Redox dans la respiration cellulaire

L'électrolyse de l'eau est la décomposition de l'eau (H₂O) en ses éléments constitutifs, l'oxygène (O₂) et l'hydrogène (H₂), par passage d'un courant électrique. À la cathode, deux molécules d'eau sont réduites pour former de l'hydrogène gazeux et des ions hydroxyde. À l'anode, deux molécules d'eau sont oxydées pour former de l'oxygène gazeux, des protons et des électrons.

Méthode utilisant de la vapeur saturée à haute pression et à haute température pour stériliser le matériel et les fournitures. Un cycle typique est de 121 °C (250 °F) à 100 kPa (15 psi) au-dessus de la pression atmosphérique pendant 15 minutes. Cette combinaison de chaleur et d'humidité dénature efficacement les protéines et les enzymes, tuant tous les micro-organismes, y compris les spores bactériennes résistantes.

La surtension est la différence de potentiel (tension) entre le potentiel de réduction d'une demi-réaction, déterminé thermodynamiquement, et le potentiel auquel l'événement redox est observé expérimentalement. Elle représente l'énergie supplémentaire nécessaire pour franchir les barrières d'activation et permettre à la réaction d'électrode de se dérouler à une vitesse significative. C'est un facteur clé de l'efficacité énergétique de tous les procédés électrolytiques.

Le potentiel électrochimique est fondamental à la vie, pilotant les processus à travers les membranes cellulaires. Les pompes ioniques créent activement des gradients de concentration, tandis que la perméabilité sélective des canaux ioniques établit un potentiel électrique (potentiel membranaire). Le gradient électrochimique qui en résulte régit le flux passif d'ions, essentiel à la signalisation nerveuse (potentiels d'action), à la contraction musculaire et à la production d'énergie cellulaire (synthèse d'ATP) dans les mitochondries.

Le SAL est une mesure quantitative représentant la probabilité qu'un seul micro-organisme viable survive sur un article après la stérilisation. Un SAL couramment exigé pour les dispositifs médicaux est de [latex]10^{-6}[/latex], ce qui signifie qu'il y a une chance sur un million qu'une unité ne soit pas stérile. Cette approche probabiliste reconnaît que la stérilité absolue ne peut être prouvée, mais seulement déduite statistiquement de la validation du processus.

Le dosage MTT est une méthode colorimétrique permettant d'évaluer l'activité métabolique cellulaire, servant d'indicateur de la viabilité, de la prolifération et de la cytotoxicité cellulaires. Les cellules viables dont les mitochondries sont actives contiennent des enzymes réductases qui convertissent le sel jaune de tétrazolium MTT (bromure de 3-(4,5-diméthylthiazol-2-yl)-2,5-diphényltétrazolium) en formazan violet insoluble. La quantité de formazan produite est proportionnelle au nombre de cellules vivantes.

Cette loi stipule que la masse d'une substance modifiée au niveau d'une électrode pendant l'électrolyse est directement proportionnelle à la quantité d'électricité transférée. La relation est exprimée par la formule [latex]m = \frac{Q}{F} \frac{M}{z}[/latex], où m est la masse, Q la charge électrique totale, F la constante de Faraday, M la masse molaire et z le nombre de valence des ions de la substance.

Méthode de stérilisation physique qui élimine les micro-organismes des liquides et des gaz en les faisant passer à travers un filtre dont les pores sont suffisamment fins pour les retenir. Une taille de pores courante pour la filtration stérilisante est de 0,22 micromètre (µm), ce qui élimine efficacement la plupart des bactéries. Cette technique ne tue pas les micro-organismes, mais les sépare physiquement, ce qui la rend idéale pour les solutions thermolabiles.

La valeur D est le temps nécessaire à une température spécifique pour tuer 90% (ou une réduction d'un log) d'une population de micro-organismes cible. Il s'agit d'un paramètre essentiel de la stérilisation thermique, qui quantifie la résistance d'un microbe à la chaleur. Par exemple, si une population de spores de [latex]10^6[/latex] a une valeur D de 2 minutes, il faut 2 minutes pour la réduire à [latex]10^5[/latex].

Méthode de stérilisation chimique à basse température utilisant l'oxyde d'éthylène gazeux. Elle est efficace pour stériliser les matériaux sensibles à la chaleur et à l'humidité, comme les plastiques, les appareils électroniques et les instruments optiques. Ce procédé implique une alkylation, où l'oxyde d'éthylène perturbe l'ADN et les protéines des micro-organismes, empêchant ainsi leur réplication. Il nécessite un contrôle rigoureux de la concentration en gaz, de la température, de l'humidité et du temps d'exposition.

La cytotoxicité est la toxicité d'une substance ou d'une cellule pour d'autres cellules. Les agents cytotoxiques peuvent induire la mort cellulaire par nécrose, où la membrane cellulaire perd son intégrité, entraînant lyse et inflammation, ou par apoptose, un processus de mort cellulaire contrôlée et programmée. Ce phénomène se distingue des agents cytostatiques, qui inhibent uniquement la division cellulaire sans provoquer directement la mort cellulaire.

Les cellules tueuses naturelles (NK) sont des lymphocytes cytotoxiques du système immunitaire inné, essentiels à la défense précoce contre les infections virales et le cancer. Contrairement aux lymphocytes T, elles ne nécessitent pas de sensibilisation préalable. Les cellules NK identifient et tuent les cellules cibles qui ont sous-régulé les molécules du CMH de classe I – une tactique d'évasion immunitaire courante chez les tumeurs et les virus – grâce à un mécanisme de reconnaissance du soi manquant, induisant l'apoptose via la perforine et les granzymes.

Le biomimétisme est une approche innovante qui cherche des solutions durables aux défis humains en imitant les schémas et stratégies éprouvés de la nature. L'idée fondamentale est que la nature, au cours de 3,8 milliards d'années d'évolution, a déjà résolu bon nombre des problèmes auxquels nous sommes confrontés. Il s'agit d'observer et d'apprendre des mécanismes et des processus des organismes et des écosystèmes pour créer des modèles plus durables.