Bioénergétique de la contraction musculaire

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B
BI IO OE EN NE ER RG GE ET TI IQ QU UE E D DE E L LA A
C
CO ON NT TR RA AC CT TI IO ON N M MU US SC CU UL LA AI IR RE E
D’où vient l’énergie qui est utilisée pour fournir le travail musculaire ?
Substrats énergétiques CO2 + H2O + NH2
(glucides, lipides, protides)
énergie thermique (60%)
énergie chimique (40%)
ATP
Fonction cellulaire
(contraction musculaire, synthèse moléculaire)
L’ATP ne fonctionne pas seul.
Actine + myosine Actinomyosine
ATP CA2+ Glissement
- Travail
- Chaleur
Quels sont les systèmes qui permettent la production de l’ATP ?
Au repos, toutes les voies métaboliques fonctionnent.
A l’exercice, leur stimulation dépend de l’intensité de l’exercice.
Au début de l’exercice, on dépense d’abord l’ATP et la CP : c’est le système phosphagène.

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CP Pi + C + énergie
Energie + ADP + Pi ATP
Puis on passe au processus anaérobie lactique (système acide lactique)
Glycogène
Glucose
ADP + Pi
énergie
Acide pyruvique ATP
Acide lactique
Ensuite il faut un laps de temps (4 à 5 minutes) pour que l’O2 soit en quantité suffisante
pour permettre la glycolyse aérobie qui s’accélère avec la durée de l’exercice.
Glucose AGL
Aérobie β oxydation
Acétyl CoA
Rappels métaboliques
Les molécules énergétiques :
Phosphoenolpyruvate (PEP)
14,8 Kcal / mol
1,3 DPG
11,3
Créatine phosphate
10,3
ATP
7,3
Glucose 1-P
5
Fructose 6-P
3,8
Glucose 6-P
3,3

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Pour qu’une molécule soit riche en énergie, il faut qu’elle ait des liaisons ayant au moins 5
Kcal.
La molécule d’ATP qui joue un rôle intermédiaire de toutes les autres molécules contient
deux liaisons riches en énergie et une liaison pauvre en énergie.
Son hydrolyse donne : ATP + H2O ADP + Pi
ADP + H2O AMP + Pi
Catalogue des différentes voies métaboliques :
Glycogène
Glucose Triglycérides
Glycérol-P Glycérol
Pyruvate Acétyl COA Acide gras
Ac
Aminés CO2 Cycle de Krebs
NH2
Oxaloacetate ATP + CO2 + H2O
Les équations résumant les réactions conduisant à la synthèse de l’ATP par la glycolyse
anaérobie.
C6H12O6 2C3H 6O3 + énergie
Energie + 3ADP + 3Pi 3ATP
De 180g de glycogène, on devrait arriver à 180g d’acide lactique, mais on obtient que 60 à
70g d’acide lactique (soit 1 à 1,2 molécules d’ATP resynthétisées)

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Système aérobie
Dégradation des substrats en présence d’oxygène pour fournir l’énergie et l’ATP.
Les diverses réactions du métabolisme aérobie :
 La glycolyse aérobie
Glucose acide pyruvique + énergie
Energie + 3ADP + 3Pi 2ATP
ADP + Pi ATP O2
Glycogène Glucose ac. pyruvique + CO2 + H2O + ATP
La dégradation complète du glycogène permet la resynthèse de 39 molécules d’ATP.
 Le cycle de Krebs
C’est une série de réactions qui permet l’oxydation des produits provenant du métabolisme
de l’acide pyruvique.
L’oxydation entraîne la perte d’électron d’un composé chimique. Les électrons les plus
concernés sont ceux des atomes d’Hydrogène.
H H+ + e-
On dit que l’atome d’hydrogène est oxydé.
 Le métabolisme des lipides
La dégradation des lipides se fait par une série de réactions appelées la β-oxydation.
Exemple de l’acide palmitique :
C16H32O2 + 23O2 16CO2 + 16H2O + énergie
Energie + 130ADP + 130 Pi 130ATP

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Les lipides fournissent plus d’ATP, mais nécessitent assez d’oxygène.
Energie aérobie totale des muscles
Difficile à estimer.
87 à 98 molécules d’ATP à la dégradation aérobie de tout le glycogène des muscles (soit
environ 50 fois plus d’ATP que fournissent les deux systèmes anaérobies réunis)
Systèmes anaérobies et aérobies au repos et à l’exercice
 Au repos :
Le métabolisme de repos concerne :
2/3 des lipides.
1/3 des glucides.
Faibles protéines.
D’où la très faible concentration d’acide lactique au repos.
 A l’exercice :
Le système qui intervient le plus dans la fourniture d’ATP dépend du type d’effort
(intense, moyen, long, court…).
Quel est le substrat le plus utilisé entre les glucides, les lipides et les protéines lorsque
l’apport d’oxygène augmente ?