L'épithélium du tube digestif est protégé des agressions par un certain nombre de mécanismes constituant la barrière gastro-intestinale, mais comme de nombreuses barrières, il peut être franchi. La perturbation de l'épithélium de l'intestin due à des agents pathogènes microbiens ou viraux est une cause très fréquente de diarrhée chez toutes les espèces. La destruction de l'épithélium entraîne non seulement une exsudation de sérum et de sang dans la lumière, mais est souvent associée à une destruction généralisée de l'épithélium absorbant. Dans de tels cas, l'absorption d'eau se produit de manière très inefficace et la diarrhée en résulte. Voici des exemples d'agents pathogènes fréquemment associés à la diarrhée infectieuse :

  • Bactéries : Salmonella, E. coli, Campylobacter
  • Virus : rotavirus, coronavirus, parvovirus (canin et félin), norovirus
  • Protozoaires : espèces de coccidies, Cryptosporium , Giardia

La réponse immunitaire aux conditions inflammatoires dans l'intestin contribue de manière substantielle au développement de la diarrhée. L'activation des globules blancs les amène à sécréter des médiateurs inflammatoires et des cytokines qui peuvent stimuler la sécrétion, imposant en effet une composante sécrétoire en plus d'une diarrhée inflammatoire. Les espèces réactives de l'oxygène des leucocytes peuvent endommager ou tuer les cellules épithéliales intestinales, qui sont remplacées par des cellules immatures qui sont généralement déficientes en enzymes et en transporteurs de bordure en brosse nécessaires à l'absorption des nutriments et de l'eau. De cette façon, les composants d'une diarrhée osmotique (malabsorption) s'ajoutent au problème.

Diarrhée associée à une motilité dérangée

Pour que les nutriments et l'eau soient efficacement absorbés, le contenu intestinal doit être suffisamment exposé à l'épithélium muqueux et conservé suffisamment longtemps pour permettre l'absorption. Des troubles de la motilité qui accélèrent le temps de transit pourraient diminuer l'absorption, entraînant une diarrhée même si le processus d'absorption en soi se déroulait correctement.

Des altérations de la motilité intestinale (généralement une propulsion accrue) sont observées dans de nombreux types de diarrhée. Ce qui n'est généralement pas clair et très difficile à démontrer, c'est si les altérations primaires de la motilité sont réellement la cause de la diarrhée ou simplement un effet.


Modification de l'acide tannique des nanoparticules métalliques : possibilité de nouvelles applications antivirales

Malgorzata Krzyzowska , . Jaroslaw Grobelny , dans Nanostructures pour la médecine buccale , 2017

2.1 Tanins

Les tanins sont des dérivés phénoliques hydrosolubles synthétisés naturellement et accumulés par les plantes supérieures en tant que produits métaboliques secondaires. D'un point de vue chimique, les tanins sont des polyphénols de poids moléculaires compris entre 500 et 3000 Da. Dans les complexes avec des saccharides, des alcaloïdes et des protéines, son poids moléculaire peut même augmenter jusqu'à 20 000 Da (Haslam Edwin, 1998) qui présentent des réactions caractéristiques pour les phénols. La structure chimique de l'acide tannique dépend de l'espèce végétale produisant le composé. Actuellement, plus de 8000 tanins différents ont été isolés et caractérisés chimiquement. Cependant, il existe certainement beaucoup plus de tanins dont les structures chimiques n'ont pas encore été précisément déterminées.

Tous les tanins ont des caractéristiques communes, qui permettent de classer ces types de composés en deux groupes principaux, trois types de tanins hydrolysables : gallotanins, ellagitanins et tanins complexes (dérivés de sucres - principalement glucose, acide gallique et dérivés ellagiques) et tanins condensés (non hydrolysables) appelées procyanidines contenant une chaîne carbonée condensée typique des flavonoïdes ( Khanbabaee et Van Ree, 2001 ). Les tanins condensés sont beaucoup plus résistants à la dégradation microbienne que les tanins hydrolysables et présentent une activité antibactérienne, antivirale et antifongique plus forte.

La structure chimique des tanins détermine son activité biologique. De plus, les tanins peuvent agir comme agent potentiel : chélateur d'ions métalliques, antioxydant biologique ou, selon sa concentration, comme agent complexant ou précipitant (en faible concentration en tant qu'agent complexant et en forte concentration en tant qu'agent précipitant). En raison de la variété des structures possibles des tanins et des divers effets biologiques, il est difficile de prédire les effets des tanins sur un organisme vivant. L'association des tanins et des NP métalliques est également très faiblement présentée dans la littérature. Cependant, la combinaison de tanins avec des NP métalliques lui permet de préparer de nouveaux types de nanomatériaux avec une activité antimicrobienne améliorée des NP et les propriétés anti-inflammatoires de l'acide tannique.


