Chaque jour, notre corps demande de la nourriture et de l’eau parce qu’il a faim autant qu’il a soif. Simplement car nous en avons physiologiquement besoin. Nous ressentons très souvent le chaud et le froid en sortant dehors, et l’organisme s’y adapte. Le niveau d’énergie à notre disposition est variable au cours de la journée, et le corps humain oscille entre pics et chutes. L’ensemble de ces ressentis sont quotidiens chez chacun d’entre nous. Ils ne sont que des manifestations de notre physiologie.
En effet, notre corps – et notre organisme – maintiennent un tas de fonctionnalités en marche 24h/24 pour préserver la vie. Pour les comprendre et mieux répondre à nos besoins, il faut en revenir à l’échelle de base de la vie chez nous, êtres humains : les cellules. Tout le monde le sait, ce sont majoritairement des cellules qui composent notre corps. Plus de 40 milliards de cellules par individu est un minimum scientifiquement reconnu. En matière de biochimie, l’atome est l’entité chimique de base. Plusieurs atomes forment une molécule. Plusieurs molécules formant à leur tour une cellule.
Observons l’intérieur d’une cellule pour comprendre son rôle
Parmi ses composante – autrement appelés des « organites » – , certains sont connus de tous tels que le noyau, le cytoplasme, la membrane ou les mitochondries. N’oublions pas cependant les ribosomes, les lysosomes, l’appareil de Golgi, le réticulum endoplasmique, le cytosquelette, la nucléole, les centrosomes, les peroxysomes, les centrosomes et la vésicule. Connaître la liste n’a jusqu’alors pas grand intérêt. Les fonctions des composantes cellulaires sont en revanche bien plus concrètes et joignables à notre quotidien.
En effet, rappelons d’abord que les cellules du corps humain sont des organismes vivants – des eucaryotes. Comme tout organisme vivant, elles connaissent trois besoins fondamentaux : se nourrir, respirer, éliminer les déchets. Dès lors, les principales composantes et fonctionnalités d’une cellules sont dédiées à satisfaire ces besoins.
Dans un premier temps, observons ce schéma ci-dessous pour se donner une représentation concrète du sujet abordé : 
Source : Aquaportail.com
Ensuite, faisons un tour d’horizon des éléments les plus importants :
Les mitochondries
Dans notre alimentation, nous connaissons trois sources d’énergie : lipides, glucides et protéines. Lorsque nous mangeons des aliments qui en contiennent, l’organisme doit à présent convertir cette matière en énergie pour le corps. Les mitochondries se chargent de faire cela pour les lipides et les glucides. Pour ce faire, elles réalisent une oxydation du sucre et des lipides (graisses), ce qui produit des réactions chimiques en cascade menant à une libération de chaleur : l’énergie. Le processus global permettant cette production d’énergie s’appelle la respiration cellulaire. L’ énergie libérée est nommée ATP, désignant l’adénosine triphosphate. Tous nos organes et systèmes du corps (digestif, respiratoire, vasculaire, lymphatique, etc…) fonctionnent en utilisant l’ATP convertie par les mitochondries. C’est là une part essentielle du travail anabolique (synthèse et réduction des nutriments) et catabolique (destruction par oxydation des nutriments) qui constitue notre métabolisme. Nous y reviendrons un peu plus tard.
Ribosomes et réticulum endoplasmique
Avez-vous remarqué que les mitochondries s’occupent seulement de 2 deux sources d’énergie ? Les lipides, et les glucides. QUID des protéines ? Ce sont les ribosomes et le réticulum endoplasmique, entre autre, qui se chargent de la synthèse des protéines. Bien qu’elles soient moins connues comme source d’énergie, les protéines sont essentielles au fonctionnement de tout notre organisme. Elles servent non seulement à la re-construction des tissus musculaires après sollicitation de ces derniers (ex : après une séance de musculation). Mais bien plus que cela. Les protéines composent nos muscles, nos cellules et même les os. Elles sont aussi au coeur de la production d’enzymes digestives. Ces molécules qui permettent les réactions chimiques lors de la digestion, pour réduire et décomposer les aliments. Les protéines jouent aussi un rôle majeur dans la production de différentes hormones. Enfin, elles permettent les échanges de nutriments entre les différentes cellules. Une bonne décomposition des protéines apparaît dès lors essentielle pour nous. À cet égard, ce sont donc les ribosomes et le réticulum endoplasmique qui réalisent la synthèse des protéines, c’est à dire leur réduction menant à leur destruction.
