GLYCEMIE ET DIABETE

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. 1

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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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