Contrôle neuronal de la thermorégulation

Le système nerveux est important pour thermorégulation. Les processus d'homéostasie et de contrôle de la température sont centrés dans l'hypothalamus du cerveau animal avancé.

Question de pratique

Figure 1. Le corps est capable de réguler la température en réponse aux signaux du système nerveux.

Lorsque les bactéries sont détruites par les leucocytes, des pyrogènes sont libérés dans le sang. Les pyrogènes réinitialisent le thermostat du corps à une température plus élevée, ce qui entraîne de la fièvre. Comment les pyrogènes peuvent-ils faire augmenter la température corporelle ?

L'hypothalamus maintient le point de consigne de la température corporelle grâce à des réflexes qui provoquent une vasodilatation et une transpiration lorsque le corps est trop chaud, ou une vasoconstriction et des frissons lorsque le corps est trop froid. Il réagit aux produits chimiques du corps. Lorsqu'une bactérie est détruite par des leucocytes phagocytaires, des produits chimiques appelés pyrogènes endogènes sont libérés dans le sang. Ces pyrogènes circulent vers l'hypothalamus et réinitialisent le thermostat. Cela permet à la température du corps d'augmenter dans ce qu'on appelle communément une fièvre. Une augmentation de la température corporelle entraîne une conservation du fer, ce qui réduit un nutriment nécessaire aux bactéries. Une augmentation de la chaleur corporelle augmente également l'activité des enzymes et des cellules protectrices de l'animal tout en inhibant les enzymes et l'activité des micro-organismes envahisseurs. Enfin, la chaleur elle-même peut également tuer l'agent pathogène. Une fièvre qui était autrefois considérée comme une complication d'une infection est maintenant considérée comme un mécanisme de défense normal.


Différentes cellules ont divers mécanismes pour contrôler le volume cellulaire

Les cellules animales gonflent lorsqu'elles sont placées dans une solution hypotonique (c'est-à-dire une solution dans laquelle la concentration de solutés est inférieur que dans le cytosol). Certaines cellules, telles que les érythrocytes, éclateront en fait lorsque l'eau y pénètre par le flux osmotique. La rupture de la membrane plasmique par un écoulement d'eau dans le cytosol est appelée lyse osmotique. Immersion de toutes les cellules animales dans une solution hypertonique (c'est-à-dire une solution dans laquelle la concentration de solutés est plus haut que dans le cytosol) les fait rétrécir au fur et à mesure que l'eau les quitte par écoulement osmotique. Par conséquent, il est essentiel que les cellules animales soient maintenues dans un milieu isotonique, qui a une concentration en soluté proche de celle du cytosol cellulaire (voir Figure 5-22).

Même dans un environnement isotonique, toutes les cellules animales sont confrontées à un problème pour maintenir leur volume cellulaire. Les cellules contiennent un grand nombre de macromolécules chargées et de petits métabolites qui attirent les ions de charge opposée (par exemple, K + , Ca 2+ , PO4 3−). Rappelons également qu'il y a une fuite lente d'ions extracellulaires, en particulier Na + et Cl − , dans les cellules vers le bas de leur gradient de concentration. En raison de ces facteurs, en l'absence d'un mécanisme compensatoire, la concentration de soluté cytosolique augmenterait, provoquant un afflux osmotique d'eau et éventuellement une lyse cellulaire. Pour éviter cela, les cellules animales exportent activement les ions inorganiques aussi rapidement qu'ils s'infiltrent. L'exportation de Na + par la pompe Na + /K + alimentée par l'ATP joue le rôle majeur dans ce mécanisme de prévention du gonflement cellulaire. Si les cellules cultivées sont traitées avec un inhibiteur qui empêche la production d'ATP, elles gonflent et finissent par éclater, démontrant l'importance du transport actif dans le maintien du volume cellulaire.