L’appareil de Golgi
Cet autre organite poursuit le travail des ribosomes et du réticulum endoplasmique quant aux protéines. Lui s’occupe de l’étape suivante : la maturation des protéines. Maturer signifie ici diverses réactions chimiques qui font suite à la réduction et la destruction des protéines décrites précédemment. La finalité est de rassembler l’énergie convertie par les ribosomes et le réticulum endoplasmique pour la rendre fonctionnelle pour l’organisme. Ainsi, la maturation des protéines opérée par l’appareil de Golgi est l’ultime étape avant leur « mise en circulation » dans le corps. Une fois opérationnelles, les molécules de protéine rempliront leurs multiples rôles décrits ci-dessus.
Les lysosomes
Parce que notre corps est une machine extraordinaire tant à l’échelle globale qu’à l’échelle locale, on ne pouvait prévoir une synthèse et une maturation des protéines sans envisager leur futur transport. Les lysosomes sont l’organite de la cellule en charge de cette mission : le transport des protéines. Une fois détruites, et chimiquement recomposées, les protéines sont prêtes à l’emploi. Les lysosomes transportent ces protéines vers différents compartiments de la cellule pour la reconstituer. On le rappelle, les cellules sont composées en partie de protéines. Les processus de recomposition cellulaire sont permanents dans le cycle de vie de la cellule. À cet égard, les protéines sont au coeur. Autrement, les lysosomes transportent les protéines vers l’extérieur de la cellule, au travers les pores cellulaires1. Ils dirigent ces molécules vers l’ensemble des organes sollicitants : tissus musculaires, système hormonal et bien d’autres.
Les peroxysomes
Vous l’avez désormais compris, les cellules du corps ont pour rôle majeur la production d’énergie (ATP) à destination de nos tissus, muscles, organes et systèmes. De la même manière que le feu, la production d’énergie intra-cellulaire génère des déchets. Ces déchets sont constitués de tout ce que la cellule n’a pas conservé des aliments que nous lui donnons. Ils ont également participé à l’oxydation (pour les lipides et les glucides) mais n’ont pas été convertis en énergie. De la même manière que l’on nettoie la braise de la cheminée pour ne pas l’encrasser, il est temps d’éliminer les substances toxiques du corps pour ne pas surcharger la cellule. Aussi simple que cela. Dans ce rôle, les peroxysomes sont les acteurs majeurs. Ils produisent des réactions d’oxydation, pour ainsi brûler les déchets. Pour poursuivre l’analogie, ce processus est bien identique au fait de brûler un tas de papiers pour le réduire au maximum. Qu’il s’agisse des déchets de notre corps ou du quotidien (plastique, braise), ils ne sont qu’encombrement et finissent par devenir toxiques. Retenons une distinction à opérer dans ce processus d’élimination des déchets cellulaires. Tel qu’indiqué quelques lignes auparavant, les peroxysomes détruisent les déchets en produisant une réaction chimique d’oxydation. À la différence des mitochondries (lipides, glucides) ou des ribosomes (protéines), cette oxydation ici produite ne génère pas d’énergie. Cela tombe bien, leur rôle est d’éliminer, pas de produire.
En résumé, la cellule abrite des habitants aux compétences variées. Ce ne sont pas les noms de ces habitants – les organites – qu’il faut retenir. Intéressez-vous bien plus à leurs rôles et compétences. Dès lors, les liens avec notre quotidien – l’alimentation notamment – deviennent évidents.
