Biologie humaine : de la cellule aux systèmes

1. Les niveaux d'organisation biologique

Les éléments chimiques et les atomes : ils composent les organismes vivants.

Les molécules : ce sont les composants à partir desquels les cellules peuvent construire leurs propres structures pour atteindre la cellule par le sang.

Les cellules : l'unité de base des êtres vivants. Les cellules se nourrissent, éliminent les déchets, interagissent avec d'autres cellules et se reproduisent.

Le tissu : ensemble de cellules qui se spécialisent et se combinent pour assurer une fonction particulière.

Les organes : ils sont composés de différents tissus et possèdent une fonction spécifique.

Les appareils : association d'organes qui travaillent ensemble pour exécuter une fonction spécifique.

L'homéostasie : l'ensemble des mécanismes visant à coordonner le fonctionnement des équipements, des systèmes et des organes.

2. Les conditions nécessaires au maintien de la vie

Pour l'entretien de la vie, il est nécessaire d'avoir :

• Les éléments nutritifs
• L'oxygène
• L'eau
• Le maintien d'un environnement interne constant, en signalant les changements environnementaux.
• Que tous les dispositifs coopèrent pour répondre aux changements qui se produisent à chaque instant.

3. La structure de la cellule

• La membrane plasmique.
• Le cytoplasme.
• Le noyau (Core).

Le métabolisme cellulaire est l'ensemble des réactions biochimiques se produisant dans la cellule.

4. Le noyau et le fonctionnement cellulaire

Il s'agit d'une partie de la cellule qui contient les informations nécessaires pour le fonctionnement et la reproduction cellulaire.

b) L'information génétique est celle qui détient les clés de la fabrication des protéines pour le corps.

5. L'ADN : Chromatine et chromosomes

L'ADN se trouve sous deux formes : la chromatine et les chromosomes.

a) La chromatine : l'état de repos dans lequel se trouve la cellule.

b) Les chromosomes : l'état d'avancement trouvé dans la cellule. Nous avons 46 chromosomes chez l'homme : 44 sont des autosomes et 2 sont des chromosomes sexuels. Les autosomes donnent les caractéristiques humaines et les chromosomes sexuels sont utilisés pour la reproduction humaine. Les ovules et les spermatozoïdes ont 23 chromosomes qui s'ajoutent pour atteindre 46 chez un être humain.

6. Les organites cellulaires et leurs fonctions

a) Réticulum endoplasmique : stocke et transporte les protéines vers l'appareil de Golgi.

b) Les ribosomes : produisent des protéines à partir de l'information génétique du noyau.

c) Le centriole : permet le mouvement des organites dans le cytoplasme pendant la division cellulaire, ainsi que la forme et l'élasticité de la cellule.

d) Les lysosomes : ils agissent comme le système digestif de la cellule et contiennent des enzymes.

e) L'appareil de Golgi : modifie et transporte les lipides et les protéines du réticulum endoplasmique vers l'extérieur de la cellule.

f) Le noyau : dirige l'activité cellulaire par l'information génétique.

g) Le cytoplasme : c'est l'endroit où se déroule la majeure partie de l'activité cellulaire et où se trouvent de nombreux organites.

h) Les mitochondries : elles produisent l'énergie nécessaire à la cellule à partir du glucose.

i) La membrane plasmique : définit la cellule et la surface de contact avec l'extérieur.

j) Les chloroplastes : exercent la fonction de photosynthèse.

k) La vacuole : stocke des substances.

l) La paroi cellulaire : assure la sécurité et l'échange de substances.

7. Le tissu épithélial

a) Ils sont responsables des fonctions de protection, d'absorption, de sécrétion, de filtration et d'excrétion. Leurs caractéristiques sont : des cellules rapprochées, peu de substance intercellulaire, une face libre et une face opposée à une membrane basale qui lie les cellules épithéliales au tissu conjonctif sous-jacent.

b) Couverture : couvre tout le corps (épiderme), tapisse la cavité interne (œsophage) et les conduits des vaisseaux sanguins. Ils peuvent être simples ou stratifiés ; ces derniers sont plus résistants et destinés à protéger.

