Sujet : Toutes les molécules d'ATP consommées au cours de la contraction musculaire doivent être remplacées.
Exposez brièvement les différentes voies métaboliques de renouvellement du stock d'ATP d'une fibre musculaire.
Corrigé
Introduction:
La contraction musculaire nécessite de l'énergie provenant de l' hydrolyse de molécules phosphorées: adénosine triphosphate ou ATP selon la réaction :
-ATP----->ADP(adénosine diphosphate) + P+ Energie
L'ATP ainsi dégradé est régénéré par voie métabolique rapide et par voie métabolique lente.
1. Régénération rapide de l'ATP:
Elle se fait par les voies métaboliques directes suivantes:
Réaction 1: -ADP + P + Energie---------->ATP
L' énergie nécessaire à cette reconstitution de l'ATP provient de la réaction 3.
Réaction 2: Elle fait intervenir une enzyme, la myokinase, capable de produire de l'ATP à partir du produit de son hydrolyse, l'ADP, selon la réaction:
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--ADP+ADP------>ATP + AMP (adénosine monophosphate)
Réaction 3: Elle correspond à l'utilisation d' un stock important d' un autre composé phosphaté contenu dans le muscle et riche en énergie, la phosphocréatine. Cette dernière cède un phosphate à une molécule d'ADP pour reformer une molécule d'ATP.
---Phosphocréatine + ADP----->ATP + créatine + Energie
L' énergie libérée permet la réaction 1!
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2. Régénération lente de l'ATP :
Elle se fait par des voies métaboliques indirectes grâce aux réserves de glycogène musculaire fournissant du glucose.
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a/ En déficit de dioxygène :
Réaction 4: La dégradation du glycogène et du glucose (glycolyse), catalysée par une série d'enzymes, aboutit à la formation d'acide pyruvique avec libération d'énergie permettant la reconstitution d'ATP à travers la phosphocréatine.
2. Régénération lente de l'ATP :
Elle se fait par des voies métaboliques indirectes grâce aux réserves de glycogène musculaire fournissant du glucose.
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a/ En déficit de dioxygène :
Réaction 4: La dégradation du glycogène et du glucose (glycolyse), catalysée par une série d'enzymes, aboutit à la formation d'acide pyruvique avec libération d'énergie permettant la reconstitution d'ATP à travers la phosphocréatine.
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Glycogène-->C6H12O6-->2CH3—CO—COOH + 2H2 + Energie
-------------- Glucose----- Acide pyruvique
Réaction 5: L'acide pyruvique est réduit en acide lactique avec libération d' énergie permettant la reconstitution d' ATP à travers la phosphocréatine.
2CH3—CO--COOH + 2H2 --->2CH3—CHOH--COOH + Energie
- acide pyruvique--------------- -- acide lactique
b/ Lorsque l' oxygène est abondant :
Réaction 6: Quand le muscle est au repos, donc en présence d' oxygène, les acides pyruvique, lactique et le glucose sont oxydés au niveau des mitochondries.
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Exemple: -2C3H6O3 + 6O2 -----> 6CO2 + 6H2O + Energie
--------------acide lactique
L'énergie produite permet la reconstitution d' ATP à travers la phosphocréatine.
Conclusion:
L’ATP hydrolysé lors de la contraction musculaire est régénéré à partir de la phosphocréatine ainsi que de la glycolyse et des réactions qui en découlent, notamment la fermentation lactique et l'oxydation respiratoire.
Exemple: -2C3H6O3 + 6O2 -----> 6CO2 + 6H2O + Energie
--------------acide lactique
L'énergie produite permet la reconstitution d' ATP à travers la phosphocréatine.
Conclusion:
L’ATP hydrolysé lors de la contraction musculaire est régénéré à partir de la phosphocréatine ainsi que de la glycolyse et des réactions qui en découlent, notamment la fermentation lactique et l'oxydation respiratoire.
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