COURS DE TERMINALE SPÉCIALITÉ SVT CHAP.17: ATP et CONTRACTION MUSCULAIRE

bonjour à tous les activités cellulaires nécessite de l'énergie dans la vidéo précédente sur les cellules musculaires nous avons vu que le mécanisme de raccourcissement musculaire permettant la réalisation d'un mouvement nécessité l'énergie sous forme d'une petite molécule appelée atp c'est l'acronyme d'adénosine triphosphate et dans cette vidéo j'aimerais que l'on voit ensemble l'origine de cette petite molécule nécessaires à la contraction de la cellule musculaire à l'ego c'est parti à l'essai [Musique] commençons par quelques constats l'utilisation de l'atp au niveau des cellules musculaires permet le coup lissage des filaments d'actine et de mieux in à l'origine de la contraction musculaire regarder sur votre gauche vous avez en bleu les filaments fin d'actine et au centre en beige les filaments et p2 myosine les molécules d'atp libère l'énergie permettant ce travail cellulaire voici une molécule d'être dp sur votre écran elle est constituée d'une base d'azoté appelé adénine lié à un sucre appelé ribose cet ensemble adénine plus ribose forme l'adénosine c'est un des nauzes in est liée à des groupements phosphate que je vous entourent qui sont eux mêmes liés en série vous avez trois groupements phosphates lorsque vous avez l'hydrolyse d'une molécule d'atp c'est à dire pour vous ici une coupure du dernier groupement phosphate libérer alors un groupement phosphate ici appelé pays pour phosphates inorganiques et bien vous avez une libération d'énergie d'environ 30 kg jules par molle dans les conditions standard il se forme une molécule appelée adp c'est la même molécule que la tp sur la gauche sauf que vous n'avez besoin que deux groupements phosphates ok pour vous alors concernant l'énergie libérée par la réaction chimique dans la cellule et bien cela permet ce que l'on appelle le travail cellulaire c'est l'énergie qu'utilise la cellule de plus une partie de cette énergie est perdue sous forme de chaleur comme dans tout travail le rendement n'est jamais de 100% or dans les cellules la quantité d'atp immédiatement disponible et très faibles et ne permet pas d'assurer une contraction au delà de quelques secondes la tp doit alors être fabriqués ou plus précisément doit être régénérées pour que cette quantité ne soit pas épuisé pour vous expliquer cela nous allons partir du graphique suivant il vous présente la dépense énergétique relative c'est en pourcentage en fonction du temps ici l'échelle n'est pas linéaire ça commence avec des secondes puis des minutes au début d'une activité musculaire l'atp présent dans la cellule alimente directement la contraction sa contraction est très rapidement proche de zéro c'est la courbe de couleur rouge sur votre écran il doit être régénérées de façon continue afin que la contraction puisse se poursuivre heureusement une fois que la tp et hydrolysées en adp et en phosphates inorganiques sa régénération se fait en une fraction de secondes suivant trois voix soit par interaction de la dp avec de la créatine phosphates c'est la voie la plus rapide qui intervient sans délai permettant une libération d'énergie très importante durant quelques secondes c'est la courbe de couleur verte sur votre écran la seconde appelée voix anaérobie lactique ou encore fermentation lactique intervient majoritairement après 20 ou 30 secondes d'effort musculaire elle permet une synthèse d'atp lors de la réalisation d'efforts musculaire plus long mais ne dépassant pas quelques minutes enfin troisième voie appelée voix aérobie on l'appelle aussi communément la respiration et bien elles l'utilisent diverses molécules organiques mise en réserve et son délai d'intervention est plus tardif que les précédentes elle est de l'ordre de 2,2 à 4 minutes c'est la courbe de couleur orange elle peut se maintenir jusqu'à plusieurs heures ce qui en fait la voix de régénération de la tp majoritaire pour les sports d'endurance je vous propose maintenant d'approfondir chacune de ses trois premières voix celle de l'hydrolyse de la fosse faux créatif la fausse peau créatine est une molécule que voici sur votre écran elle est synthétisée par une fois au pancréas et les reins à partir de certains acides aminés mais elle peut être aussi apporté par l'alimentation comme la viande ou les poissons on retrouve cette molécule essentiellement dans les cellules gorius cullers pourquoi l'appel ton créatine phosphates et bien c'est parce que vous avez ici un groupement phosphate je roule entourent liés à la molécule appelée créatine et cette crête il faut soit peu après hydrolyse céder son groupement