Contrairement aux cellules animales, les cellules végétales, algales, fongiques et bactériennes sont entourées d'une paroi cellulaire rigide. En raison de la paroi cellulaire, l'afflux osmotique d'eau qui se produit lorsque de telles cellules sont placées dans une solution hypotonique (même de l'eau pure) entraîne une augmentation de la pression intracellulaire mais pas du volume cellulaire. Dans les cellules végétales, la concentration de solutés (par exemple, les sucres et les sels) est généralement plus élevée dans la vacuole que dans le cytosol, qui à son tour a une concentration de soluté plus élevée que l'espace extracellulaire. La pression osmotique, appelée pression de turgescence, généré par l'entrée d'eau dans le cytosol puis dans la vacuole pousse le cytosol et la membrane plasmique contre la paroi cellulaire résistante. L'élongation cellulaire au cours de la croissance se produit par un relâchement localisé d'une région de la paroi cellulaire induit par une hormone, suivi d'un afflux d'eau dans la vacuole, augmentant sa taille (voir Figure 22-33).

Bien que la plupart des protozoaires (comme les cellules animales) n'aient pas de paroi cellulaire rigide, beaucoup contiennent une vacuole contractile qui leur permet d'éviter la lyse osmotique. Une vacuole contractile absorbe l'eau du cytosol et, contrairement à une vacuole végétale, évacue périodiquement son contenu par fusion avec la membrane plasmique (Figure 15-31). Ainsi, même si l'eau pénètre en continu dans la cellule protozoaire par flux osmotique, la vacuole contractile empêche trop d'eau de s'accumuler dans la cellule et de la gonfler jusqu'au point d'éclatement.

Figure 15-31

La vacuole contractile dans Paramécie caudatum, un protozoaire cilié typique, comme le révèle la microscopie Nomarski d'un organisme vivant. La vacuole est remplie par des canaux rayonnants qui collectent le liquide du cytosol. Lorsque la vacuole est pleine, elle fusionne pour (plus. )


Transpiration - Quoi et pourquoi ?

Qu'est-ce que la transpiration ? Dans les plantes en croissance active, l'eau s'évapore continuellement de la surface des cellules des feuilles exposées à l'air. Cette eau est remplacée par une absorption supplémentaire d'eau du sol. L'eau liquide s'étend à travers la plante de l'eau du sol à la surface des feuilles où elle est convertie d'un liquide en un gaz par le processus d'évaporation. Les propriétés cohésives de l'eau (liaison hydrogène entre les molécules d'eau adjacentes) permettent à la colonne d'eau d'être « tirée » à travers la plante lorsque les molécules d'eau s'évaporent à la surface des cellules des feuilles. Ce processus a été appelé la théorie de la cohésion de l'ascension de la sève chez les plantes.

Photo de molécules d'eau sortant des stomates - vue latérale

Pourquoi les plantes transpirent-elles ?

Refroidissement par évaporation : Au fur et à mesure que l'eau s'évapore ou se transforme d'un liquide en un gaz à l'interface entre la cellule foliaire et l'atmosphère, de l'énergie est libérée. Ce processus exothermique utilise de l'énergie pour rompre les fortes liaisons hydrogène entre les molécules d'eau liquide. L'énergie utilisée pour le faire est extraite de la feuille et donnée aux molécules d'eau qui se sont converties en molécules de gaz hautement énergétiques. Ces molécules de gaz et leur énergie associée sont libérées dans l'atmosphère, refroidissant la plante.

Accéder aux nutriments du sol : L'eau qui pénètre dans la racine contient des nutriments dissous essentiels à la croissance des plantes. On pense que la transpiration améliore l'absorption des nutriments par les plantes.

Entrée de dioxyde de carbone : Lorsqu'une plante transpire, ses stomates sont ouverts, permettant les échanges gazeux entre l'atmosphère et la feuille. Les stomates ouverts permettent à la vapeur d'eau de quitter la feuille mais aussi au dioxyde de carbone (CO2) entrer. Le dioxyde de carbone est nécessaire au fonctionnement de la photosynthèse. Malheureusement, beaucoup plus d'eau sort de la feuille que de CO2 entre pour trois raisons :

  1. H2Les molécules d'O sont plus petites que le CO2 molécules et ainsi elles se déplacent plus rapidement vers leur destination.
  2. CO2 n'est que d'environ 0,036% de l'atmosphère (et en hausse !), donc le gradient pour son entrée dans la plante est beaucoup plus petit que le gradient pour H2O passer d'une feuille hydratée à une atmosphère sèche.
  3. CO2 a une distance beaucoup plus longue à parcourir pour atteindre sa destination dans le chloroplaste de l'atmosphère par rapport à H2O qui n'a qu'à se déplacer de la surface cellulaire des feuilles vers l'atmosphère.

