Corrigé 2017 : Maîtrise des connaissances

 

Le muscle en activité consomme de l’ATP qui est renouvelé par des voies rapides et par des voies lentes. Ces dernières utilisent le glucose en présence ou en absence d^{\prime}O_2.

 

Quels sont les processus de régénérations de l’ATP à partir du glucose. Quels sont les différentes formes de chaleurs produites par l’activité musculaire ?
Pour répondre à cette interrogation, nous rappellerons les voies de l’utilisation du glucose puis présenterons les différentes formes de chaleurs musculaires.

 

A. Les voies lentes de régénération de l’ATP musculaire.
La 1ère étape dans l’utilisation du glucose par la fibre musculaire est la glycolyse. Suivront
ensuite la fermentation ou la respiration en fonction de l’état d’oxygénation du muscle.

 

1- La glycolyse
Elle se déroule dans le sarcoplasme. Le glucose est oxydé en acide pyruvique. Cette réaction exergonique (libérant de l’énergie) est couplée avec la synthèse d’ATP et la formation de transporteur réduit :

C_6H_{12}O_6+2R^{\prime}\longrightarrow 2CH_3CO\,COOH+2R^{\prime}H_2

2ADP+2Pi\longrightarrow 2\,ATP.

 

2- La fermentation

La fermentation est une oxydation partielle du substrat qui se produit généralement en absence d^{\prime}O_2. Elle se déroule dans le sarcoplasme de la fibre musculaire ou l’acide pyruvique issu de la glycolyse est transformé en acide lactique. Au total la fermentation ne produit que les 2ATP générées par la glycolyse.

 

3- La respiration

En présence d’une quantité d^{\prime}O_2 suffisante, l’acide pyruvique provenant de la glycolyse subit des oxydations respiratoires dans les mitochondries. La dégradation (décarboxylation et déshydrogénation) du glucose étant complète, on peut schématiser globalement la respiration par :

C_6H_{12}O_6+6O_2+6H_2O\rightarrow 6CO8_2+12H_2O+Energie.

L’énergie récupérée va fournir 34 ATP :


- 2 au cours du cycle de Krebs dans la matrice mitochondrial


- 32 par la chaîne respiratoire au niveau des crêtes de la membrane interne.


A partir du glucose, la respiration produit 36 ATP (2 issues de la glycolyse + 2 issues du cycle de Krebs + 32 issues de la chaîne respiratoire).

 

B. Les différentes formes de chaleurs musculaires et leurs origines.

1- Les différentes formes de chaleurs.

L’activité musculaire s’accompagne d’une production de chaleur qui se répartit en plusieurs phases :

- Une chaleur initiale libérée pendant la contraction et que l’on peut subdiviser en chaleur de contraction et chaleur de relâchement.

- Une chaleur retardée d’intensité faible mais de longue durée qui est libérée après la secousse musculaire.

                                                                              Les manifestations thermiques de la contraction musculaire.

                                           

2- Origines des chaleurs musculaires

La chaleur initiale de contraction provient de l’hydrolyse de l’ATP au moment de la contraction.

La chaleur de relâchement est issue de la réaction de resynthèse de l’ATP à partir de la créatine-phosphate : Enzyme ADP + créatine-phosphate \longrightarrowATP + créatine + chaleur initiale de relâchement.

La chaleur retardée a pour origine, les réactions de resynthèse d’ATP lors de la respiration.

 

Conclusion :

Le glucose est utilisé pour la production d’ATP musculaire dans la glycolyse, dans la respiration et dans la fermentation. Différentes formes de chaleurs sont produites lors de l’activité musculaire à partir de réactions exergoniques.

 

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