interaction actine myosine et energie

La contraction étant un mouvement, comme tout mouvement, il faut une source d'énergie pour que celui-ci puisse se produire.

Nous avons vu que la fibre musculaire utilise de l'ATP mais nous ne mangeons pas d'ATP: alors d'où provient cette mystérieuse molécule?

Hypothèses?

 

Plan du TP:

1-Mise en évidence du rôle de la molécule d'ATP dans la contraction musculaire

2-Recherche de molécules énergétiques dans le muscle

3-Mise en évidence d'une régénération de la molécule d'ATP dans le muscle

 

1-Mise en évidence du rôle de la molécule d'ATP dans la contraction musculaire:

Protocole:

  • Des morceaux de muscles achetés la veille ont été dilacérés en faisceaux de fibres de 2 à 5 mm de diamètre puis conservés au frais dans du glycérol à 50% ce qui a pour but d'éliminer l'ATP.
  • Avant emploi, immergez ces faisceaux dans l'eau distillée afin d'éliminer le glycérol
  • Dilacérez davantage ces faisceaux afin d'en dégager que quelques fibres
  • Montez entre lame et lamelle en ajoutant une goutte de bleu de méthylène.
  • Observez au microscope, prenez une photo que vous légenderez : myofibrilles, strie, noyau, sarcolemme...
  • Puis, déposez une goutte de solution d'ATP au borde la lamelle qui va diffuser par capillarité sous la lame
  • Observez ce qui se passe.
  • Prenez plusieurs photos si possible des stades intermédiaires puis finaux.

Capture d’écran 2021-02-03 à 15

 

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Sources:

Lascombes, Manuel de travaux pratiques de physiologie animale et végétale, n°87, p 210.

http://labopathe.free.fr/contraction-musculaire-et-atp.html

Autre protocole possible :

Etude des effets de l'ATP sur du muscle frais de poisson

Veiller à travailler rapidement et avec précaution !
Lire les consignes avec attention avant de débuter le protocole.

  • Coller sous une lame d’observation microscopique, une feuille de papier millimétré.
  • Prélever deux fragments frais de muscles de poisson en veillant à choisir des fragments présentant l'aspect de « petites fibres » d'environ 1 à 2 cm de longueur.
  • Préparer dans un des verres de montre quelques gouttes de solution d'ATP : pour cela, prélever une POINTE DE SCALPEL D'ATP EN POUDRE ET RAJOUTER QUELQUES GOUTTES D'EAU DISTILLÉE.
  • Déposer ensuite rapidement les deux fragments de muscles sur la lame et mesurer leur longueur initiale à l'aide du papier millimétré.
  • Sur un des fragments, ajouter, à l'aide d'une seringue, une goutte de la solution d'ATP préparée - observer l’aspect et l’évolution du fragment immédiatement après l’apport d’ATP.
  • Sur l'autre fragment, ajouter uniquement une goutte d'eau distillée et observer.

 

2-Recherche de molécules énergétiques dans le muscle

Nous ne mangeons pas l'ATP mais des aliments dont certains sont plus énergétiques que d'autres

  • rappelez le nom des molécules énergétiques de notre alimentation.
  • imaginez un moyen permettant de mettre en évidence l'une de ces molécules dans le muscle.

Pour cela, veuillez lire le compte-rendu de Claude Bernard qui se trouve sur votre paillasse.

  • avant de passer à la réalisation pratique, vous discuterez de votre stratégie avec le professeur;
  • quel témoin peut-on imaginer ?

 

3-Mise en évidence d'une régénération de la molécule d'ATP dans le muscle

La contraction des cellules musculaires est une activité qui consomme de I'ATP.  

L’ATP n'étant pas stocké dans les cellules, il doit être régénéré en permanence.

Exploitez les informations apportées par l'étude des documents pour montrer quelles sont les voies métaboliques utilisées.

Document 1 : Les mitochondries des cellules musculaires.

 Electronographie d'une coupe transversale partielle d'une fibre musculaire (x 16000)

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D'après Nathan, Sceinces expérimentales.

Informations complémentaires

Le volume total de mitochondries est égal à 5% du volume du cytoplasme de la cellule musculaire chez un individu non entraîné contre 11% chez un individu entraîné. De plus, activité des enzymes mitochondriales est plus importante chez un individu entraîné que chez un individu non entraîné.

 D'après le métabolisme énergétique chez l'Homme. Nathan lNSERM

Document 2 : Modification des paramètres sanguins de part et d'autre d'un muscle

Le tableau suivant donne la concentration de dioxygène, de dioxyde de carbone, de glucose et d'acide lactique dans le sang artériel arrivant au muscle et dans le sang veineux partant du muscle pendant un exercice physique.

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D'après Didier 2nd 2000 et Hatier 1ère S 1993

 

* L'acide lactique est un produit de la fermentation lactique dont l'équation bilan est la suivante:

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R' composé oxydé et RH2 composé réduit

Document 3 : Production d'acide lactique et consommation de dioxygène chez un individu non entraîné et chez un individu entraîné pour un exercice de puissance donnée.

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N.B. : On considère que les changements constatés à l'échelle de l'organisme sont dus principalement à l'activité des muscles pendant l'exercice.

 

On définit deux types d'effort physique :
- l'endurance : l'effort est modéré mais prolongé.
- la résistance : l'effort est intense mais de courte durée.

Les muscles contiennent deux types de fibres : des fibres de type I et des fibres de type II.
Au cours d'un effort d'endurance, les fibres de type I sont les plus sollicitées, alors que les fibres de type II le sont lors d'un exercice intense et de courte durée.

Document 4 : Electronographies de fibres musculaires (vues de détail en MET)
(D'après Didier TS 2002)

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Document 5 : Données biologiques sur les fibres musculaires

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Document 6 : Données sur le métabolisme énergétique cellulaire

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