Thème 3B : Produire le mouvement : contraction musculaire et apport d’énergie Flashcards

1
Q

Comment s’appellent les cellules spécialisées dans le mouvement?

A

Cellules musculaires ou fibres musculaires ou myocytes

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Q

Décrire les évènements de l’échelle moléculaire à l’échelle macroscopique permettant la contraction du muscle :

A

Les filaments d’actine coulissent sur les filaments de myosine  raccourcissement du sarcomère.
Le raccourcissement d’une multitude de sarcomères  raccourcissement de la cellule musculaire.
Le raccourcissement d’une multitude de fibres musculaires  raccourcissement du muscle et donc sa contraction.

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3
Q

Décrire les étapes du cycle de contraction à l’échelle moléculaire :

A

1- L’ATP se fixe sur la tête de myosine ce qui décroche la myosine de l’actine.
2- L’hydrolyse de l’ATP en ADP et Pi provoque un changement conformationnel de la tête de la myosine (d’environ 5 nm)  La myosine est dite «armée» (image de la tapette à souris…)
3- La fixation du calcium sur l’actine (libéré par le réticulum sarcoplasmique lors de l’arrivée du message nerveux) libère le site de fixation de la myosine sur l’actine  la tête de myosine se fixe sur l’actine.
4- Libération du Pi et de l’ADP. La tête de myosine pivote vers le centre du sarcomère, entraînant avec elle le filament fin d’actine. C’est le «coup de force».

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4
Q

Qu’est-ce qui entraine la rigidité cadavérique ?

A

C’est l’absence d’ATP empêchant la libération de la tête de myosine du filament d’actine.

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5
Q

Expliquer comment les myopathies peuvent perturber le bon fonctionnement des cellules musculaires.

A

Dans certaines myopathies, la dégénérescence des cellules musculaires est due à un défaut dans les interactions entre les protéines membranaires des cellules (comme la dystrophine) et la matrice extracellulaire.

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6
Q

Expliquer le principe de la thérapie génique.

A

La thérapie génique reposant sur l’utilisation de l’enzyme bactérienne CRISPR-Cas9 consiste à créer un ARN complémentaire de la portion d’ADN à couper. On associe cet ARN avec CRISPR. Cela permettra de couper l’ADN dans la zone précise qui nous intéresse et d’y insérer un morceau d’ADN voulu.

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7
Q

Quel est le paramètre limitant dans la contraction musculaire?

A

La disponibilité en ATP est le paramètre limitant lors de la contraction musculaire (réserves épuisées au bout de quelques secondes).

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8
Q

Que signifie ATP?

A

Adénosine Tri-Phosphate

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9
Q

Que permet l’hydrolyse de l’ATP en ADP + Pi ?

A

Elle permet la libération d’énergie directement utilisable par les cellules, soit 50 kJoules (30,5kJ en Labo) dont une partie est perdue sous forme de chaleur.

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10
Q

Donner une définition de métabolisme.

A

Métabolisme = Ensemble des réactions chimiques catalysées par des enzymes qui se déroulent dans les cellules et dans le milieu intérieur. On distingue un catabolisme qui dégrade les molécules des structures cellulaires et les molécules absorbées en petites molécules, avec libération d’énergie (exemples: fermentation, respiration…), et un anabolisme qui conduit à la formation de molécules complexes à partir de petites molécules exogènes et endogènes, avec consommation d’énergie (exemples: photosynthèse, réplication de l’ADN, transcription, traduction…).

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11
Q

Où se déroule la glycolyse ?

A

Dans la partie liquide du cytoplasme = hyaloplasme ou cytosol

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12
Q

Où se déroule la fermentation ?

A

Dans la partie liquide du cytoplasme = hyaloplasme ou cytosol

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13
Q

Où se déroule le cycle de Krebs ?

A

Dans la matrice des mitochondries.

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14
Q

Où se déroule la chaine respiratoire ?

A

Dans les crêtes des membranes internes des mitochondries.

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15
Q

Qu’est-ce que la glycolyse ?

A

Glycolyse = oxydation partielle du glucose en 2 acides pyruviques ou pyruvates qui s’accompagne de la formation de 2 composés réduits: le NADH+H+ et de la synthèse de 2 ATP.
Glucose + 2 NAD+ + 2 (ADP + Pi)  2 pyruvates + 2 (NADH+H+) + 2 ATP

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16
Q

Quel est l’intérêt de la fermentation ?

A

Permettre la régénération des NAD+ en absence d’O2

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17
Q

Décrire la fermentation lactique.

