Le bp brevet Professionnel de Préparateur en Pharmacie








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CHOLESTEROL
Il peut être élaboré par tous les tissus mais le foie et les glandes endocrines sécrétrices d'hormones stéroïdes le synthétisent plus activement.
Il n'existe pas d'organe de stockage de cette molécule si bien que toute synthèse excessive ainsi qu'une mauvaise élimination sont dangereuses car génératrices de dépôts tissulaires provoquant des athéromes.
On le retrouve dans de nombreux aliments.
C'est le précurseur des hormones du sang : les HDL qui le transportent des tissus vers le foie et les LDL qui le transportent du foie aux tissus.
C'est un constituant des lipoprotéines membranaires.
 
ACIDES BILIAIRES
La bile est un milieu complexe renfermant des protéines, des acides gras estérifiés ou salifiés, des phospholipides, du cholestérol, des pigments (bilirubine et biliverdine) et en proportion importante des sels d'acides biliaires.
Ces acides biliaires sont des dérivés stéroliques formés à partir du cholestérol.
On y trouve l'acide cholique et l'acide chénodésoxycholique qui sont synthétisés par le foie. Leur rôle est de maintenir en solution des graisses et du cholestérol biliaire et l'émulsification des graisses est nécessaire soit à leur hydrolyse lipasique soit à leur absorption directe au niveau du duodénum. Ils facilitent la résorption du calcium au niveau de l'intestin ainsi que celle des vitamines liposolubles.
 
VITAMINE D
Elle contrôle le métabolisme phosphocalcique et sa carence va contribuer au développement du rachitisme.
Par ailleurs, l'hypervitaminose D provoque de la diarrhée, l'amaigrissement et un excès d'ossification.
 
4.METHODES DE PREPARATION ET D'ANALYSE DES LIPIDES
 
4.1.EXTRACTION
 
Elle se réalise sur de la matière déshydratée lyophilisée, réduite en fines particules à l'aide de plusieurs solvants comme l'acétone et l'éthanol qui ont une action dissolvante et avec le chloroforme et l'éther qui ont une action solvante.
On réalise ensuite une purification par dissolution extractive pour éliminer les composants non lipidiques comme les oses, les acides aminés et les minéraux.
 
4.2.FRACTIONNEMENT
 
4.2.1.PAR DIFFERENCE DE SOLUBILITE
 
Des lipides sont solubles dans l'éther et l'éthanol (c'est le cas de la lécithine), dans l'acétone (c'est le cas des glycérides, des stérides, des cérides, des acides gras et des stérols) et d'autres sont insolubles dans l'éther (c'est le cas des cérébrosides et des sphingomyélines).
 
4.2.2.PAR CHROMATOGRAPHIE
 
On peut pratiquer une chromatographie sur papier, sur couche mince ou sur colonne de gel de silice.
 
4.3.ANALYSE
 
Pour les glycérides, elle est réalisée en déterminant les différents indices d'iode, de saponification et d'acide.
Pour un extrait lipidique, la saponification va séparer l'insaponifiable des acides gras. Puis, l'insaponifiable est insoluble dans l'eau en milieu alcalin mais soluble dans l'éther alors que les acides gras sont solubles en milieu alcalin.
La fraction hydrosoluble peut contenir du glycérol, des amino-alcools et de l'acide phosphorique.
On pourra faire un fractionnement des acides gras par chromatographie et une chromatographie en phase gazeuse permettra d'analyser quantitativement des mélanges complexes.

ENZYMOLOGIE
 
 
I.CATALYSE ENZYMATIQUE
 
Dans les systèmes biologiques, les réactions chimiques du métabolisme se produisent spontanément. Elles sont le plus souvent catalysées par des protéines particulières : les enzymes.
Les enzymes sont donc des catalyseurs qui :
Ne sont pas modifiées en fin de réactionAgissent en petite quantitéAugmentent la vitesse d'une réaction réversible sans déplacer l'équilibre ni modifier les produits de cette réactionAgissent sur un seul substrat et catalysent un seul type de réaction 
II.NATURE BIOCHIMIQUE ET STRUCTURE DES ENZYMES
 
1.STRUCTURE
 
En fonction de leur structure, on divise les enzymes en 2 catégories : les enzymes entièrement protéiques et celles formées de 2 parties, une protéique appelée apoenzyme et une non protéique appelée coenzyme.
 