Cet échange disproportionné de CO2 et H2O conduit à un paradoxe. Plus l'ouverture des stomates est grande, plus il est facile pour le dioxyde de carbone de pénétrer dans la feuille pour entraîner la photosynthèse cependant, cette grande ouverture permettra également à la feuille de perdre de grandes quantités d'eau et de faire face au risque de déshydratation ou de stress hydrique. Les plantes qui sont capables de garder leurs stomates légèrement ouverts perdront moins de molécules d'eau pour chaque molécule de CO2 qui entre et auront donc une plus grande efficacité d'utilisation de l'eau (eau perdue/CO2 gagné). Les plantes avec une plus grande efficacité d'utilisation de l'eau sont mieux à même de résister aux périodes où l'eau dans le sol est faible.

Absorption d'eau : Bien que seulement moins de 5 % de l'eau absorbée par les racines reste dans la plante, cette eau est vitale pour la structure et la fonction de la plante. L'eau est importante pour la conduite des processus biochimiques, mais elle crée également de la turgescence afin que la plante puisse se tenir sans os.


L'eau en vous : l'eau et le corps humain

L'eau est en effet essentielle à toute vie sur, dans et au-dessus de la Terre. C'est important pour vous parce que vous êtes composé principalement d'eau. Découvrez ce que l'eau fait pour le corps humain.

L'eau en vous : l'eau et le corps humain

​​​​​​​L'eau remplit un certain nombre de fonctions essentielles pour nous permettre de continuer à fonctionner

Pensez à ce dont vous avez besoin pour survivre, vraiment survivre. Nourriture? L'eau? Air? Facebook? Naturellement, je vais me concentrer sur l'eau ici. L'eau est d'une importance majeure pour tous les êtres vivants dans certains organismes, jusqu'à 90 % de leur poids corporel provient de l'eau. Jusqu'à 60% du corps humain adulte est constitué d'eau.

Selon H.H. Mitchell, Journal of Biological Chemistry 158, le cerveau et le cœur sont composés à 73 % d'eau et les poumons à environ 83 % d'eau. La peau contient 64% d'eau, les muscles et les reins 79%, et même les os sont aqueux : 31%.

Chaque jour, les humains doivent consommer une certaine quantité d'eau pour survivre. Bien sûr, cela varie en fonction de l'âge et du sexe, mais aussi du lieu de résidence de la personne. Généralement, un mâle adulte a besoin d'environ 3 litres (3,2 pintes) par jour tandis qu'une femelle adulte a besoin d'environ 2,2 litres (2,3 pintes) par jour. Toute l'eau dont une personne a besoin ne doit pas nécessairement provenir de liquides, car une partie de cette eau est contenue dans la nourriture que nous mangeons.

L'eau remplit un certain nombre de fonctions essentielles pour nous permettre de continuer à fonctionner

  • Un nutriment essentiel à la vie de chaque cellule, agit d'abord comme matériau de construction.
  • Il régule la température interne de notre corps par la transpiration et la respiration
  • Les glucides et les protéines que notre corps utilise comme nourriture sont métabolisés et transportés par l'eau dans la circulation sanguine
  • Il aide à éliminer les déchets principalement par la miction
  • agit comme un amortisseur pour le cerveau, la moelle épinière et le fœtus
  • forme de la salive
  • lubrifie les articulations

Selon le Dr Jeffrey Utz, neurosciences, pédiatrie, Université Allegheny, différentes personnes ont des pourcentages différents de leur corps constitué d'eau. Les bébés en ont le plus, étant nés à environ 78%. À l'âge d'un an, ce montant tombe à environ 65 %. Chez les hommes adultes, environ 60% de leur corps est constitué d'eau. Cependant, le tissu adipeux n'a pas autant d'eau que le tissu maigre. Chez les femmes adultes, la graisse représente une plus grande partie du corps que les hommes, elles ont donc environ 55% de leur corps composé d'eau. Ainsi:

  • Les bébés et les enfants ont plus d'eau (en pourcentage) que les adultes.
  • Les femmes ont moins d'eau que les hommes (en pourcentage).
  • Les personnes ayant plus de tissu adipeux ont moins d'eau que les personnes ayant moins de tissu adipeux (en pourcentage).

Il n'y aurait tout simplement pas de vous, moi ou Fido le chien sans l'existence d'un approvisionnement suffisant en eau liquide sur Terre. Les qualités uniques et propriétés de l'eau sont ce qui le rend si important et fondamental dans la vie. Les cellules de notre corps sont pleines d'eau. L'excellente capacité de l'eau à dissoudre tant de substances permet à nos cellules d'utiliser des nutriments, des minéraux et des produits chimiques précieux dans les processus biologiques.