La cellule est le lieu de production de notre énergie : focus sur le métabolisme
Brièvement évoquée en amont, le métabolisme semble connu de tous. J’apporterai toutefois une nuance ; le métabolisme est connu de tous, mais mal compris de beaucoup. De fait, attardons-nous dessus pour mieux comprendre la cellule et nos besoins qui en résultent. Pour débuter prudemment, nous pourrions définir le métabolisme comme le grand processus qui chapeaute la production d’énergie au sein de l’organisme. L’essentiel vient après. Le métabolisme se compose de deux étapes successives et interdépendantes : l’anabolisme et le catabolisme. L’anabolisme désigne le lot de réactions chimiques qui interviennent pour décomposer les nutriments issus de la nourriture. Il s’agit là d’une réduction de la matière, dont la réalisation est consommatrice d’énergie. Un exemple des plus parlants sera celui du processus appelé glycogénogenèse : la transformation du glucose en glycogène, en trois étapes de réactions chimiques. Le glycogène viendra ensuite alimenter le foie et les muscles comme source principale d’énergie.
Le catabolisme désigne la dégradation et la décomposition des molécules d’énergie contenues dans les molécules issues de l’anabolisme. Cette étape procède par oxydation, et est génératrice d’énergie. C’est donc cette étape qui va dégager l’énergie que nous utilisons au quotidien.
Tout cela n’est qu’une reformulation des fonctionnalités majeures de la cellule – mitochondries, ribosomes, peroxysomes, lysosomes, appareil de Golgi – dont nous avons déjà parlé. Voilà, en substance, en quoi la cellule est le siège du métabolisme. Lorsque l’être humain mange, c’est d’abord et avant tout pour nourrir ses cellules. Nous sommes composés exclusivement de cet organisme vivant, à plus de 40 milliards. Dès lors, les besoins physiologiques de l’être humain ne sont que le prolongement des besoins de la cellule : manger, respirer, éliminer les déchet. Voilà à quoi pourrait se résumer le Vivant.
Les perspectives d’ouverture sont dès lors infinies. Ne pas se nourrir d’un type de nutriment n’affectera pas votre cerveau en premier, mais bien vos cellules. Manger des quantités trop importantes n’affectera pas votre poids en premier, mais vos cellules. À cet égard, c’est en mangeant en excès, à trop haute fréquence et sans dépense physique associée que l’on en vient à surcharger les cellules. Celles-ci reçoivent trop de matière à convertir en énergie. Le processus métabolique – que vous maîtrisez désormais – devient plus coûteux en énergie interne. Provoquant ainsi une fatigue générale de l’organisme. En définitive, le corps finit par contenir trop d’énergie face à trop peu de dépenses. Il n’y peut rien, c’est le cerveau qui impulse la plupart des dépenses physiques (sport, marche, mouvement quotidien). Ce qui en ressort de tangible : prise de poids, diabète, maladies cardiaques, allergies, carences et bien d’autres. Dans chacun de ces cas, retenez que ce sont les cellules qui sont les premières victimes. Elles ne font que le répercuter à la mesure de l’impact subi. Les dégâts sont à la hauteur de l’importance de la cellule au sein de l’organisme.
Les conditions de préservation de la vie cellulaire
Le Vivant a ses aspects extraordinaires, mais aussi ses limites. La cellule, caractérisant le Vivant à l’échelle humaine, ne fait pas exception à cela. Pour être maintenue en vie, une cellule doit évoluer dans un milieu stable, réunissant des conditions sine qua non. Décrit comme le “milieu intérieur” par le scientifique français Claude Bernard, le milieu de vie de la cellule est exigeant. Son équilibre doit être permanent. Les piliers d’un tel équilibre sont notamment la température, le pH (potentiel hydrogène), et la proportion en eau et sels minéraux.
Le maintien d’une température constante
Aussi évident que cela puisse paraître, la température du corps se maintient autour de 37°C, quelques soient les conditions extérieures. Cela ne répond que d’un besoin physiologique : la survie des cellules dans leur milieu intérieur. C’est ainsi, les cellules de l’organisme connaissent et entretiennent la vie proche de 37°C.