1.1.APOENZYME
 
Il intervient dans la fixation du substrat, dans la spécificité et la nature de la réaction qui se produit au niveau du coenzyme.
 
1.2.COENZYME
 
C'est le support de la réaction.
Il est thermostable. Il participe à la réaction et, en fonction de sa nature chimique, on le classe en 3 groupes :
Les coenzymes tétrapyroliques qui contiennent des ions métalliques et interviennent dans les transferts d'électronsLes coenzymes métalliques parmi lesquels on trouve le zinc dans les protéases et dans l'anhydrase carbonique, le manganèse dans l'arginase et le magnésium dans la phosphataseLes coenzymes dérivés de vitamines hydrosolubles : après une transformation importante, la vitamine va devenir un coenzyme 
2.SITE ACTIF
 
Pour que l'enzyme agisse, elle doit se combiner à son substrat.
Dans les enzymes sans coenzyme, c'est une partir de la protéine qui va agir dans la réaction enzymatique. Cette partie est le site actif.
Le site actif possède une forme telle que le substrat spécifique peut se fixer sur l'enzyme et il possède des groupements catalytiques qui agissent sur le substrat pour lui faire subir sa transformation.
Dans le site actif, on distingue le site de fixation qui se combine au substrat par des liaisons faibles et le site catalytique sui agit sur le substrat pour qu'il subisse la réaction.
 
III.ACTIVITE ENZYMATIQUE
 
1.REACTION ENZYMATIQUE
 
1.1.SPECIFICITE
 
Les enzymes possèdent 2 propriétés importantes :
Leur spécificité = elles sont capables de fixer spécifiquement les substrats de la réaction et elles ne catalysent qu'un type de réactionLeur pouvoir catalytique = elles peuvent multiplier par 106 la vitesse d'une réaction (ex : l'uréase a comme seul substrat l'urée)A partir d'un même substrat plusieurs réactions peuvent être catalysées par des enzymes différentes (cf. polycopié).
 
1.2.ENERGIE D'ACTIVATION
 
Certaines réactions vont libérer de l'énergie mais nécessitent cependant un apport d'énergie pour que le substrat se transforme en produit. Il doit donc passer par un état d'activité = état de transition à partir duquel la réaction se fait.
Ce passage à l'état de transition nécessite de l'énergie dite énergie d'activation qui sera ensuite restituée.
 
2.INFLUENCE DES FACTEURS PHYSIQUES
 
2.1.TEMPERATURE
 
Une augmentation de la température augmente la vitesse des réactions chimiques catalysées qui chute ensuite du fait que les enzymes, étant des protéines, sont dénaturées par des températures élevées.
La température optimale se situe vers 38°C pour la majorité des enzymes.
 
2.2.PH
 
Il joue un rôle important dans les réactions enzymatiques car il peut modifier l'ionisation du substrat.
Les réactions enzymatiques sont très sensibles au pH et on définit un pH optimal d'action pour chaque enzyme dans des conditions déterminées.
Ce pH varie entre 1 pour la pepsine et 10 pour l'arginase et la plupart des enzymes se situent entre 5 et 8.
 
IV.COENZYMES ET VITAMINES
 
Les coenzymes participent à la réaction catalytique en se combinant au substrat ou à un radical détachable du substrat jouant le rôle de transporteur.
Cf. polycopié

METABOLISME ENERGETIQUE
 
 
Les aliments sont des mélanges complexes de composés à poids moléculaire élevé.
La digestion est constituée en général de réactions d'hydrolyse qui vont couper les composés avec fixation des éléments de l'eau.
Les aliments devenus assimilables passent dans le sang et la lymphe et gagnent d'autres organes comme le foie où ils sont transformés et utilisés.
Ces composés biochimiques simples sont des métabolites car ils subissent un métabolisme ce qui signifie qu'ils vont être transformés par une réaction enzymatique.
On classe les composés simples en 4 groupes :
Les glucides qui sont d'importants donneurs d'énergieLes acides gras, les glycérides et les lipides qui sont d'importants donneurs d'énergie et des constituants des membranes cellulairesLes acides aminés qui sont des constituants des protéinesLes nucléotides qui sont des constituants des acides nucléiques 
I.DIFFERENTS TYPES TROPHIQUES
 
