Chapitre 3 : Utilisation de l`ATP par la fibre musculaire

Chapitre 3 : Utilisation de l’ATP par la fibre musculaire
Les fibres musculaires sont des structures spécialisées dans la contraction. Comme toute cellule, elles sont le
siège de réactions chimiques qui nécessitent de l'énergie ou, au contraire, en libèrent.
I. La fibre musculaire, une cellule contractile
1. Une organisation particulière permettant la
contraction
Les muscles sont constitués de fibres musculaires qui
contiennent dans leur cytoplasme des assemblages
protéiques formant des myofibrilles. Ces myofibrilles sont
organisées en unités répétitives, les sarcomères.
Les sarcomères sont formés par des molécules d'actine
reliées entre elles par d'autres molécules au niveau des
disques Z.
Au centre des sarcomères se trouvent des molécules de
myosines intercalées entre les molécules d'actine.
Lors d'une contraction musculaire, il y a raccourcissement des sarcomères par glissement des filaments d'actine
par rapport aux molécules de myosine. Les myofibrilles sont reliées à la membrane plasmique des fibres
musculaires grâce à d'autres protéines, comme les dystrophines.
Un raccourcissement des sarcomères entraîne donc un raccourcissement des myofibrilles, donc de la fibre
musculaire
2. L'ATP et la contraction musculaire
L'ATP est utilisé lors de la contraction
musculaire au niveau des têtes de myosine.
L'hydrolyse de l'ATP permet la fixation de la
myosine sur l'actine puis un changement de
conformation de la tête de myosine qui entraîne
son basculement, d'où un glissement des
molécules d'actine le long des myosines des
sarcomères.

II. Métabolisme et besoins énergétiques
1. Subvenir aux besoins à court terme
Les réserves intracellulaires d'ATP ne peuvent permettre une contraction que pendant quelques secondes. Il
existe donc des mécanismes qui renouvellent l'ATP.
À très court terme, dans les fibres musculaires, l'ATP est régénéré par hydrolyse de la phosphocréatine en
créatine .
Cette réaction est couplée à la synthèse d'ATP à partir d'ADP. Elle ne permet une contraction musculaire que
pendant quelques dizaines de secondes.
La fermentation lactique fournit dès les premières secondes des molécules d'ATP dans les fibres musculaires.
Ceci permet des efforts brefs et intenses, mais entraîne l'accumulation, dans les fibres musculaires et dans
le sang, d'acide lactique qui serait à l'origine de la fatigue musculaire.
Cette fermentation correspond à une dégradation anaérobie du glycogène musculaire et d'une partie du glucose
sanguin arrivant dans les muscles.
Le faible rendement de la fermentation lactique ne permet pas de poursuivre un effort à long terme.
2. Subvenir aux besoins à long terme
Après un délai de quelques secondes, la dégradation des glucides a lieu par voie aérobie. La respiration permet de
produire davantage d'ATP que la fermentation lactique. Cette voie métabolique est à l'origine des contractions
de plus longue durée et permet également de régénérer l'ATP après un effort.
Ainsi, selon l'intensité et la durée de l'effort, la fermentation lactique et la respiration vont fournir l'ATP
nécessaire à la contraction musculaire
III. ATP et couplages énergétiques
De nombreuses réactions chimiques se
produisent au sein des cellules, à l'origine de
leur activité. Certaines réactions ne peuvent
pas se faire spontanément et nécessitent donc
un couplage avec des réactions qui libèrent de
l'énergie.
L'hydrolyse de l'ATP est l'une des plus
fréquentes manières de libérer de l'énergie
dans les cellules.
Ce couplage est essentiel lors de la contraction musculaire, et de manière générale dans les mouvements des
cellules ou au sein de celles-ci.
À l'inverse, la synthèse d'ATP nécessite de l'énergie. Elle est donc couplée à d'autres réactions au sein de la
cellule, que ce soit lors des différentes étapes de la respiration ou lors de la fermentation, bien que les
rendements des deux réactions ne soient pas les mêmes.