ENERGIE ET CELLULE VIVANTE
CHAPITRE 3 : ATP et activité musculaire
CHAPITRE 3 : Utilisation de l’ATP par la fibre musculaire.
I.
ATP et contraction musculaire.
1. Organisation musculaire.
Chaque fibre musculaire est une cellule géante de plusieurs
cm de long. La plus grande partie du volume cytoplasmique,
outre les réserves de glycogène et les mitochondries, est
occupée par de nombreuses MYOFIBRILLES (assemblages
protéiques) d’aspect strié : chaque myofibrille est formée d’une
succession d’unités appelées SARCOMERES .
Chaque sarcomère est un assemblage de 2 types de filaments
protéiques :
- Des filaments fins d’ACTINE
- Des filaments épais de MYOSINE.
2. Contraction musculaire.
Les filaments de myosine possèdent des extrémités globuleuses
(« tête ») qui peuvent se fixer sur les filaments d’actine : en se
fixant et en se détachant de façon répétitive, les filaments
d’actine et de myosine glissent les uns par rapport aux autres,
ce qui peut raccourcir le sarcomère d’environ 25% de sa
longueur.
La fixation d’une molécule d’ATP est nécessaire à la rupture des
liaisons actine/myosine, alors que l’hydrolyse de l’ATP
permet un basculement de la tête de myosine qui pourra
alors se fixer un peu plus loin sur le filament d’actine et
permettre son glissement. Globalement l’hydrolyse de
l’ATP permettra le mouvement.
Le raccourcissement des sarcomères se fait grâce à l’hydrolyse
de l’ATP qui fournit ainsi l’énergie nécessaire au glissement des
filaments d’actine et de myosine, mécanisme moléculaire à la
base de la contraction musculaire.
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CHAPITRE 3 : ATP et activité musculaire
Or le taux d’ATP disponible dans une fibre musculaire est bas.
Comment régénérer l’ATP ainsi utilisé pendant la contraction
musculaire ?
II.
Le métabolisme des fibres musculaires.
L’acide lactique produit par cette fermentation abaisse le pH musculaire
ce qui contribue à la fatiguabilité voire même à l’épuisement de l’organe.
Attention l’acide lactique disparaît au bout de quelques minutes après
l’effort, on ne peut donc pas le considérer comme responsable des
courbatures qui surviennent le lendemain !
5. La respiration cellulaire.
Les réserves des cellules musculaires en ATP sont extrêmement faibles et
seraient presque immédiatement épuisées s’il n’existait pas plusieurs
mécanismes de restauration de l’ATP.
La respiration est le mécanisme le plus efficace pour produire
durablement de l’ATP.
3. La voie de la phosphocréatine.
La PHOSPHOCREATINE est un composé métabolique présent dans la cellule
musculaire qui peut instantanément fournir l’énergie nécessaire à la
restauration de l’ATP (liaison phosphate à haut potentiel énergétique,
son hydrolyse permet de reconstituer de l’ATP).
Avantage : l’ensemble des réserves énergétiques du corps (pas
seulement le muscle) peuvent être mobilisée et le rendement en ATP est
très élevé.
Inconvénient : production d’ATP limitée par l’approvisionnement des
cellules en O2, lui-même soumis aux capacités respiratoires et
circulatoires de l’individu.
ADP + Pi
Phosphocréatine
Créatine + P + Energie
ATP
Avantage : Pas besoin de dioxygène, de structure particulière.
Inconvénient : au cours d’un exercice le stock de phosphocréatine est
épuisé en moins de 20 secondes. Elle ne permet donc des contractions
musculaires que pendant un temps très court.
4. La fermentation lactique.
Les fibres musculaires ont la capacité d’effectuer une fermentation
lactique.
Avantage : fournir rapidement de l’ATP sans apport d’O2. La glycolyse est
réalisée à partir des réserves de glycogène contenues dans le muscle.
Inconvénient : rendement faible car consomme beaucoup de réserves
glucidiques pour une modeste production d’ATP.
Ainsi au cours d’un exercice, ce sont d’abord les réserves d’ATP et de
phosphocréatine instantanément mobilisé qui permettent de réaliser le
travail musculaire. La
fermentation
lactique prend le
relais en maintenant
le travail musculaire
le temps que le
système
cardiorespiratoire s’adapte
pour assurer un
approvisionnement
accru
en
O2
indispensable
au
métabolisme
respiratoire.
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CHAPITRE 3 : ATP et activité musculaire
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