Glandulaire : forme les glandes. Elles peuvent être endocrines (insuline), exocrines (tube digestif et salive) ou mixtes.

8. Le tissu conjonctif

Il maintient la structure du corps, rejoint les autres tissus et protège les organes internes. Il se compose de fibroblastes et d'une matrice extracellulaire.

b) Lâche (Lax) : entoure et protège les organes et forme la couche sous-cutanée de la peau (tissu adipeux).

• Dense : il est résistant en raison des fibres de collagène. Il forme les tendons, les ligaments et la couche la plus profonde de la peau.
• Cartilage : composé d'une matrice gélatineuse, de fibres de collagène et de fibres élastiques. Il constitue le squelette de l'embryon, l'oreille, le nez et les disques intervertébraux.
• L'os : c'est une matrice très dure imprégnée de sels minéraux qui donnent la rigidité. Il forme l'os.
• Le sang : formé par une matrice liquide (plasma) et des cellules sanguines mobiles.

9. Le tissu nerveux

Il est composé de neurones et de cellules gliales.

b) Le neurone : l'unité fonctionnelle du système nerveux. Sa fonction est de recevoir et de conduire l'information. Tous ont une structure similaire composée de :

• Le corps cellulaire : contient le noyau et le cytoplasme.
• Les dendrites et les axones : les dendrites sont nombreuses, courtes et ramifiées, tandis que l'axone est unique.

c) Les cellules gliales : remplissent des fonctions similaires aux tissus de soutien et fournissent un support aux neurones.

• Les astrocytes : adhèrent aux vaisseaux sanguins et apportent les nutriments nécessaires aux neurones.
• La microglie : a une fonction de protection et de défense des neurones contre les substances nocives ou les agents infectieux.
• La cellule de Schwann : se trouve dans le système nerveux périphérique. Elle isole un neurone des autres par une gaine de myéline entourant les axones.

10. Le tissu musculaire

Le muscle est un tissu qui peut changer de forme et de longueur afin de produire le mouvement. Il représente la moitié de la masse corporelle. Les tissus musculaires sont composés de cellules allongées appelées fibres musculaires, capables de se contracter sous l'impulsion du système nerveux.

b) Strié : ce sont les fibres musculaires rouges situées sous la peau. Il forme les muscles squelettiques attachés aux os par des tendons. Les fibres sont des cellules cylindriques et plurinucléées, regroupées en faisceaux entourés de tissu conjonctif. La contraction est volontaire et responsable des mouvements et du maintien de la posture.

• Lisse : il se compose de fibres musculaires lisses de couleur rose pâle. Il forme les parois des organes creux comme l'estomac. La contraction est involontaire et permet la circulation des substances, régule le calibre des artères et permet la dilatation des muscles lors du travail.
• Cardiaque : se compose de fibres musculaires ramifiées rouges. Il forme les parois du cœur. Il se contracte automatiquement en cadence, sans fatigue, et permet la propulsion du sang dans les vaisseaux sanguins.

11. Les fonctions et systèmes de l'organisme

• Nutrition : systèmes respiratoire, digestif, circulatoire et excréteur.
• Reproduction : le système reproducteur.
• Valeur (Relation) : systèmes osseux, musculaire, nerveux, tégumentaire, endocrinien et immunitaire.
• Respiratoire : assure l'arrivée continue d'oxygène et l'expulsion du dioxyde de carbone hors du corps.
• Appareil digestif et excréteur : ingère et transforme la nourriture en éléments nutritifs qui pénètrent dans le sang, puis élimine les déchets.
• Circulatoire : transporte le sang dans tout l'organisme via les vaisseaux sanguins.
• Reproducteur : produit des gamètes qui, après la fécondation, produisent un nouvel individu.
• Nerveux : contrôle et coordonne l'organisme.
• Squelettique : forme le squelette qui assure la protection des organes internes et l'appui du système musculaire.
• Musculaire : responsable du mouvement, de la posture et de son maintien.
• Endocrinien : responsable de la régulation du métabolisme, de la croissance, de la reproduction et de nombreuses fonctions vitales.