Corrigé épreuve 2009 : Maitrise des connaissances :régénération de l’ATP pendant l’activite musculaire

Détails

Catégorie : Activité du muscle squelettique

 

Introduction

La contraction musculaire nécessite l’hydrolyse de molécules d’ATP, dont le stock doit être renouvelé par diverses réactions métaboliques. (0,25 point)

Nous exposerons brièvement ces différentes réactions, en évoquant d’abord les voies directes puis les voies indirectes de régénération de l’ATP musculaire. (0,25 point)

 

1. Les voies directes de régénération de l'ATP musculaires :

Les voies directes de régénération de l’ATP musculaire : Le renouvellement des molécules d’ATP dégradées au cours de l’activité musculaire se fait directement par deux voies métaboliques.

 

1.1) La voie de la créatine-phosphate (CrP)

La première implique la créatine-phosphate (CrP) présente dans le sarcoplasme, et se déroule ainsi qu’il suit :

CrP + ADP → Cr + ATP (1)                   (0,25 point)

La réaction (1) entre la créatine-phophate et une molécule d’adénosine di-phosphate (ADP) forme ainsi une molécule d’ATP et de la créatine.           (0,25 point)

 

1.2) La voie des molécules d’ADP (adénosine di-phosphate) La deuxième consiste à la réaction de deux molécules d’ADP, et se déroule comme suit :

ADP + ADP → AMP + ATP (2)                       (0,25 point)

Cette réaction (2) permet de former une molécule d’ATP et une molécule d’adénosine mono-phosphate (AMP). (0,25 point)

 

Synthèse : Les molécules d’ATP hydrolysées au cours de l’activité musculaire sont ainsi régénérées directement par la réaction entre la CrP et l’ADP, ou alors par celle entre deux molécules d’ADP.

 

2. Les voies indirectes de régénération de l’ATP musculaire :

Les voies directes ci-dessus décrites sont des réactions anaboliques (de synthèse), c’est-à-dire endothermiques ou consommatrices d’énergie.

Cette dernière provient des diverses réactions qui se déroulent au cours de la dégradation du glucose. Il s’agit successivement de :

 

2.1) La glycolyse ou la voie anaérobie alactique :

Elle consiste à la dégradation d’une molécule de glucose dans le sarcoplasme et en absence de dioxygène. On obtient la formation de deux molécules d’acide pyruvique et la libération d’une énergie potentielle chimique que nous notons EPC1. (0,5 point)

On a alors :

C₆H₁₂O₆ → 2 C₃H₆O₃ + EPC₁ (1’) (0,25 point)

(glucose)=C₆H₁₂O₆

(acide pyruvique)=C₃H₆O₃

Cette EPC₁ va ainsi permettre la régénération de deux molécules d’ATP, à travers la créatine-phophate (CrP). (0,25 point)

 

2.2) La fermentation lactique on la voie anaérobie lactique :

Elle a lieu au cours de l’activité musculaire, à la faveur de la baisse de l’approvisionnement du muscle en dioxygène O₂. Elle consiste à la dégradation des différentes molécules d’acide pyruvique, en absence de O₂, dans le sarcoplasme.

On obtient la formation d’acide lactique et la libération d’une énergie potentielle chimique que nous notons EPC₂. (0,5 point)

On a ainsi : 2 Acides pyruviques →2 Acides lactiques + EPC₂ (2’) (0,25 point)

Cette EPC₂ va ainsi servir à la régénération de quatre molécules d’ATP, à travers la CrP, (à partir d’une molécule de glucose) (0,25 point)

 

2.3) La respiration ou la voie aérobie :

Elle consiste à la dégradation totale des acides pyruviques dans la mitochondrie, en présence de dioxygène. On obtient la formation du dioxyde de carbone et de la vapeur d’eau, ainsi que la libération d’une énergie potentielle chimique que nous notons EPC₃. (0,5 point)

On a ainsi : 2 C₃H₆O₃ + 6 O₂ → 6 CO₂ + 6H₂O + EPC₃ (3’)    (0,25 point)

Cette EPC₃ va ainsi servir à la régénération de trente quatre (34) molécules d’ATP, à travers la CrP. (0,25 point)

 

 

Conclusion

La molécule d’ATP dégradée au cours d’une activité de la fibre musculaire est donc régénérée directement à partir de la créatine-phosphate. (0,25 point)

Cette réaction anabolique nécessite une consommation d’énergie provenant à la fois de la glycolyse et des réactions qui en découlent, notamment la fermentation lactique et la respiration. (0,25 point)

 

N.B. : Le plan et la répartition des points de la maîtrise des connaissances peuvent être modifiés, au cours de la concertation, par les correcteurs du jury.

 

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