1 Les fibres musculaires des muscles striés squelettiques sont des

DOSSIER 1.3 > CONSO ET REGENERATION D’ATP DANS LES CELLULES MUSCULAIRES
1
Les fibres musculaires des muscles striés squelettiques sont des structures
spécialisées dans la contraction.
Les cellules musculaires rendent possible un mouvement en transformant
l’énergie chimique des molécules organiques en énergie mécanique.
Un exercice musculaire demande de l’énergie et s’accompagne d’une augmentation
de la ventilation, donc de l’apport en dioxygène. Ce dioxygène est un élément
permettant la synthèse d’ATP.
Problématique
Quels sont les mécanismes cellulaires de la contraction musculaire ?
Comment intervient l’ATP dans la conversion de l’énergie chimique en
énergie mécanique ?
I. LES CELLULES MUSCULAIRES : DES CELLULES SPECIALISEES
> La contraction des muscles squelettiques permet un mouvement volontaire. Lors
de sa contraction, un muscle raccourcit. C’est en réalité l’ensemble de ses cellules
qui interviennent dans ce raccourcissement.
Les cellules musculaires présentent lors de leur observation au microscope une
alternance de bandes sombres et claires. C’est cette particularité qui leur confère le
nom de muscles striés.
Cette alternance est due à l’organisation des myofibrilles.
Les myofibrilles sont constituées d’éléments fonctionnels contractiles qui se
répètent : les sarcomères. Chaque sarcomère est composé de myofilament
d’actine et de myosine. Lors de la contraction la longueur des sarcomères
diminue grâce au coulissement des filaments d’actines sur ceux de myosines.
Les myofibrilles sont reliées à la membrane plasmique des fibres musculaires grâce
à d’autres protéines. Un raccourcissement des sarcomères entraine donc un
raccourcissement des myofibrilles et donc de la fibre musculaire.
II. UTILISATION DE L’ATP LORS DE LA CONTRACTION MUSCULAIRE
> Lors de la contraction musculaire, de l’énergie chimique sous forme d’ATP est
convertie en énergie mécanique au niveau de chaque sarcomère. Cette conversion
est permise par les propriétés des filaments d’actines et de myosines.
> Cycle de contraction :
1. activation d’une tête de myosine, provoquée par l’hydrolyse d’une
molécule d’ATP ;
2. fixation de la tête de myosine sur l’actine (formation complexe actine-
myosine – le calcium est indispensable) ;
3. retour de la tête de myosine à la position de repos (coup de rame) ;
4. séparation actine/myosine, permise par la fixation d’une nouvelle molécule
d’ATP sur la myosine.
> Si l’ATP n’est pas régénéré, les têtes de myosines ne se détachent pas de l’actine
et la myofibrille reste contractée. (origine de la rigidité cadavérique).
1.3
Sciences de la vie
Energie et cellule vivante
CONSOMMATION ET REGENERATION D’ATP DANS LES CELLULES MUSCULAIRES
Rappels secondes
.
Activité 1
Des cellules spécialisées
dans la contraction
Livre p50/51
Activité 2
Utilisation ATP

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2
III. LA REGENERATION DE L’ATP DANS UNE CELLULE MUSCULAIRE
> La concentration en ATP dans les cellules musculaires est très faible (à peine
suffisant pour assurer 1 seconde d’effort) et ne varie quasiment pas pendant
l’effort. L’ATP est donc régénéré au fur et à mesure de sa consommation.
> Les principales voies de production d’ATP mettent en jeu l’oxydation de
molécules organiques comme le glucose qui peut avoir deux origines :
 le glucose prélevé dans le sang
 le glucose stocké dans les cellules sous forme de glycogène
> Cette oxydation peut se faire par plusieurs voies :
 oxydation partielle du glucose par la fermentation lactique
o production de 2 ATP
o pas de consommation de dioxygène
o active dès le début de l’effort
 oxydation complète du glucose par la respiration mitochondriale
o production 36 ATP
o consommation de dioxygène nécessaire
o active après quelques minutes d’effort
 voie de la phosphocréatine :
o utilisée en tout début d’effort
o n’utilise qu’indirectement l’oxydation du glucose pour la
constitution du stock de phosphocréatine.
> Selon l’intensité et la durée de la contraction et selon le type de fibre musculaire,
l’une ou l’autre des voies de régénération de l’ATP va être privilégiée.
>> Notion de couplage énergétique entre
 l’énergie chimique contenue dans les molécules organiques
 ET l’énergie mécanique
Rendu possible grâce au couple ADP/ATP.
Activité 3
Régénération ATP
Livre p54/55

DOSSIER 1.3 > CONSO ET REGENERATION D’ATP DANS LES CELLULES MUSCULAIRES
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DOCUMENTS
Doc 1 > Comparaison simple des 2 types de fibres musculaires
Type de cellules
musculaires
Type I
Type 2
Mitochondries
Nombreuses
Peu nombreuses
Voie métabolique
principale
Respiration
Fermentation
Sport approprié
Endurance
Sport de force
Doc 2 > Pourcentage de la dépense énergétique totale couvert par chacun des
types de métabolismes en fonction de l’activité sportive
Doc 3 > Cycle de Cori : recyclage partiel du lactate par neoglucogenèse réalisée par
le foie.

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Doc 4 > Quelques données sur l’ATP
Doc 5 > Organisation du muscle