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Renouvellement de l’énergie dans les cellules musculaires

mercredi 24 août 2016 par Joëlle Mirabaud

Chapitre 3 de Terminale S spé svt

I : Cellule musculaire
A : Ses caractéristiques
p50, 51 :
Les muscles squelettiques sont constitués de cellules plurinucléées ayant la longueur du muscle. Elles contiennent des myofibrilles protéiques assurant la contraction, et des mitochondries assurant la respiration.
Les bandes claires et les bandes sombres vues au microscope correspondent à l’organisation des myofilaments actine et myosine en sarcomères (voir dessin du TP3).
p55 : Les cellules de type I sont endurantes (contractions lentes et prolongées). Les cellules de type II sont réactives mais vite fatiguées.

B : Conditions de contraction
p52, 53 :
La contraction correspond au raccourcissement des sarcomères, les myosines glissant par rapport aux actines. Le glissement se fait grâce à la fixation des têtes de myosine, zone terminale globulaire de la protéine, sur un myofilament d’actine voisin. Cette fixation est suivie d’une flexion, constituant le cycle de contraction, mécanisme moléculaire à la base de la contraction musculaire. La fixation puis flexion a lieu en présence d’ATP et d’ion calcium (Ca2+). Si l’ATP vient à manquer, la tête de myosine ne se détache pas de l’actine : c’est la crampe.
La myosine peut catalyser seule l’hydrolyse de l’ATP qui fournit l’énergie nécessaire aux glissements de protéines les unes sur les autres. Cependant cette hydrolyse est 200 fois plus rapide en présence du complexe actine/myosine (AM) :
M + ATP => M-ADP-Pi
puis M-ADP-Pi + A => AM + ADP + Pi.
L’ATP joue un rôle majeur dans les couplages énergétiques nécessaires au fonctionnement des cellules. Ici il faut un ATP pour fixer la tête de myosine sur l’actine, il faut un deuxième ATP pour détacher la tête.

II : Régénération de l’ATP dans les muscles
A : Voie anaérobie de la phosphocréatine
p54, 55 :
Le stock d’ATP étant faible, il doit être régulièrement renouvelé.
- Lors des premières secondes d’un effort, la phosphocréatine (PC) fournit l’énergie et le phosphore pour reformer de l’ATP :
PC + ADP => C + ATP.
Le stock de PC sera renouvelé pendant la récupération après l’effort.

B : Fermentation lactique
Dés épuisement du stock de PC, l’ATP est renouvelépar fermentation lactique. En effet, lors des premières minutes d’effort, les débits respiratoires et cardiaques augmentent, mais l’apport en O2 dans les cellules musculaires augmente lentement. L’accumulation de ces molécules d’acide lactique crée les courbatures. Remarque : les grands sportifs accélèrent leur rythme respiratoire et cardiaque en se concentrant avant l’effort.

C : Respiration mitochondriale
Dés que l’apport en O2 est suffisant, l’ATP est renouvelé par respiration mitochondriale, tant qui y a assez de dioxygène. (voir le chapitre 2)
Les cellules de type I sont endurantes car elles sont riches en mitochondries. Les cellules de type II sont réactives mais vite fatiguées car elles fermentent à partir d’un stock de glycogène.
Voir le schéma bilan p57.


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