Le "collage" de l'eau (de tension superficielle) joue un rôle dans la capacité de notre corps à transporter ces matériaux à travers nous-mêmes. Les glucides et les protéines que notre corps utilise comme nourriture sont métabolisés et transportés par l'eau dans la circulation sanguine. Non moins importante est la capacité de l'eau à transporter les déchets hors de notre corps.


Photosystème I

Les processus d'absorption de la lumière associés à la photosynthèse se déroulent dans de grands complexes protéiques appelés photosystèmes. Celui connu sous le nom de Photosystème I contient un dimère de chlorophylle avec un pic d'absorption à 700 nm connu sous le nom de P700.

Le photosystème I utilise un complexe d'antennes pour collecter l'énergie lumineuse pour la deuxième étape du transport d'électrons non cyclique. Il collecte les électrons énergétiques du processus de la première étape qui est alimenté par le photosystème II et utilise l'énergie lumineuse pour augmenter davantage l'énergie des électrons afin d'atteindre l'objectif final de fournir de l'énergie sous forme de coenzymes réduites au cycle de Calvin.

Le croquis ci-dessus décrit le cadre du photosystème I dans le processus de transport d'électrons qui fournit des ressources énergétiques pour le cycle de Calvin.

Le photosystème I est le complexe d'énergie lumineuse pour le processus de transport cyclique des électrons utilisé chez certains procaryotes photosynthétiques.

Le complexe protéique qui constitue le photosystème I contient onze polypeptides, dont six sont codés dans le noyau et cinq sont codés dans le chloroplaste. Le noyau du photosystème I contient environ 40 molécules de chlorophylle a, plusieurs molécules de bêta-carotène, des lipides, quatre manganèse, un fer, plusieurs calcium, plusieurs chlore, deux molécules de plastoquinone et deux molécules de phéophytine, une forme incolore de chlorophylle a .(Moore, et al.)


L'océan modélisé

Plutôt que de se blottir contre des bouteilles d'eau sur un bateau en plein hiver, Corinne Le Quéré se blottit devant un écran d'ordinateur dans son bureau de l'Université d'East Anglia. « J'ai une vie facile par rapport aux personnes qui font des observations », note-t-elle. "Je suis modéliste. Je reste dans mon bureau toute la journée.” D'un simple clic de souris, Le Quéré rassemble des observations du monde réel dans un programme informatique qui simule les processus océaniques. Le modèle aide les scientifiques à rassembler des mesures telles que les instantanés de l'océan de Feely à des endroits et à des moments spécifiques pour voir comment les processus individuels se réunissent pour créer les conditions qu'ils ont observées. En 2007, Le Quéré a annoncé que son modèle l'a aidée à découvrir la première preuve que l'activité humaine modifie le puits de carbone océanique.

Le Quéacuter et un certain nombre de collègues étudiaient un cycle météorologique naturel, l'onde circumpolaire antarctique, qui entoure l'Antarctique dans l'océan Austral. "Nous essayions de voir si nous pouvions détecter dans quelle direction le flux de dioxyde de carbone changeait lors du passage de l'onde circumpolaire", explique Le Quéacuteré. En d'autres termes, le phénomène a-t-il amené l'océan à absorber plus ou moins de dioxyde de carbone ? Contrairement à Feely et à d'autres océanographes d'observation qui tentaient de mesurer l'impact humain sur le cycle du carbone océanique depuis des décennies, Le Quéacuteré voulait simplement comprendre comment les processus naturels pouvaient changer la façon dont l'océan Austral prélève le carbone de l'atmosphère.

Le problème, a découvert Le Quéacuter et eacute, était qu'il n'y avait pas assez de données océaniques pour simuler les changements dans l'océan à mesure que l'onde circumpolaire antarctique changeait. "Il n'y a pas beaucoup de données dans l'océan Austral parce que les gens ne veulent pas y aller en hiver. Il y a trop de vent. Mais vous avez besoin de données hivernales pour obtenir des changements dans le puits de carbone », explique Le Quéré. "Je peux me plaindre qu'il n'y a pas de données en hiver, mais il n'y a aucune chance que j'y aille moi-même", ajoute-t-elle en riant. Au lieu de cela, Le Quéré a déduit les niveaux de dioxyde de carbone dans les océans sur la base de mesures atmosphériques.