Cependant, des dizaines de facteurs internes et externes peuvent être à l’origine de variations thermiques. Le froid ambiant, l’activité physique, la digestion sont de bons exemples. Pour ce faire, nous disposons de mécanismes parfaitement ajustés pour réguler la différence entre la température extérieure au milieu cellulaire, et ce dernier. En les comprenant, on ouvre les yeux sur bons nombres de phénomènes physiologiques observables au quotidien. Dès lors, leur raison d’être deviendra évidente pour vous. D’abord, les réactions chimiques produites dans le corps sont nombreuses ; pour la digestion, le métabolisme déjà évoqué, la production d’énergie et l’élimination des déchets. Mais aussi les réactions liées à l’activité physique et l’usage de l’énergie stockée par les muscles et organes impliqués. Notre machine fonctionne en permanence. À la manière d’un gigantesque moteur, nous produisons de la chaleur intérieurement. Bien que non-mesurable, cette chaleur dépasse globalement les 37°C du milieu intérieur. Dès lors, une régulation s’impose.
Pour ce faire, l’hypothalamus joue un rôle majeur. L’hypothalamus est une région située au centre du cerveau, au dessus du tronc cérébral et relié notamment à l’hypophyse. Observez le schéma pour vous représenter :
Source : Aquaportail.com
Cette région du cerveau dispose de récepteurs thermiques partout dans le corps pour capter l’information, et ajuster le cas échéant. La priorité absolue de l’hypothalamus est de créer un équilibre maintenant le milieu cellulaire à 37°C. Ainsi, toute température extra-cellulaire – provenant de l’intérieur et de l’extérieur du corps – très éloignée des 37°C est une menace à contrebalancer. Pour ce faire, l’hypothalamus met en marche de nombreux mécanismes régulatoires. Pour ce qui est des variations extérieures, l’hypothalamus va réagir à une chaleur importante en commandant l’ouverture des pores de la peau, et l’accélération de la circulation sanguine. Par extension, notre rythme cardiaque augmente. Et ce, car la chaleur circule par le sang. Ainsi, le phénomène de sudation se produit et de l’eau est libérée par les pores de la peau. Nous connaissons davantage cela à travers la transpiration.
À l’inverse, un froid saisissant fera intervenir l’hypothalamus d’une manière toute autre. Il va notamment ralentir la circulation du sang pour préserver la chaleur interne. En parallèle, il déclenche des contractions musculaires à répétitions – les frissons – pour forcer le corps à produire de la chaleur (par activation musculaire).
En somme, l’hypothalamus agit sur tous les plans – externe et interne – pour percevoir les informations thermiques et réguler la thermogenèse du corps.
Ainsi, des ressentis qui nous apparaissent quasi quotidiens n’interviennent pas sans raison. Ils ne sont qu’une manifestation de la vie à l’échelle cellulaire. Rappelons que l’être humain est composé exclusivement de cellules. Dès lors, toute notre physiologie est conçue pour préserver la vie au sein du milieu cellulaire. Dans le spectre du Vivant, rien n’intervient au hasard.
La préservation de l’équilibre acido-basique : un pH à 7,4
Pour s’intéresser à cet aspect, il est utile de se tourner vers la biochimie. Non pour effrayer le lecteur avec cette discipline complexe, mais pour revenir à l’essentiel de ce qui nous compose. Le pH désigne le potentiel hydrogène d’une solution mesurée. Cela permet de déterminer si un milieu est acide, neutre ou basique. Son échelle va de 0 à 14. Tout ce qui se situe en deçà de 7 est qualifié d’acide. Une solution mesurée à 7 est neutre. Au delà, on parle d’un milieu basique (>7-14). La mesure du potentiel hydrogène traduit la concentration en ions H+ : les ions hydrogènes.
Nos cellules évoluent dans leur milieu intérieur qui affiche un potentiel hydrogène (pH) bien spécifique, à savoir 7,4. Un pH supérieur à 7,8 ou inférieur à 7 ne permet pas de maintenir les cellules en vie. Autrement dit, le maintien de cette concentration en ions H+ est une condition sine qua non de la vie. Seulement voilà, bon nombre de facteurs peuvent venir perturber cet équilibre acido-basique du milieu cellulaire, et influer sur l’acidité dans l’organisme . L’alimentation, le fonctionnement des reins, l’activité physique, le métabolisme, la respiration sont les principaux facteurs de variabilité. Globalement, toute intéraction avec l’extérieur ou utilisation de « substances extra-corporelle » (eau, nourriture, air) rend le milieu cellulaire très acide. Face à cela, l’organisme recèle de nombreux mécanismes pour maintenir cet équilibre vital.