1.AUTOTROPHIE
 
Les organismes autotrophes comme les végétaux à chlorophylle et certaines bactéries ont une nutrition inorganique et utilisent l'anhydride carbonique de l'air comme seule source de carbone.
 
2.HETEROTROPHIE
 
Les organismes hétérotrophes ne peuvent pas synthétiser la substance organique et utilisent comme source de carbone les matières organiques produites par d'autres organismes.
 
3.PHOTOTROPHIE
 
Les organismes comme les plantes et certaines bactéries utilisent l'énergie lumineuse solaire.
 
4.CHIMIOTROPHIE
 
Ces organismes utilisent l'énergie provenant de la dégradation des molécules organiques.
 
II.DIFFERENTES DIRECTIONS DU METABOLISME
 
1.ANABOLISME
 
C'est la transformation de composés simples en composés plus complexes : c'est donc la synthèse des macromolécules.
Ces réactions nécessitent de l'énergie qui doit être apportée par des réactions qui en produisent et qui sont dites réactions endergoniques.
 
2.CATABOLISME
 
L'organisme a besoin d'énergie et, pour la produire, il va détruire au niveau cellulaire des composés biologiques.
Cette dégradation de molécules, libératrice d'énergie, porte le nom de catabolisme.
Ces réactions qui produisent de l'énergie sont dites exergoniques.
Ces réactions cataboliques sont surtout des combustions qui correspondent en grande partie à des oxydations.
Dans les réactions d'oxydoréduction les plus courantes, 2 types de molécules vont intervenir : les coenzymes pyrimidiques et les coenzymes flaviniques.
 
3.MISE EN RESERVE
 
Les composés susceptibles de produire de l'énergie par leur dégradation catabolique peuvent être provisoirement mis en réserve sous forme :
De glycogène pour les glucidesDe globules graisseux pour les lipidesIls seront ensuite utilisés au fur et à mesure des besoins.
 
III.COUPLAGE ENERGETIQUE
 
1.NOTION DE COUPLAGE
 
Les transformations des molécules simples au niveau des cellules sont des oxydations progressives qui passent par des réactions chimiques successives catalysées par des enzymes.
Toutes ces transformations nécessitent une dépense d'énergie et ne peuvent avoir lieu que si elles sont couplées avec des réactions libérant de l'énergie.
METHODES D'ETUDE ET D'ANALYSE DES BIOMOLECULES
 
 
I.ECHANTILLON
 
1.PRELEVEMENT
 
Le matériel utilisé en biochimie peut être constitué soit par des prélèvements de liquide biologique (sang, urine, liquide de ponction...) soit par des prélèvements tissulaires (biopsie du foie, muscles et peau).
Il est indispensable de connaitre l'origine de l'échantillon qui doit être authentique et représentatif c'est-à-dire qu'il doit donner une image valable de l'ensemble du tissu et du liquide que l'on étudie.
 
2.CONSERVATION
 
2.1.GENERALITES
 
L'analyse biochimique peut être effectuée immédiatement après le prélèvement et dans la plupart des cas aucune précaution de conservation n'est nécessaire.
 
2.2.CONSERVATION PAR LE FROID
 
2.2.1.REFRIGERATION ET CONGELATION
 
Le procédé des appareils utilisés consiste à évaporer un gaz liquéfié comme du fréon dans un serpentin. Le passage à l'état gazeux va provoquer une réfrigération et celle-ci consiste à abaisser la température de l'échantillon à +4°C puis la congélation abaissera la température de -1 à -70°C.
 
