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STAGE - FONCTIONNEMENT MUSCULAIRE ET ATP

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ATP et conversion d’énergie dans les cellules

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Il existe différentes formes d’énergie dans les cellules vivantes. Par exemple :

- L’énergie chimique : énergie contenue dans les molécules complexes chimiques, qui peut être libérée lorsqu’une molécule complexe est divisée en molécules plus petites.

- L’énergie calorique : énergie liée au dégagement de chaleur au cours de certaines réactions.

- L’énergie mécanique : énergie utilisée lors de mouvements cellulaires, par exemple le battement du flagelle des spermatozoïdes. Il peut s’agir également de l’énergie dissipée lors de la contraction musculaire.

- L’énergie osmotique : énergie liée à des différentiels de gradients de concentrations. Par exemple dans le cas d’un différentiel de concentration d’un ion entre un compartiment et un compartiment voisin, l’ion situé le compartiment où il est le plus concentré va avoir tendance à se déplacer vers le compartiment dans lequel il est le moins concentré. Ce déplacement spontané va éventuellement produire de l’énergie.

 

Une cellule vivante a donc besoin, en fonction du type cellulaire, de différents types d’énergie. Il existe dans nos cellules une molécule dite universelle, une sorte de monnaie d’échange énergétique : l’ATP.

ATP signifie adénosine triphosphate, il s’agit d’une molécule riche en énergie chimique.

 

 

L’ATP est composée d’une base azotée, l’adénine, reliée à un sucre à 5 carbones, le ribose, lui-même relié à trois groupements phosphates.

 

L’énergie de cette molécule est principalement due à la force des liaisons covalentes entre les groupements phosphates. L’ATP libère de l’énergie sous forme chimique lorsqu’il est hydrolysé, c’est-à-dire lorsqu’il perd un ou deux groupements phosphates. C’est la rupture des liaisons covalentes entre les groupements phosphates qui libère de l’énergie rendant elle-même possible d’autres réactions consommatrices d’énergie.

Il existe donc en permanence des conversions d’énergies d’un type à un autre dans les cellules : l’ATP fait figure d’intermédiaire, il s’agit de la monnaie énergétique principale de nos cellules.

L’ATP peut être obtenue à partir d’une molécule semblable mais qui ne possède que deux phosphates, l’ADP (adénosine diphosphate), additionné à un groupement phosphate Pi appelé phosphate inorganique.

L’ADP peut être obtenu à partir d’une molécule semblable à l’ATP mais qui possède un seul groupement phosphate, l’AMP (adénosine monophosphate), additionné à un phosphate inorganique.

 

 

Il faut noter toutefois que la plupart des conversions dans nos cellules s’effectuent entre ADP et ATP.

 

 

 

Le travail cellulaire correspond à une production permanente d’ATP qui rend possible les réactions consommatrices d‘énergie. L’ATP produit à partir d’ADP s’appelle une régénération. La régénération est consommatrice d’énergie. Elle est donc nécessairement couplée à d’autres réactions chimiques qui produisent de l’énergie, comme par exemple les oxydations des substrats organiques lors de la respiration cellulaire ou des fermentations, qui libèrent de l’énergie. À l’inverse, l’hydrolyse de l’ATP par la cellule, la séparant en ADP et Pi, libère l’énergie nécessaire aux réactions consommatrices d’énergie. Il s’agit donc d’un cycle entre la régénération permanente d’ATP et la consommation d’ATP par les cellules, qui permet aux autres réactions cellulaires d’avoir lieu.