I) l'ATP et vie cellulaire

A) l'ATP molécule énergétique

--> la principale forme d'énergie utilisable par la cellule est l'ATP (adénosine tri phosphate)

-Les 3 composants de l'ATP : Adénine+ ribose+ 3 groupement de phosphate et ses liaison énergétique au niveau des groupes phosphates

--> l'ATP est une molécule riche en énergie contenu dans ses liaisons phosphates. Son hydrolyse libère de l'énergie qui peut être utilise pour d'autre activité ou réaction dans la cellule. (schéma p1)

l'énergie libéré par l'oxydation du glucose qui permet de régénérer l'ATP

B) les caractéristiques de production de l'ATP

• en présence d'O2--> diminution glucose + augmentation CO2
• en absence d'O2 --> baisse importante glucose + augmentation éthanol + CO2
• --> avec O2-> aérobie, correspond à la respiration cellulaire
• --> sans O--> anaérobie fermentation alcoolique

II) les voies métabolique permettant la production d'ATP

A) la glycoluse oxydation partielle du glucoe dans le hyaloplasme

• degradation nutriments--> débute hyaloplasme de la cellule par un glycolyse (= dégradation du glucose)
• suite complexe de réaction qui dégradeng une molécule de glucose ( à atomes de carbone) en deux atomes d'acides pyruvique ( à 3 atomes de carbone)

(schéma p2)

caractéristique de la réaction de glycolyse dans le cytoplasme de la cellule:

• phénomène anaérobie --> consomme pas de dioxygène
• déshydrogénation correspond à une oxydo-réduction qui nécessite un accepteur ou transporteur de protons et d'électrons symbolisé R' (état oxydé)
• le bilan de la glycolyse se traduit par la synthèse de 2 molécules d'ATP par mole de glucose oxydé
• pour que le phénomène puisse se poursuivre il faut que les molécules de transporteurs mtn réduit (R'H2) soient regeneré --> repasse à l'état oxydé (R')

B) en aérobiose dans la mitochondrie: cycle de krebs et chaine respiratoire

• le bilan global de la respiration peut donc s'écrire (pour le glucose):

C6H12O6+6O2 + 36 ADP + 36 Pi---------> 6CO2+ 6 H2O + 36 ATP

• le métabolite organique (ici le glucose) est totalement dégradé car la totalité du carbone qu'il contenait ets rejeté sous forme minérale (CO2)

1) le cycle de Krebs dans la matrice des mitochondries

• la respiration dans la mitochondrie ne se fait pas à partir du glucose mais à partir de pyruvate, c'est donc l'étape suivant la glycolyse
• la dégradation de métabolite amorcée dans le cytoplasme se poursuit dans les mitochondries: dans la matrice, l'acyde pyruvique est totalement degradé sous l'action d'enzyme (décarboxylases et déshydrogénases) : du dioxyde de carbone est libéré , les transporteurs de protons et d'éléctionss sont réduits (R'H2) et de l'ATP est produit

(réaction p3)

2) les chaines respiratoires dans les crêtes mitochondriales

• au niveau de la membrane interne (crêtes) les molécules de transporteurs réduits (R'H2) sont regénérés (R') grâce à des molécules spé qui constituent la chaine respiratoire + assurent une série de réaction d'oxydoréduction
• dioxygène constitue l'accepteur final de protons et d'électrons : O2 reduit se transforme en molécule d'eau

(schéma p4)

• la respiration cellulaire débute dans le cytoplasme par la glycolyse qui produit 2 ATP, elle se poursuit dans les organites particuliers protégé par une double membrane: les mitochondries
• ds la matrice des mitochondries --> acide pyruvique est progressivement oxydé en dioxyde de carbone au cours d'une suite de réaction chimique constituant le cycle de Krebs --> ce cycle est couplé à la production de 36 ATP et R'H2
• les composés R'H2 du cycle de krebs et de la glycolyse cèdent leurs électrons à des accepteurs situés dans la membrane interne des mitochondries et constituant la chaine respiratoire
• l'accepteur final d'électron est le dioxygène oxydé qui se réduit en formant la molécule H2O lorsqu'il accepte les électrons issus de la chaine respiratoire
• ce flux d'électrons dans la chaine respiratoire est couplé à une importante production de 32 ATP par des ATP synthases
• si l'on prend en compte la glycolyse, la respiration cellulaire produit ainsi 36 moles d'ATP par mole de glucose oxydé

3) en anaérobiose: les fermentations

• en milieu anaérobie, les levures peuvent réaliser la fermentation alcoolique C6H12O6--> 2 C2H6O(éthanol) + 2 CO2 +2 ATP
• la molécule de glucose n'est pas complètement oxydée et permet la fabrication de 2 ATP par mole de glucose
• les fibres muscu ont la capacité d'effectué la fermentation lactique
• dans cette fermentation aussi, la glycolyse permet de former 2 molécules de pyruvate et deux molécules ATP grâce à la réduction de composés oxydés (R')
• les molécules de pyruvates sont dégradés en acides lactiques
• cette réaction ne forme pas d'ATP mais permet de regénéré les composés oxydés nécessaires à la glycolyse
• le rendement énergétique de la fermentation est très faible par rapport à celui de la respiration mais il permet la survie des cellules qui l'utilisent dans un milieu sans oxygène
• cette voie métabolique permet d'apporter rapidement de l'ATP sans nécessité l'apport accru en O2, elle permet de soutenir les efforts plus intenses et brefs

III) la régénération de l'ATP lors de l'effort physique

• en fonction de l'effort physique réalis, les voies métaboliques utilisées peuvent être diff
• effort --> courte durée --> fermentation lactique est utilisé en faisant intervenir les fibres muscu de type II
• effot --> longue durée --> respiration cellulaire type I

IV) les effets des produits dopants

• améliorer performances certain sportif on recourt à des substances exogènes qui peuvent intervenir sur la masse ou le métabolisme muscu avec parfois des effets grave sur la santé

il peut y avoir:

• stéroïdes anabolisants --> dérivé de testostérone, masse muscu induite par cette prise de substance éxogène est associé à une hypertrophie des fibres muscu et non à une augmentation de leurs nombre
• corticoïdes --> substances anti-inflammatoires -->agit en diminuant la sensation de fatigue + diminuer la douler, signal d'une lésion de l'organisme. le sportif peut alors effectué des efforts au delà de ses limites , de son corps --> sera victime de lésions telles que des fracture de fatigue
• EPO --> substance chimique mime la molécule naturelle érythropoïétine , stimule production des globules rouges qui transporte dioxygène, utilisé en médecine pour les personnes souffrent d'insuffisance rénales ou de sévères anémie. l'usage augmente l'endurance + performances sportifs

mais effet néfaste --> en augmentant le nombre de globules rouges conduit à un épaississement du sang et à une augmentation du risque de former des caillots --> conduite à des infarctus ou AVC

(schéma p8)