L’hydrogène est l’élément le plus abondant de l’univers dans lequel il est présent sous forme de deux isotopes stables, l’hydrogène lui-même prédominant, de masse atomique 1, et le deutérium à l’état de trace. L’isotope radioactif de l’hydrogène est le tritium qui a une demi-vie de 12 ans.
Sous forme moléculaire, H2, l’hydrogène est le plus léger de tous les gaz et diffuse très facilement. On trouve un peu d’hydrogène moléculaire dans l’haleine, provenant surtout des fermentations intestinales.
La molécule d’hydrogène peut donner deux protons et deux électrons selon la réaction :
Le potentiel d’oxydo-réduction E0 de cet équilibre est pris comme référence et on lui donne la valeur 0. Les potentiels d’oxydo-réduction sont exprimés en volt par rapport à celui de l’hydrogène, les valeurs négatives correspondent aux réducteurs et les valeurs positives aux oxydants.
Le proton se fixe à une molécule d’eau pour donner H3O+ ou ion hydronium.
Sous forme atomique, l’hydrogène entre dans la composition de la quasi-totalité des molécules présentes dans l’organisme.
L’atome d’hydrogène de l’eau et de nombreuses molécules organiques joue un rôle essentiel en établissant des liaisons dites hydrogène de type intra-moléculaire et intermoléculaire. Les liaisons hydrogène stabilisent la structure des molécules biologiques.
Le proton est la source première d’énergie car la mitochondrie est une véritable pompe à protons. L’oxydation des substrats au cours de la respiration conduit à l’expulsion des protons hors de la mitochondrie, créant un potentiel électrochimique suffisant pour apporter l’énergie nécessaire à la synthèse de l’ATP par l’ATP-synthase mitochondriale.
Le proton intervient dans les transferts d’informations entre médiateur et récepteur et dans les réactions enzymatiques. Le proton est l’acidifiant libéré à partir des acides, mais c’est surtout l’acidifiant sécrété par la pompe H+/K+-ATPase dans le liquide gastrique.
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