phosphate par couplage à de la dp et régénérer de l'atp ensemble atp et créatine phosphate présent dans le muscle permettent de maintenir une puissance musculaire maximale de quelques secondes à quelques dizaines de secondes souvenez-vous notre graphique ici c'est un lien avec la courbe de couleur verte cette puissance est suffisante pour courir un sprint de 100 m pour un effort de plus longue durée d'autres voies métaboliques consommant des molécules organiques interviennent selon le type d'effort c'est à dire selon la durée de l'effort et selon l'intensité de l'effort par exemple pour un effort de plus longue durée allant d'une minute à quelques minutes c'est la dégradation du glucose qui va fournir l'énergie regardons tout cela maintenant nous voici au coeur d'une cellule musculaire c'est très schématique c'est uniquement pour que l'on puisse se concentrer sur les aspects biochimiques de régénération de l'atp ça marche pour vous alors comme vous le disais tout à l'heure ce qui va constituer le carburant énergétique pour la cellule ici ce sont des molécules organiques et plus précisément c'est la dégradation du glucose le voici sur votre écran ce que lui cause peut provenir soit de la circulation sanguine je vous rappelle que vous avez un taux de glucose sanguin relativement constant autour de 1 gramme par litre on parle de glycémie d'ailleurs mais il peut aussi provenir directement de réserve du muscle je ne rendent pas plus dans le détail à ce niveau là ce que vous devez garder en tête c'est que du glucose va être utilisée du glucose va être consommés en fait selon lui cause va subir tout un ensemble de réactions biochimiques assez complexe que je vous matérialise ici par une flèche jaune il s'agit de la glycolyse pour faire simple vous avez une oxydation partiel à partir de 2 composé appelé n ad il s'agit de transporter oxydé qui réagissent dans la glycolyse et qui se réduisent en n ad h7 glycolyse permettent de produire à partir de co2 adp et 2 phosphates inorganiques de molécules good atp les produits formé en fin de vie colis ce sont deux molécules de pyruvate donc pour récapituler ici vous récupérez de l'énergie sous forme de molécules d'atp au niveau de la glycolyse ils se forment deux molécules d'atp par molécules de glucose et ça ne s'arrête pas là les deux molécules de pyruvate continuent leur chemin elles vont interagir avec nos molécules réduite n ad h par couplage ici à garder en tête tout d'abord c'est que vous recycler le pouvoir réducteur c'est à dire que vous formez du n ad qui pourrait être à nouveau utilisé dans la glycolyse vous voyez sur l'écran vous avez une sorte de cycle avec une réduction de ce composé par la glycolyse puis oxydation lorsque vous avez couplage avec le pirate est la conséquence de cette réaction c'est que les pyruvate sont alors réduits en lactate dans le site aux hommes de la cellule musculaire ok pour vous vous remets ici du lactate ainsi de manière globale vous voyez que vous formez à partir d'une molécule de glucose de molécules d'atp et deux molécules de lactate la quantité d'atp régénérer et faible pour une molécules de glucose mais les avantages de cette réaction sont sa rapidité et le fait qu'elle ne nécessite pas d'augmentation du débit sanguin apportant du dioxygène supplémentaire puisque elle se réalise en l'absence de ceux dioxygène ça marche pour vous certains efforts physiques sont de plus longue durée et lorsqu'il se prolonge au-delà de 2 minutes et bien il existe un système plus rentable permettant de régénérer beaucoup plus d'atp dans la cellule musculaire il s'agit de la voie métabolique aérobie qui correspond à l'utilisation de molécules organiques comme le glucose par exemple qui est le principal substrat respiratoire des cellules regardons tout cela en détail voici notre cellule musculaire très schématique et la respiration cellulaire débute par une étape commune à la fermentation lactique il s'agit de la glycolyse vous formez de l'atp du pouvoir réducteur se forme de haine à dh et du pyruvate tout cela se réalise dans le site au sol c'est alors qu'intervient un mécanisme aérobie les réactions qui suivent maintenant se déroule dans un organite très important pour la cellule j-2 la mitochondrie en voici une sur votre écran elles mesurent en moyenne un à deux micros mètres de longueur pour 0,5 à 1 micromètre de largeur alors c'est une moyenne et certaines peuvent atteindre des longueurs allant jusqu'à 10 micromètres bref une particularité pour cet organisme c'est qu'il est constitué par deux membranes une membrane externe et une membrane interne formant ce que l'on appelle une