Des nutriments ou constituants de l'organisme humain. 

Dans le cadre des Sciences physiques et de la chimie, de nombreux phénomènes naturels sont décrits à l'aide de LOIS (pour mieux comprendre ce qu'est une loi en physique ou chimie voir →Les LOIS physiques). La chimie décrit de nombreux phénomènes du vivant (biochimie) : importance de l'eau, du dioxygène, du carbone (le carbone, de symbole C, forme notamment de longues chaînes et des cycles qui sont fréquents dans les organismes vivants), de l'azote et du phosphore, existence de nombreuses structures microscopiques constituées uniquement de quelques éléments chimiques différents, ...

Dans cette page nous donnons quelques exemples de molécules de la vie ou de l'organisme humain avec les éléments chimiques constituant ces molécules et des aspects de leurs structures géométriques. Les représentations de chimie données ci-dessous (à droite) sont appelées représentations de Lewis (elles utilisent des lettres, chaque lettre symbolise un élément chimique) ou dérivent de représentations de Lewis, plus rarement on utilise des modèles compacts (boules colorées).

L'eau est fondamentale pour la vie et l'organisme humain, notamment l'eau permet de nombreux échanges intérieurs et extérieurs au corps, le pourcentage d’eau en masse dans le corps humain est d’environ 60 % et dépend notamment de l’âge et du sexe, enfin certains organes comme les poumons, les muscles et le cerveau contiennent plus de 75 % d’eau, de même pour le sang. L'hydratation correcte est importante pour la vitalité et le bien-être. La formule chimique de l'eau est H2O, l'eau contient donc de l'hydrogène (symbole H) le plus ancien élément chimique de l'univers. 

Le dioxygène qui est un des constituant principaux de l'air est aussi fondamental pour l'organisme humain notamment pour la respiration des cellules qui fournit de l'énergie à chaque cellule. La formule chimique du dioxygène est O2 (ou encore O=Oon l'appelle parfois "oxygène" dans le langage courant mais il est formé de deux atomes d'oxygène liés par une double liaison symbolisée par les deux traits parallèles = entre les oxygènes).

 

L eau et le dioxygene

Les acides aminés sont des molécules importantes du vivant (on dénombre environ 20 acides aminés importants pour la vie), l'enchaînement d'un grand nombre d'acides aminés donne les protéines. Lors de la digestion humaine les protéines sont fragmentées en molécules plus petites notamment en acides aminés.

Un acide aminé important est la glycine, elle contient l'élément carbone (de symbole C) et l'élément azote (de symbole N). 

 

 
Molecule de glycine

Des acides aminés comme le tryptophane et la tyrosine sont importants dans l'organisme humain et son fonctionnement nerveux et hormonal. On observe dans ces molécules des cycles de cinq ou six éléments chimiques (l'azote N ou des carbones), dans le tryptophane on observe un cycle hexagonal à six carbones.

Molecule de tryptophane 1

Dans la tyrosine existe aussi un cycle hexagonal à six carbones, ce cycle est caractérisé par une bonne stabilité énergétique.

Note : un cycle hexagonal à six carbones avec alternance de doubles liaisons C=C et simples liaisons C-C (évoqué ci-dessus) mais lié uniquement à des hydrogènes H est une molécule appelée benzène dont la formule chimique est C6H6, cette molécule est toxique pour l'être humain, on la trouve notamment dans la fumée de cigarette.

 

 
Tyrosine

 

Les acides gras sont importants dans les organismes vivants, leur solubilité dans l'eau et leur structure caractérisée par une extrémité hydrophile et une extrémité lipophile (hydrophobe) conduit à la formation de structures telles les micelles et membranes bicouches, ces associations sont importantes pour comprendre le vivant notamment les membranes de cellules

Les acides gras oméga-3, sont des acides gras polyinsaturés (existence de plusieurs liaisons C=C dans la chaîne carbonée) importants pour la vitalité.

Le schéma ci-contre montre quelques exemples d'acides gras (les deux acides gras du dessus sont saturés car la chaîne carbonée ne contient que des liaisons C-C) et de structures qu'ils forment.

Acides gras

Le glucose (un sucre) : le glucose de formule chimique C6H12O6 est nécessaire au métabolisme de chaque cellule humaine (il se transforme en présence de dioxygène lors de la respiration cellulaire en donnant de l'énergie). Il existe plusieurs formes de glucose, notamment il existe une forme "linéaire" (aldéhyde) et une forme cyclique (la flèche rouge du schéma est relative au passage de la forme aldéhyde à la forme cyclique). Les schémas du D-Glucose et L-Glucose sont des représentations de Fischer qui permettent de connaître la géométrie de ces deux molécules (disposition dans l'espace des éléments chimiques) : ces deux molécules de glucose ne sont pas superposables (donc différentes) et images l'une de l'autre dans un miroir (voir chiralité et nomenclature R et S).

 

Le glucose

Dans les plantes de nombreuses cellules fabriquent du glucose lors de la photosynthèse en utilisant la lumière, l'eau et le dioxyde de carbone, avec production de dioxygène (O2) :

 6 H2O + 6 CO2 → C6H12O6 + 6O2.

 

Les vitamines sont importantes pour le métabolisme humain, des manques ou excès de vitamines dans l'organisme sont associés à des problèmes de vitalité affectant l'organisme. Exemples de vitamines :

 

 

La vitamine B3 (appelée niacine ou vitamine PP) : une carence  peut causer la pellagre accompagnée de troubles psychologiques. 

Vitamine b3

 

La vitamine C ou acide L-ascorbique : elle est importante pour le système immunitaire et la vitalité (voir carences et scorbut), veiller à des apports suffisants dans l’alimentation notamment en consommant assez de légumes et fruits frais.

 

 

Représentation 

de la vitamine C :

 

 

 

Vitamine c

La vitamine B9 ou acide folique (représentée par le schéma ci-contre, cette vitamine contient trois cycles) est nécessaire au fonctionnement du système nerveux humain. Une femme enceinte ne doit pas manquer de vitamine B9 car cette vitamine est nécessaire au développement normal du bébé qu'elle porte.

 

 

Vitamine b9