Problème : Comment mettre en relation la structure du muscle à sa

TP8
Problème : Comment mettre en relation la structure
du muscle à sa fonction, et ce à l’échelle cellulaire?
L
Y
C
É
E
2nde
Observation au MO de cellules
musculaires squelettiques
Observation en microscopie
photonique de cellules
musculaires squelettiques de
singe. On observe trois cellules
musculaires striées
transversalement. Les bandes
sombres correspondent aux
filaments épais. Au centre des
bandes claires, on distingue une
ligne plus sombre
correspondant aux disques Z.
Source Biodidac
(http://biodidac.bio.uottawa.c
a/)
Cellules musculaires striées squelettiques humaines au
Microscope Electronique à Balayage (MEB)
www.bioch-et-cie.azerttyu.net/docsenligne/cell.pps
Cellules musculaires striées squelettiques, coloration au
bleu de méthylène et observation au microscope optique
(X600)
Bilan:
• On constate une cellule très allongée. Or on sait que le
muscle est un organe long qui relie deux os. On en déduit
que cette structure cellulaire très allongée est donc adaptée
à sa fonction de liaison au squelette.
• On constate que le cytoplasme est strié (bandes parallèles à
l’allongement de la fibre mais aussi perpendiculaires). Or on
sait qu’un muscle a la capacité de se contracter et ainsi voir
sa longueur diminuer et son diamètre augmenter. On en
déduit que cette double striation dans la cellule permet au
muscle de se contracter (de manière réversible).
• On constate plusieurs noyaux dans une même cellule
(=fibre) musculaire. Or on sait que le muscle est le siège
d’un métabolisme respiratoire et/ou fermentaire intense, et
que ce métabolisme est codé par des gènes. On en déduit
que cette pluri nucléation des cellules musculaires est une
adaptation à leur fort métabolisme lié à leur capacité de se
contracter et de se relâcher ce qui nécessite beaucoup
d’énergie.
Cellule musculaire striée squelettique au Microscope
Electronique à Transmission (MET)
Cellules musculaires striées squelettiques
humaines au Microscope Electronique à Balayage
(MEB)
Les dangers des pratiques inadaptées
Le graphique présente le temps (en
min) de réalisation d’un parcours
pour un marathonien en fonction de
la charge d’entraînement en
km.semaine-1
On constate que plus
l’entraînement augmente plus le
temps de réalisation de parcours
diminue: ainsi l’individu devient plus
performant. Mais au-delà d’un
entraînement de 140km/semaine,
alors les performances du coureur
décroissent.
On en déduit qu’il existe une charge
d’entraînement par semaine à ne
pas dépasser. Au-delà l’organisme
n’a pas le temps de récupérer,
c’est-à-dire stocker des réserves et
laisser aux fibres musculaires le
temps nécessaire à l’entretien des
microfibrilles par exemple.
Nathan SVT 2nde ed 2010 p.262
• Les troubles du sommeil observés en cas de surentraînement,
peuvent s’expliquer par l’implication du système nerveux (nerfs
ortho et parasympathiques) dans la régulation de la PA
notamment. Un trop grande sollicitation de l’orthosympathique
lors de l’effort physique trop long peut engendrer des troubles
nerveux, et aussi des troubles cardiorespiratoires. La boucle de
régulation de la PA peut être mise en défaut. Le système réglant
ne fonctionne plus. On voit en effet, que chez un sujet
surentraîné, la Fc ne redescend pas après l’effort et reste proche
d’un sujet sédentaire (105 contre 123 battements.min-1)
Nathan SVT 2nde ed 2010 p.263
Les stéroïdes anabolisants comme la métribolone, sont des molécules organiques de
forme très proche de la testostérone. Ils se fixent donc aux mêmes récepteurs
moléculaires que la testostérone et entraînent les mêmes réponses de l’organisme. Ainsi,
ces molécules ont pour effet essentiel d’augmenter la synthèse de fibres musculaires, tout
en évitant l’effet masculinisant de la testostérone naturelle. Ces anabolisants permettent
également un maintien de l’ossification et une diminution de la masse adipeuse. La prise
d’anabolisants par un sportif est inadaptée et dangereuse, car les muscles surdéveloppés
perdent en résistance et ne sont pas soutenus par un squelette insuffisamment développé.
De plus, le manque de tissu adipeux peut entraîner des déficits en nutriments nécessaires
au fonctionnement musculaire.
Nathan SVT 2nde ed 2010 p.263
Les fonctions de l’organisme affectées par les anabolisants:
- La fonction de nutrition (atteintes hépatiques, augmentation du risque
cardio-vasculaire, suspicion d’infarctus du myocarde)
- la fonction de relation: agressivité, hyperactivité, irritabilité
- la fonction de reproduction: atrophie des testicules, diminution du nb
de spermatozoïdes chez l’homme, irrégularités menstruelles, diminution
du tissu mammaire chez la femme