enveloppe enveloppe mitochondrial est regardé la membrane interne forment à l'intérieur de la mitochondrie dans la matrice de nombreux replis on parle aussi de crête mitochondrial et vous allez voir qu'elles sont très importante dans le processus de la respiration regardez agrandissons notre cellule notre pyruvate formé par la vie qu lise traverse l'enveloppent de la mitochondrie il se retrouve dans la matrice mitochondrial ici de couleur jaune puis il va subir une série de réactions d'oxydation et de deckard boxill à sion alors n'ayez pas peur des thermes voyons ensemble plus en détail ici la flèche en forme de cercle vous indique que vous avez un ensemble de réactions chimiques qui sont tout simplement schématiser cent des détails vous avez tout un ensemble de réactions accéléré catalysée par des enzymes localisé uniquement dans la matrice toutes les réactions se déroule dans la matrice de couleur jaune cela constitue ce que l'on appelle le cycle de crêpes du nom de son découvreur hans creps par contre vous avez quelques éléments à comprendre ici le premier est bien c'est que vous avez une production de co2 c'est notre fameuse d'écart boxill à sion vous avez un carbone qui par l'intermédiaire de la molécule de co2 sort du cycle ce co2 sera ensuite de la cellule ils passent dans la circulation sanguine et rejoindra à les poumons pour être expulsé lors de l'expiration un lien important ici à faire c'est celui de la respiration nous sommes dans la mitochondrie à l'échelle cellulaire il se produit donc du co2 que nous expliqueront ensuite lors de la respiration à l'échelle de l'organisme revenons à notre cellule musculaire et notre mitochondries au niveau du cycle de crêpes si vous avez d'autres réactions que je vous rajoute sur le schéma tout d'abord la régénération de l'atp à partir d' adp et pays et oui vous avez donc au niveau de ce cycle de crète une source d'atp pour la cellule puis dernier point à retenir pour ce cycle de creps vous avez la formation de pouvoir réducteur sous forme de haine à des âges qui se réalise à partir de n ad provenant de la matrice mitochondrial concernant maintenant ce fameux n 1 dh former son histoire ne s'arrête pas là je vous rappelle qu'il s'agit d'un transporteur réduit et ce transporteur va se faire oxydé un autre endroit de la mitochondrie regarder ça se passe au niveau de la membrane interne mitochondrial où l'on observe la présence de protéines ce sont tous les petits ronds de couleur violette ces protéines présentes en très grand nombre dans la membrane interne sont assemblés en complexe qui sont proches les uns des autres et qui forment ce que l'on appelle la chaîne respiratoire et ses complexes vont alors intervenir dans l'oxydation de notre n ad âge c'est bon pour vous on regarde plus en détail tout cela allez go on zoome une nouvelle fois bien voici un fragment de notes mitochondries je vous a grandi une crête mitochondrial c'est la membrane interne replier que vous avez sur votre écran voici maintenant les complexes protéiques ce sont les ronds violet et ses complexes forme la chaîne respiratoire je vous la schématise ici de manière simplifiée par ce rectangle encadrant les complexes protéiques alors rappelez vous au niveau du cycle de crédit se produit du pouvoir réducteur sous forme de haine à dh le voici et c'est au niveau de la chaîne respiratoire que notre haine à dh va transférer ces électrons et proton audi oxygène que voici ici le dioxygène est réduit en une molécule que vous connaissez bien c'est maintenant h2o c'est-à-dire de l'eau tout simplement éduenne athée est à nouveau disponible pour votre cycle de krebs ok pour vous alors je préfère vous le dire maintenant ici c'est une représentation simplifiée je n'ai pas réalisé équilibre des charges ici c'est volontairement simplifié pour que vous compreniez le principe général d'ailleurs ce dioxygène avez vous devinez d'où il venait et bien c'est tout simplement le dioxygène que vous inhalez lors de l'inspiration à l'échelle de l'organisme se dit oxygène atmosphérique se retrouvent ensuite au sein de votre corps est ici dans vos cellules et vous voyez qu'il permet de par sa présence d'oxydé notre pouvoir réducteur n ad h au niveau de la chaîne respiratoire bien alors vous allez me dire et donc quel est le rapport avec notre respiration cellulaire et la formation d'énergie sous forme d'atp c'est quand même une partie du titre de cette vidéo l'origine de la tp alors si nous ouvrons au niveau de notre chaîne respiratoire vous avez un complexe protéique particulier appelé atp synthase je vous leur ajoute maintenant et c'est au niveau de ce complexe