2.2.2.NEIGE CARBONIQUE ET AZOTE LIQUIDE
 
La neige carbonique ou gaz carbonique solide est utilisé pour réaliser certains mélanges réfrigérant avec de l'alcool ou de l'acétone à une température d'environ -70°C.
L'azote liquide a une température de -195°C et il est utilisé dans des appareils calorifugés où sont mis des récipients en verre ou en plastique.
 
2.3.LYOPHILISATION
 
Elle consiste en la congélation de l'échantillon puis au passage dans un vide poussé qui évapore l'eau par sublimation.
Par contre, la déshydratation peut entrainer la perte de produits volatiles.
 
2.4.STERILISATION
 
La valeur stérilisatrice correspond au temps nécessaire et à une température donnée pour réduire de 105 (100000) à 100 (1) le nombre de spores par mL de préparation.
Elle permet de comparer les différents types de méthodes de stérilisation par la chaleur et par la chaleur humide.
 
2.5.INCINERATION
 
L'échantillon est réduit à l'état de cendres à partir desquelles il est possible de doser certains éléments minéraux comme les oligo-éléments.
 
2.6.DESHYDRATATION
 
Elle sert à éliminer l'eau contenue dans un corps non volatile et à assurer ainsi une meilleure conservation.
Elle va stopper les réactions chimiques qui pourraient transformer les composants du prélèvement.
 
2.7.ADDITION DE COMPOSES CHIMIQUES
 
Du fait de la fragilité de certains constituants, il est parfois nécessaire d'ajouter au prélèvement certains composés chimiques :
Des conservateurs antiseptiquesDes anticoagulants 
II.METHODES D'EXTRACTION
 
1.PREPARATION DE L'ECHANTILLON
 
1.1.BROYAGE
 
Il s'effectue par le passage du prélèvement dans un broyeur type mixeur qui va assurer la destruction des cellules et libérer leurs constituants.
 
1.2.HOMOGENEISATION
 
Elle s'effectue dans un homogénéiseur de Potter formé d'un tube dans lequel pénètre un piston qui tourne grâce à un moteur électrique.
La plupart des cellules sont détruites sauf les éléments subcellulaires qui subsistent et on obtient une homogénéisation qui a gardé une activité biochimique importante.
 
1.3.ECLATEMENT CELLULAIRE
 
La libération des constituants cellulaires peut être assurée par une congélation et une décongélation successives ou alors par sonication qui est l'utilisation des ultrasons ou encore par action d'agents tensioactifs comme la saponine.
 
1.4.TRAITEMENT ENZYMATIQUE
 
On va utiliser un traitement enzymatique en vue d'une analyse surtout sur la préparation des acides aminés.
 
2.EXTRACTION DU TYPE SOLIDE/LIQUIDE
 
On va extraire un solide d'un échantillon en le faisant passer en solution dans un liquide dans lequel il est soluble.
 
3.EXTRACTION DU TYPE LIQUIDE/LIQUIDE
 
Cette extraction consiste à faire passer une substance dissoute d'une phase liquide dite phase à extraire dans une phase extractive non miscible à la précédente et dans laquelle la substance est plus soluble que dans la phase à extraire. Les 2 phases sont non miscibles.
On pratique d'abord une agitation pour réaliser une plus grande surface d'échange puis une décantation et une séparation.
La substance à extraire va se répartir ou se partager entre les 2 solvants et l'intensité de ce partage appelé coefficient de partage K va dépendre de différents facteurs dont le pH et la température.
Par définition, K est égal au rapport de la concentration de x (substance) dans la phase extractive par celle de x (substance) dans la phase à extraire.
On utilise 3 méthodes :
Extraction par simple contact (cf. polycopié)Dans une ampoule à décanter on pratique une agitation, une décantation et une séparation
Extraction par contact multipleL'opération consiste à répéter les extractions en renouvelant chaque fois la phase extractive et il est démontré mathématiquement que la quantité de produit à extraire est maximale si la phase extractive est fractionnée en volumes égaux
Extraction à contre-courantOn va faire passer dans un appareil complexe les 2 phases en sens contraire. Cette méthode permet de séparer 2 ou plusieurs substances dont les coefficients de partage respectifs entre 2 solvants sont différents
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