Légende de la leçon
Vert : définitions
Introduction
L’ATP est l’énergie produite par la cellule pour lui permettre de fonctionner. Elle est nécessaire pour la contraction musculaire (cela permet de bien comprendre ce chapitre ainsi que le fonctionnement du muscle).
L’ATP ne peut être stockée dans l’organisme : elle doit donc être formée en fonction des besoins des cellules.
I. La production d’ATP en présence de dioxygène
1) La glycolyse
La réaction de la glycolyse se déroule dans le hyaloplasme (ou cytosol, c’est la partie du cytoplasme qui contient les organites) et nécessite du glucose, qui est oxydé (perte de 2 électrons) en 2 molécules d’acide pyruvique. De plus, la réaction s’accompagne de la production de 2 composés réduits NADH,H+ et de 2 molécules d’ATP.
2) Le cycle de Krebs
Les 2 molécules d’acide pyruvique produites lors de la glycolyse, sont totalement oxydées dans la matrice des mitochondries, suite à 10 réactions en chaîne formant le « cycle de Krebs ». Cette étape s’accompagne de la production de 2 molécules d’ATP, 2 composés réduits NADH,H+ ainsi que de 6 molécules de CO2.
3) L’oxydation
Les composés réduits NADH,H+ produits dans le hyaloplasme (lors de la glycolyse) et dans la matrice des mitochondries (lors du cycle de Krebs) sont oxydés dans la membrane interne des mitochondries, au niveau des crêtes mitochondriales. Cette réaction permet de donner des électrons à des accepteurs constituant la chaîne respiratoire : en bout de chaîne, le dioxygène est l’accepteur final d’électrons et de protons et va former de l’eau.
Ce flux d’électrons dans la chaîne respiratoire va permettre la production de 32 molécules d’ATP à partir de 12 molécules de NADH,H+ (soit à partir d’une seule molécule de glucose au départ).
En présence de dioxygène et de glucose, la production d’ATP se fait en suivant 3 étapes :
- la glycolyse,
- le cycle de Krebs,
- et l’oxydation dans la chaîne respiratoire.
Cela permet de produire 36 molécules d’ATP (2 pour chacune des 2 premières étapes et 32 pour la dernière) à partir d’une molécule de glucose.
II. La production d’ATP en absence de dioxygène
1) La fermentation
La fermentation est une dégradation partielle de molécules organiques, qui se produit dans un milieu anaérobie, c’est-à-dire dépourvu de dioxygène. Elle permet la transformation de glucose en acide pyruvique, mais ce dernier est ensuite transformé en acide lactique. La réaction se déroule dans le cytoplasme et s’accompagne de la production de 2 composés réduits NADH,H+ et de 2 molécules d’ATP. La production d’ATP est cependant bien plus faible, puisque ce métabolisme ne permet de produire que 2 molécules d’ATP pour 1 molécule de glucose, contrairement à la respiration qui permet d’en produire 36.
2) La phosphocréatine
Les cellules musculaires stockent une molécule nommée la phosphocréatine : cette dernière peut être hydrolysée par la créatine kinase, pour libérer une molécule de phosphate et de la créatine. La phosphate est ensuite associé à l’ADP pour former de l’ATP : cette réaction se fait très rapidement et permet de subvenir au besoin immédiat en ATP. Cependant, en moins de 30 secondes le stock de phosphocréatine est épuisé : il ne se reconstitue qu’après l’effort.