que vous allez avoir par couplage avec de la dp est du pays la régénération d'une très grande quantité d'atp ici vous former beaucoup beaucoup d'atp c'est ce que vous devez garder en tête la voix aérobie qui finalement fait intervenir les mitochondries et le dioxygène et bien ça c'est la voie permettant de produire le plus d'atp je ne rentrent pas plus dans le détail ici vous avez déjà beaucoup de choses le métabolisme des cellules musculaires et contrôlée par tout un ensemble de molécules et notamment par des hormones produites par l'organisme comme la testostérone pour les hommes la testostérone que voici sur votre écran est une hormone produite essentiellement par les testicules elle est sécrétée dans le sang puis circulent dans tout l'organisme et agit au niveau des différentes cellules cibles dont les cellules musculaires comment est bien par l'intermédiaire de récepteurs spécifiques à cette hormone voici schématiser un récepteur à testostérone et voici leurs modes schématiser en orange avec la lettre t ai regardé il existe une complémentarité de structures entre la testostérone et son récepteur cette liaison que vous avez entre l'hormone et son récepteur se trouvant au sein des cellules musculaires permet l'augmentation de la masse musculaire et de la force musculaire et ça surtout chez les personnes suivant un entraînement physique or il existe des médicaments à base de molécules de synthèse qui dérive de cette testostérone et ces molécules possédant une structure très similaire à la testostérone vous le voyez sur votre écran c'est la molécule schématiser de couleur bleu avec le m du coup ces molécules peuvent se fixer aussi sur les récepteurs de la testostérone et ce qui se passe c'est que cela reproduit et amplifie les effets de cette testostérone et oui ce type de substance peut alors augmenter artificiellement les performances physiques d'un sportif c'est ce que l'on appelle alors du dopage prenez par exemple le stanozolol que voici sur votre écran c'est un stéroïde de synthèse et c'est un produit interdit par l' agence mondiale antidopage en compétition sportive vous voyez ici sa structure est en très proche de celle de la testostérone juste au dessus et ses effets en sont similaires enfin concernant ces produits eh bien ces stéroïdes représentent des risques pour la santé de ceux qui en abusent pouvons même aller jusqu'au péril de la vie des individus merci à tous pour votre attention je vous rappelle que vous pouvez retrouver toutes ces informations dans le manuel de cours chez nathan dans le chapitre 17 vous y retrouverez tout ce que l'on a vu dans la vidéo et bien plus encore chers étudiants de terminale voici en quelques mots ce que vous devez connaître dans ce chapitre les quantités d'atp immédiatement disponibles dans la cellule musculaire sont faibles il n'y a pas de stockage de cette molécule lorsqu un effort physique des buts l'atp consommer et immédiatement régénérer grâce à la fosse faux créatine présente dans la cellule musculaire puis selon le type d'effort sa durée son intensité il existe d'autres voies métaboliques consommant des molécules organiques qui peuvent ensuite intervenir vous avez par exemple la fermentation lactique se déroulant dans le site au sol qui se caractérise par l'absence de consommation de dioxygène c'est une oxydation et complète qui génère un résidu organique appelait lactate la quantité d'atp formé est assez faible si les forces poursuit au delà d'une certaine durée la respiration cellulaire prend le relais le métabolisme et de type aérobie dans la cellule vous avez en relais s'effectuant dans les mitochondries avec le cycle de creps l'ensemble des réactions produisent du co2 est décomposé réduit comme le n ad h la chaîne respiratoire mitochondriale permet l'arrêt oxydation des composés réduit par la réduction de dioxygène en eau h2o ces réactions conduisent à la production d'atp en grande quantité permettant les activités cellulaires enfin des substances exogènes donc non fabriqués par notre organisme comme des stéroïdes peuvent modifier le métabolisme musculaire et accroître la masse des muscles ce qui constitue un moyen d'améliorer artificiellement les performances et ces substances peuvent toutefois avoir des effets graves sur la santé voilà je vous place en bas à droite de votre écran la vidéo suivante sur ce même thème si vous voulez en avoir plus d'informations sur l'épisode cliquez juste en dessous n'oubliez pas de vous abonner de partager est laïque et cette vidéo si ça vous a plu ça m'encourage à vous en créer de nouvelles pour votre réussite je vous dis à la prochaine ciao [Musique]