Séquence 2 : Quelques aspects du métabolisme énergétique chez l’Homme

Thomas Hervé Mboa Nkoudou; Marius KIAM BITEP

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Marius KIAM BITEP

LEÇON 5 : MÉTABOLISME ÉNERGÉTIQUE DES CELLULES MUSCULAIRES

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Familles de situations :

Problèmes liés à la couverture des besoins énergétiques lors des activités sportives.

Exemples de situations :

Problèmes liés à la restauration de l’ATP lors des exercices musculaires.

Catégories d’actions :

Sensibilisation sur la nécessité du renouvellement de l’ATP lors des exercices musculaires.

Actions :

Etablir la relation entre les différentes voies de restauration de l’ATP, les types de fibres musculaires et l’effort physique effectué.

Séquence 2 : Quelques aspects du métabolisme énergétique chez l’Homme.

LEÇON 6 : LES VOIES DE RESTAURATION DE L’ATP ET ADAPTATION AUX EXERCICES SPORTIFS

O.P.O : Expliquer la relation qui existe entre les différentes voies de restauration de l’ATP, les types de fibres musculaires et l’effort physique effectué.

L’adénosine triphosphate (ATP) est la principale forme d’énergie utilisée par les cellules chez tous les organismes vivants. L’hydrolyse de l’ATP en ADP + Pi est une réaction libérant de l’énergie (30.5Kj.Mol). L’ATP n’est pas stocké mais régénéré aussi vite qu’il est utilisé(Chapitre 3. L’ATP, une molécule indispensable à la vie cellulaire, s. d.)

Il existe trois voies de restauration de l’ATP à savoir : la voie anaérobie alactique, la voie anaérobie lactique et la voie aérobie.

6.1- Les voies de restauration de l’ATP

O.P.O.I : expliquer les voies de régénération de l’ATP

Il existe trois voies de restauration de l’ATP à savoir : la voie anaérobie alactique, la voie anaérobie lactique et la voie aérobie.

6.1.1- La voie anaérobie alactique

Activité 1 : figure 1 : l’hydrolyse de la phosphocréatine(Chapitre 3. L’ATP, une molécule indispensable à la vie cellulaire, s. d.)

Résumé :

Le métabolisme anaérobie alactique, est une filière énergétique du muscle utilisée sans oxygène et ne produisant pas d’acide lactique. Il dégrade directement l’adénosine triphosphate (ATP) contenue dans le muscle. La créatine phosphate contenue dans les cellules prend le relais pour produire de l’ATP (« Métabolisme anaérobie alactique », 2020). En effet, l’hydrolyse de la phosphocréatine fournit l’énergie nécessaire à la phosphorylation de l’ADP pour former de l’ATP : efficace mais le stock de phosphocréatine s’épuise vite(Chapitre 3. L’ATP, une molécule indispensable à la vie cellulaire, s. d.).

6.1.2- La voie anaérobie lactique

Activité 1 : figure 2 : Fermentation lactique(Chapitre 3. L’ATP, une molécule indispensable à la vie cellulaire, s. d.)

Résumé :

Le métabolisme anaérobie lactique est un processus de l’organisme qui se produit afin de fournir aux muscles de l’adénosine triphosphate (ATP) nécessaire à l’effort lorsque celle contenue dans le muscle devient insuffisante(« Métabolisme anaérobie lactique », 2020). Ici, c’est la fermentation lactique qui fournit de l’ATP par la glycolyse : faible rendement et formation d’acide lactique responsable d’une acidose qui diminue les performances du muscle(Chapitre 3. L’ATP, une molécule indispensable à la vie cellulaire, s. d.). Ce mécanisme est cependant d’un faible rendement car il consomme beaucoup de réserves glucidiques pour une production d’ATP relativement modeste. Deux molécules d’ATP seulement sont produites pour une molécule de glucose consommé(LES DIFFERENTES VOIES DE RESTAURATIONS DE L’ATP – MUSCLEENBONNESANTE, s. d.)

6.1.3- La voie aérobie

Activité 3 :

Figure 3a. La respiration(Chapitre 3. L’ATP, une molécule indispensable à la vie cellulaire, s. d.)
Figure 3b. Bilan chimique de la respiration cellulaire(LES DIFFERENTES VOIES DE RESTAURATIONS DE L’ATP – MUSCLEENBONNESANTE, s. d.)

Résumé :

C’est la voie qui utilise la respiration, mécanisme le plus efficace grâce à la phosphorylation oxydative : limité tout de même par l’apport en dioxygène dépendant. A l’aide de cet oxygène, 1 molécule de glucose est complètement oxydé pour produire environ 36 ATP : 2 ATP par glycolyse, 2 ATP au cours du cycle de krebs et 32 ATP par phosphorylation oxydative(LES DIFFERENTES VOIES DE RESTAURATIONS DE L’ATP – MUSCLEENBONNESANTE, s. d.)

6.2- Adaptation aux exercices sportifs

O.P.O.I : Expliquer l’évolution de certains paramètres au cours des exercices musculaires (ATP, phosphocréatine, glycogène…)

Les trois types de métabolisme étudiés précédemment ont une grande importance dans la pratique des sports. En effet la puissance musculaire développée lors d’un exercice varie considérablement selon le type d’exercice et selon le type de métabolisme.

Activité 2 :

Figure 4a. Courbe de variation de la puissance musculaire en fonction du temps(Chapitre 3. L’ATP, une molécule indispensable à la vie cellulaire, s. d.)
Figure 4b. Types de métabolisme en fonction de l’activité sportive(Chapitre 3. L’ATP, une molécule indispensable à la vie cellulaire, s. d.)
Figure 4c. Variation de la composition chimique d’un muscle au cours des exercices(Chapitre 3. L’ATP, une molécule indispensable à la vie cellulaire, s. d.)
Figure 4d. Relai de régénération de l’ATP au cours d’un effort musculaire(ST3_L_utilisation_de_l_ATP_par_la_fibre_musculaire.pdf, s. d.)

Résumé :

Les courbes de la figure 4 montrent bien que l’utilisation du métabolisme anaérobie alactique correspond à un effort bref et très puissant. C’est le métabolisme de sports explosifs comme le 100 m ou l’haltérophilie. En revanche, le métabolisme aérobie correspond à des sports de fond ou de demi-fond comme le Marathon ou le ski de fond. Ceci revient encore à dire qu’au cours d’un effort musculaire :

À très court terme, l’ATP est régénérée par hydrolyse de la phosphocréatine en créatine(Utilisation de l’ATP, s. d.)
La fermentation lactique prend le relai de phosphocréatine lors d’un effort intense(ST3_L_utilisation_de_l_ATP_par_la_fibre_musculaire.pdf, s. d.)
Après quelques minutes d’effort, nécessaire à l’adaptation du système cardiovasculaire et respiratoire, les cellules musculaires sont complètement oxygénées, la respiration prend la relève de production de l’ATP(ST3_L_utilisation_de_l_ATP_par_la_fibre_musculaire.pdf, s. d.)

Références et bibliographie

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