Parlons ici de systèmes tampons. Ils portent plutôt bien leur nom en ce qu’ils vont venir tamponner la variation d’acides par compensation permanente. En la matière, les reins sont très importants. Ils agissent comme le système tampon principal. Lorsque notre alimentation ou ce que l’on boit dérègle l’acidité, les reins vont initier un couplage chimique : il va associer un ion H+ avec un ion bicarbonate2 (HCO3) présent dans le corps ce qui va former un liquide semblable à l’eau. C’est l’urine. Ainsi, le rein élimine l’acidité présente en excès par l’urine, dont la couleur en dit long sur le niveau d’aciditié éliminé. Chacun peut le remarquer au quotidien, ce processus est permanent car nous urinons plusieurs fois par jour. Et plus nos consommations de liquide et nourriture sont importantes, plus ce processus est observable. Une part du couplage chimique – ions H+ et ion bicarbonate – est aussi éliminé via la voie respiratoire. Pour cette raison, nous éliminons du gaz carbonique au moment de l’expiration.
Ces systèmes tampons largement commandés par les reins se mettent en marche selon deux phases : diurne et nocturne. Plus concrètement, le jour et la nuit. La phase diurne correspond à la journée, soit la période où l’on se nourrit et l’on boit. S’ensuit le processus d’assimilation des nutriments par le système digestif, le foie et la mise à contribution de la circulation sanguine et lymphatique. Durant cette phase, l’organisme s’est concentré à assimiler et à stocker la nourriture.
Lors de la phase nocturne, l’organisme procède donc à l’élimination des déchets résultant de la phase 1. À ce stade, ce sont les reins qui éliminent les déchets métaboliques. Cet organe va veiller à réduire l’acidité en traitant tous les déchets acides dans le corps. Ces déchets circulent par le sang et proviennent notamment des tissus des organes, musculaires et de la peau . Ainsi, les reins filtrent d’importantes quantités de sang (environ 190 litres / jour) pour éliminer les déchets acides. Le résultat final de ce formidable processus est le même : l’urine.
Au réveil, les reins auront produit un long travail de nettoyage et de régulation de l’acidité. On peut aisément le constater avec la couleur particulièrement jaunâtre de l’urine, qui contient les résidus acides de la phase 1 d’assimilation de la veille. À cet égard, précisons qu’un repas pris tard le soir perturbera et retardera le travail du rein pendant la nuit. Cela a de nombreux impacts. Mais retenons notamment que la qualité du sommeil sera plus ou moins affectée, dès lors que le fonctionnement de cet organe n’est pas rendu optimal en raison du timing de la prise alimentaire.
En définitive, la préservation de l’équilibre acido-basique du milieu cellulaire engendre des mécanismes permanents. Simplement parce qu’un excès d’acidité provoquerait la mort cellulaire, et donc notre propre mort. Dès lors que l’on connait les « conditions » de vie de nos cellules, nous ouvrons les yeux sur le fonctionnement et les besoins du corps.
L’équilibre en eau et sels minéraux
Un autre point d’équilibre m’apparaît importante à partager, en ce qu’il est tout aussi essentiel au bon fonctionnement de l’organisme à l’échelle cellulaire. Il s’agit de la régulation de la proportion d’eau et de sels minéraux dans le corps. Qui plus est, ses implications sont véritablement tangibles pour chacun d’entre nous.
Nos cellules sont composées majoritairement d’eau, à près de 70%. Là encore, le maintien d’un équilibre et de cette proportion est une condition de la vie des cellules. Il en va de même pour les sels et minéraux, qui eux sont d’ailleurs présents dans l’eau. Les problèmes les plus souvent enregistrés par notre physiologie sont de deux ordres : une concentration excessive en sels, ou une perte trop importante en eau. Cela provient de nos habitudes. La tendance moderne à consommer une nourriture très salée, soit parce que transformée, soit par un ajout de sels en quantité trop importante. Une perte en eau intervient souvent en cas de déshydratation. Forte chaleur, effort intense et manque d’hydratation y conduisent fréquemment. Mais lorsque tout cela arrive, ce sont nos cellules qui sont impactées en premier.