A

La fermentation lactique comprend la glycolyse (Glucose + 2 NAD+ + 2 (ADP + Pi)  2 pyruvates + 2 (NADH+H+) + 2 ATP) et la réoxydation des NADH en NAD+ via la réduction des 2 pyruvates en 2 lactates

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18
Q

Quel est le bilan énergétique de la fermentation lactique?

A

La fermentation lactique permet la régénération de 2 molécules d’ATP par molécule de glucose (pendant la glycolyse). Seul 2% de l’énergie disponible par mole de glucose est utilisée pour régénérer de l’ATP. C’est un rendement faible.

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19
Q

En combien d’étapes se déroule la respiration cellulaire?

A

En 3 étapes : La respiration cellulaire débute par la glycolyse (dans le cytoplasme) puis se poursuit par le cycle de Krebs (dans la mitochondrie) et se termine par la chaine respiratoire ( sur les crêtes mitochondriales).olyse, Cycle de Krebs et Chaine respiratoire

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20
Q

Décrire le cycle de Krebs.

A

Le cycle de Krebs, grâce aux enzymes de la matrice de la mitochondrie permet :
- aux acides pyruviques issus de la glycolyse d’être décarboxylés (perte de CO2) et déshydrogénés (perte de H) ,
- à des NAD+ et FAD d’être réduits en NADH+H+ et FADH2 (récupèrent les H).
- de former de l’ATP (1/pyruvate –> 2/glucose)
BILAN: 2 pyruvates + 8 NAD+ + 2 FAD + 6 H2O + 2 (ADP + Pi)  6 CO2 + 8 (NADH+H+) + 2 FADH2 + 2 ATP

21
Q

Décrire la chaine respiratoire.

A

La chaine respiratoire va régénérer 32 à 34 molécules d’ATP (pour 1 glucose oxydé) grâce aux enzymes des crêtes mitochondriales (suite d’oxydo-réductions) :
- NADH+H+ et FADH2 sont oxydés en NAD+ et FAD (perdent les H+ qui vont dans l’espace intermembranaire)
- l’O2 (accepteur d’électrons) est réduit en H2O.
Ces oxydo-réductions sont couplées à l’ATP synthase qui produit de nombreuses molécules d’ATP dans la matrice de la mitochondrie grâce au flux de H+ qui passe de l’espace intermembranaire à la matrice via un canal au niveau de l’ATP synthase.

22
Q

Donner le bilan complet de la respiration cellulaire:

A

Bilan des réactions de la respiration cellulaire:

  • Oxydation complète de la molécule de glucose en 6 CO2
  • Production de 10 NADH+H+ réduits et de 2 FADH2 - réduits
  • oxydation des composés réduits en NAD+ et FAD grâce à la chaîne respiratoire mitochondriale
  • réduction de 6 O2 en 12 H2O eau (consommation d’O2 et production d’eau)
  • régénération de 36 à 38 ATP pour 1 molécule de glucose
23
Q

Quel est le bilan énergétique de la respiration cellulaire ?

A

Bilan = 36 à 38 ATP / glucose  18 à 19 fois plus que la fermentation lactique
1 mole ATP = 30,5 kJ et 1 mole glucose = 2815 kJ
((30,536)/2815))100 = 39% // ((30,538)/2815))100 = 41%
 Rendement de 40%
Rendement 20 fois plus important que la fermentation

24
Q

Quelles sont les différentes voies de régénération d’ATP dans une cellule musculaire et leurs rendements respectifs ?

A
  • Voie de la Créatine-Phosphate : 1 Créatine-Phosphate + 1 ADP + 1 Pi –> 1 Créatine + 1 ATP
  • Voie de la fermentation lactique : 2 ATP / Glucose
  • Voie de la respiration cellulaire : 36-38 ATP / Glucose
25
Q

Qu’est-ce que le métabolisme anaérobie?

A

Voies métaboliques permettant la régénération d’ATP en absence d’O2 : voie de la créatine-phosphate et fermentation lactique

26
Q

Qu’est-ce que le métabolisme aérobie?

A

Voie métabolique permettant la régénération d’ATP en présence d’O2 : respiration cellulaire

27
Q

Expliquer le lien entre type d’effort et voies métaboliques de régénération de l’ATP utilisées.

A

La fermentation lactique et la créatine-phosphate interviennent surtout dans les exercices courts et puissants. La respiration cellulaire exige un apport suffisant en dioxygène durant l’effort physique et permet l’endurance.

28
Q

Comment appelle-t-on les substances exogènes peuvent augmenter la masse musculaire, ou stimuler le métabolisme.

A

Des produits dopants

29
Q

Qu’est-ce que la glycémie?

