L'utilisation de l'ATP par la fibre musculaire

Devoir Maison de Spécialité SVT

L’utilisation de l’ATP par la fibre musculaire

Exercice 3 p 65

   Un muscle squelettique se compose de deux principaux types de fibres musculaires : celles de type I qui sont « rouges et lentes » et celles de type II, les « blanches et rapides ». On cherche à déterminer les métabolismes prédominants caractéristiques de chaque type de fibre ainsi que leurs utilisations dans différents types de sport.

Composition d’un muscle

   Sur le document 1 on observe la coupe transversale d’un muscle squelettique au microscope optique (x40) colorée. On peut y distinguer deux types de fibres principaux : celles de type I avec une forte activité enzymatique qui sont donc le siège d’une forte production d’ATP par les mitochondries. Et celles de type II avec une faible activité enzymatique.

Le document 3 nous apprend que les fibres de type I possèdent trois fois plus de myoglobine et une densité en capillaires sanguins trois fois plus grandes que les fibres de type II. Cela leurs permet d’apporter le dioxygène aux mitochondries présentent dans les fibres. Or les mitochondries permettent aux cellules musculaires d’effectuer la respiration grâce à l’O2. C’est donc les fibres musculaires de type I qui permettent, grâce à la respiration, de fournir de l’ATP qui permet ensuite la contraction et la décontraction du muscle selon le mécanisme suivant :

   Cependant la respiration, bien que très efficace, est un mécanisme long à se mettre en place de par le besoin accru en O2. Or un sprinteur ou un lanceur de poids à besoin d’ATP très rapidement pour pouvoir utiliser ses muscles.

  Il existe deux mécanismes permettant de produire de l’ATP sans apport de O2 : la fermentation lactique et celui utilisant la phosphocréatine.

   La phosphocréatine est un composé métabolique présent dans la cellule musculaire qui permet de fournir instantanément l’énergie nécessaire à la restauration de l’ATP. C’est le premier mécanisme mis en place cependant la production d’ATP est faible et au bout d’environ 20 secondes le stock de phosphocréatine est épuisé. Ce mécanisme correspond aux fibres de type II. En effet sur un effort de quelques secondes seul ce mécanisme a le temps d’être mis en place. Ces fibres musculaires ne produisent qu’une faible quantité d’ATP et présentent les caractéristiques suivantes : une importante vitesse de contraction, une force développée, une fatigabilité ainsi qu’un important volume. Sur le document 2 cela correspond au skieur non entrainé, au lanceur de poids, au sprinter et au gymnaste. Ils utilisent les fibres musculaires de type II à plus de 50% car la durée de leurs efforts est courte.

   C’est ensuite à la fermentation lactique de produire de l’ATP. Ce mécanisme, précédé de la glycolyse, a un temps de mise en place compris entre celui de phosphocréatine et de la respiration. La fermentation lactique n’utilisant pas d’O2.

Fermentation lactique

   Les fibres de type II correspondant aux efforts courts ce sont donc les fibres de type I qui correspondent aux efforts long. Or, d’après le document 3 les fibres musculaires de type I possèdent trois fois plus de mitochondries et de myoglobine que celles de type II. Leur densité en capillaires sanguins est également trois fois plus élevée. Cela correspond à l’unique mécanisme durable de production d’ATP : la respiration cellulaire.

...