Pour contrecarrer ces risques, le corps dispose de processus régulatoires. L’hypothalamus, déjà mentionné dans cet article, a parmi ses nombreuses fonctions celle de réguler la soif. Grâce à ses différents récepteurs dans le corps, il capte les informations relatives à la présence ou au manque d’eau pour l’organisme. De sorte qu’il va déclencher une sensation de soif plus ou moins accrue, pour nous signifier un manque d’eau dans le corps. Et par extension, un risque vital majeur pour nos cellules. À une étape plus avancée de déshydratation, l’hypothalamus va commander des processus d’urgence qui vont économiser un maximum d’eau dans le corps. Cela passe de la réduction de la transpiration, au ralentissement de la production d’urine par les reins. Dans des cas extrêmes, l’estomac peut être « pressé » pour en extraire toute l’eau présente. Si vous avez déjà connu une déshydratation sévère, c’est notamment pour cela notamment qu’il est quasiment impossible de réussir à ingérer un quelconque aliment pendant cette phase. L’estomac n’en veut pas, il n’est pas disponible. Et le corps a un autre problème à gérer qu’une digestion. Ainsi, il rejette la nourriture. par des vomissements.
Précisons que la perte en eau semblable à une déshydratation induit souvent une perte associée en sel. Puisque les minéraux nécessaires à l’organisme sont présents dans l’eau que l’on boit. Le plus souvent, c’est une perte en chlorure de sodium (NaCI) qui est subie par le corps, et dont l’impact est significatif. Pour ce cas, c’est la glande corticosurrénale, anatomiquement située sur le « chapeau » du rein, qui agit. Voyez où elle se trouve grâce au schéma ci-dessous :
Source : Associationsurrénales.com
La glande corticosurrénale va réagir à une perte en minéraux en produisant l’hormone d’aldostérone. Cette hormone va commander une réabsorption d’eau par les reins. Autrement dit, les reins vont procéder à un nouveau filtrage de l’eau déjà filtrée. Le but est de filtrer un maximum de chlorure de sodium – les minéraux déficitaires – présents dans l’eau. Et ce, pour pallier la perte en minéraux identifiée. Au terme de ce processus physiologique, la concentration en sodium revient à un niveau convenable pour l’équilibre du milieu cellulaire. De cette manière, l’équilibre en eau et en sels minéraux nécessaire à la vie cellulaire peut être préservé, dès lors que nos comportements le mettent en péril.
Comprendre nos cellules est une clef de lecture fondamentale du Vivant
Ainsi, l’étude de la physiologie nous prouve une nouvelle fois à quel point le corps est une machine parfaite. Revenir à la base du Vivant est une étape fondamentale pour appréhender nos besoins quotidiens et les éventuels dérèglements qui surviennent. Dans les choix de santé et d’hygiène de chacun, il est nécessaire de garder à l’esprit pourquoi nous agissons de la sorte. Pourquoi manger ? Pourquoi boire ? Pourquoi respirer ? Pourquoi aller aux toilettes ? Parce que le Vivant, c’est seulement trois éléments : manger, respirer, éliminer les déchets. Chaque organe, tissu, système du corps humain ne fonctionne que dans ces trois perspectives. L’étude de nos cellules l’illustre parfaitement. Elles nous composent à plus de 40 milliards par individu, et renferment la vie. Comprendre leurs besoins, leurs conditions de vie et leurs limites, c’est ni plus, ni moins comprendre pourquoi nous faisons ce que nous faisons – manger, respirer, éliminer – chaque jour. C’est concevoir notre physiologie toute entière comme un système dédié au maintien de la vie des cellules. Parce que de leur maintien en vie dépend simplement notre vie.
Comprendre ce qui nous maintient en vie est une grand pas vers la connaissance de soi.
- Les pores cellulaires constituent les « portails » d’accès entre l’intérieur et l’extérieur de la cellule. Ils sont un élément essentiel pour l’échange de nutriments au sein du milieu intérieur (entre le noyau et le cytoplasme), et entre les cellules et vers l’extérieur. ↩︎
- Un ion bicarbonate affiche l’écriture chimique suivante : HCO3. En détail, cela signifie qu’il se compose d’un atome d’hydrogène (H), un atome de carbone (C) et trois atomes d’oxygène (O3) ↩︎
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