Dispersées dans l'hémisphère sud, un certain nombre de stations météorologiques isolées suivent les concentrations de dioxyde de carbone dans l'atmosphère. Beaucoup sont automatisés, dit Le Quéacute, mais dans certains cas, des échantillonneurs robustes sortent à la même heure chaque jour pour pomper un échantillon d'atmosphère dans un flacon, dont la plupart sont expédiés à la National Oceanic and Atmospheric Administration’s Earth System Research Laboratoire à Boulder, Colorado. Pour Le Quéré, les stations les plus éloignées dans des endroits comme le pôle Sud, la station Palmer à la pointe de la péninsule Antarctique, l'île d'Amsterdam dans le sud de l'océan Indien et l'île de l'Ascension dans l'Atlantique Sud ont fourni des mesures clés.

Corinne Le Quéré étudie le cycle du carbone grâce à des simulations informatiques intégrant des observations directes. (Photographie & copie2008 Sheila Davies, Université d'East Anglia.)

Dans ces endroits reculés, c'est l'océan qui modifie le plus les niveaux de dioxyde de carbone dans l'atmosphère. Les plantes dont les cycles saisonniers dominent les concentrations atmosphériques de dioxyde de carbone dans d'autres parties du monde n'existent tout simplement pas dans de tels endroits. « S'il y a un endroit dans le monde où vous pouvez [mesurer les changements dans le puits de carbone océanique avec des mesures atmosphériques], c'est bien au-dessus de l'océan Austral », explique Le Quéacuteré. “C'est l'endroit où l'air est le moins contaminé, pour ainsi dire.”

Lorsque Le Quéacuter a branché des mesures atmosphériques de l'océan Austral entre 1981 et 2004 dans son modèle, elle a été surprise par le résultat, quelque chose de bien plus intéressant que l'onde circumpolaire antarctique. “Le puits de carbone de l'océan Austral n'a pas du tout changé en 25 ans. C'est inattendu, car le dioxyde de carbone augmente si rapidement dans l'atmosphère que l'on s'attendrait à ce que le puits augmente également », explique Le Quéacuteré. Mais ce n'était pas le cas. Au lieu de cela, l'océan Austral est resté stable, tandis que les concentrations de dioxyde de carbone dans l'atmosphère ont augmenté. Pourquoi?

Des mesures continues de l'atmosphère sont obtenues dans des observatoires froids et éloignés sur les rives de l'océan Austral, comme la station Palmer sur la péninsule Antarctique. Ces données atmosphériques complètent les mesures directes des eaux océaniques réalisées lors des campagnes de recherche. (Photographie avec l'aimable autorisation de Jeffrey Kietzmann, National Science Foundation.)

Le Quéré s'attend à une augmentation constante de la quantité de dioxyde de carbone absorbée par l'océan Austral entre 1981 et 2004 (ligne bleue). Instead, weather station measurements (red line) suggested year-to-year variability, but no long-term increase over time. (Graph by Corrine Le Quéré, University of East Anglia.)


Future research

This article highlights our current views about the mechanisms of salt and water absorption in healthy and inflamed human colon. Colonic electrolyte transport processes and their regulation remain an active research area. Studies are usually performed in laboratory animals, but species dependent as well as segment dependent differences in basal transport processes mean that much of the data cannot be extrapolated readily to the human colon. In addition to the above-mentioned in vivo and in vitro techniques, the application of molecular biological techniques to colonoscopic biopsy material means that we are poised to make considerable progress in understanding human colonic Na + (as well as other electrolyte) transport processes at the intact epithelial, cellular, and molecular levels. Some areas ripe for study have already been mentioned. At present we know little about the role of dysfunctional Na + transport in the pathogenesis of diarrhoea in ulcerative colitis. We therefore need to map the distribution of apical Na + channel subunits, Na + –H + exchange isoforms and basolateral Na + ,K + -ATPase (at the levels of both transport proteins and their corresponding mRNAs) along the surface cell–crypt cell axis in different regions of the human colon, and determine the effects of mucosal inflammation. Although right hemicolectomy removes the main site of SCFA production and the most efficient region for Na + absorption, the implications for colonic Na + salvage remain unclear. Determining the effects of mineralocorticoid and glucocorticoid hormones on the distribution of colonic Na + transport proteins will improve our understanding about the changes in Na + transport that occur during Na + deprivation, following segmental resection, and during corticosteroid treatment of patients with inflammatory bowel disease.


Voir la vidéo: Location of the water absorption zone. Experimental scientific approach (Janvier 2022).