A

La concentration de glucose dans le sang mesurée en g/L ou en mmol/L

30
Q

Quelle est la valeur de consigne pour la glycémie en g/L ?

A

environ 1 g/L

31
Q

On parle d’équilibre dynamique pour la glycémie. Pourquoi?

A

On parle d’équilibre dynamique car la valeur de la glycémie n’est pas figée à 1 g/L mais fluctue autour de cette valeur consigne en fonction des conditions: un peu au-dessus après un repas et un peu en dessous après un jeûn ou un effort.

32
Q

Pourquoi la glycémie est une valeur régulée?

A

La glycémie est une valeur régulée car si la concentration en glucose dans le sang est trop faible, on est en hypoglycémie et cela entraine des conséquences graves sur la santé à très cours terme (grande fatigue, la vue se trouble, évanouissement, coma, …). Si la concentration en glucose dans le sang est trop élevée, on est en hyperglycémie. Si cette hyperglycémie est chronique, on parle de diabète.

33
Q

Sous quelle forme est stocké le glucose chez les plantes? Chez les animaux?

A

Sous forme d’amidon chez les plantes et sous forme de glycogène chez les animaux

34
Q

Comment révéler la présence d’amidon ou de glycogène dans une solution ou un tissu?

A

Avec un test à l’eau iodée: devient bleue-nuit en présence d’amidon et marron en présence de glycogène

35
Q

Que permet de mettre en évidence l’expérience du foie lavé?

A

Cette expérience permet de montrer que le foie est capable de destocker du glucose et de le libérer dans le sang.

36
Q

Que sont capables de faire les cellules musculaires et les cellules hépatiques?

A

Ces cellules sont capables de stocker du glucose sous forme de glycogène.

37
Q

Que sont capables de faire les cellules hépatiques que ne font pas les cellules musculaires?

A

Elle sont capables de libérer du glucose dans le sang.

38
Q

Les cellules hépatiques constituent quel organe?

A

Le foie

39
Q

Quel organe détecte les variations de la glycémie?

A

La pancréas

40
Q

Quelle est la différence entre le pancréas exocrine et le pancréas endocrine?

A

La pancréas exocrine produit des enzymes participant à la digestion et le pancréas endocrine produit des hormones participant à la régulation de la glycémie.

41
Q

Comment appelle-t-on les regroupements pancréatiques des cellules détectant les variations de la glycémie?

A

Les îlots de Langerhans (regroupement des cellules alpha et bêta)

42
Q

Quelles cellules des îlots de Langerhans détectent une baisse de la glycémie?

A

Les cellules alpha

43
Q

Quelles cellules des îlots de Langerhans détectent une hausse de la glycémie?

A

Les cellules bêta

44
Q

Décrire les étapes permettant le retour à une glycémie normale après un repas.

A

Repas –> hausse glycémie –> détectée par les cellules bêta des îlots de Langerhans –> sécrétion d’insuline –> action de l’insuline sur les cellules cibles (cellules possédant des récepteurs à l’insuline = cellules musculaires et hépatiques) –> les cellules captent du glucose sanguin (plus de transporteurs à glucose sur leurs mb plasmiques) et augmentent son utilisation et son stockage sous forme de glycogène –> baisse de la glycémie.

45
Q

Décrire les étapes permettant le retour à une glycémie normale après un jeûn ou un effort.

A

Jeûn ou effort –> baisse glycémie –> détectée par les cellules alpha des îlots de Langerhans –> sécrétion de glucagon –> action du glucagon sur les uniques cellules cibles (cellules possédant des récepteurs au glucagon = cellules hépatiques) –> les cellules du foie destockent du glucose (glycogénolyse = catalyse du glycogène) et le libèrent dans le sang –> hausse de la glycémie.

46
Q

Comment appelle-t-on l’effet de l’insuline?

A

Effet hypoglycémiant

47
Q

Comment appelle-t-on l’effet du glucagon?

A

Effet hyperglycémiant

48
Q

Quelles sont les caractéristiques du diabète du type 1 ?

A

Diabète insulinodépendant qui apparait le plus souvent dès l’enfance / maladie auto-immune = destruction des cellules bêta par le système immunitaire / origine génétique et facteurs environnementaux / traitement par injections d’insuline

49
Q

Quelles sont les caractéristiques du diabète du type 2 ?

A

Diabète non insulinodépendant qui apparait généralement chez des personnes de plus de 40 ans en surpoids et ne faisant pas assez d’activités physiques / évolution de la maladie en plusieurs étapes: forte sécrétion d’insuline –> insulinorésistance progressive des cellules cibles –> épuisement du pancréas / origine multifactorielle (gènes de prédisposition et mode de vie) / traitement par régime alimentaire adapté