Les molécules d'ATP et d'ADP

La molécule d'ATP

Définition : L'Adénosine TriPhosphate est une petite molécule organique formée de l'assemblage d'un sucre (ribose), d'une base azotée (adénine) et de trois groupement phosphates. C'est un nucléotide triphosphate, donneur d'énergie. L'hydrolyse de l'ATP libère une grande quantité d'énergie (35kJ) ; elle est couplée à de nombreuses réactions cellulaires nécessitant de l'énergie (synthèse, contraction musculaire, etc.). Sa synthèse est réalisée par les membranes mitochondiales (ou chloroplastiques), ou bien lors de réactions du métabolisme (par exemple, lors de la glycolyse).

L'Adénosine TriPhosphate est donc une molécule essentielle au sportif, car elle produit de l'énergie et donc elle est responsable de la contraction des muscles.

Elle est produite par les mitochondrie, qui sont les "centrales énergétiques" de la cellule. En effet, c'est dans les mitochondries que l'énergie des aliments absorbés contenue dans les liaisons moléculaires des métabolites est transformée en ATP.

Ainsi, la molécule d'ATP est présente chez tous les êtres vivants, est la principale source d'énergie des cellules du corps humain et est la source d'énergie exclusive des muscles. La contraction musculaire nécessite beaucoup d'énergie pour se réaliser, et celle-ci est produite par la division de l'ATP en ADP + P. L'ATP est donc le carburant du muscle.

 

 

 

LE CYCLE DE L'ATP/ADP

L'Adénosine TriPhosphate est une molécule de nucléotide d'ARN et est composée d'adénine, de ribose et d'acide phosphorique ainsi que de deux groupes phosphate. C'est la rupture entre les phosphates et le restant de la molécule qui libère de l'énergie, destinée au travail cellulaire. Cette phase du cycle est l'hydrolyse de l'ATP, et engendre la formation d'une autre molécule, l'ADP ou Adénosine DiPhosphate et un groupement phosphate reste libre. Ensuite, le groupement phosphate et l'Adénosine DiPhosphate se réunissent pour reformer une molécule d'ATP, grâce à l'énergie dégagée par le catabolisme : ceci est la phase de phosphorylation.

 

Ce cycle s'effectue à un rythme ahurissant : une cellule musculaire au travail renouvelle la totalité de son ATP environ une fois par minutes. Cela représente 10 millions de molécules d'ATP utilisées et régénérées chaque seconde par la cellule . Si l'ATP le pouvait pas être régénérée par phosphorylation, les humains utiliseraient chaque jour une quantitée d'ATP équivalente à leur masse corporelle. (Biologie, Campbell De Boeck Université)  

 

 

 

TROIS MODES DE RESTITUTION DE L'ATP, TROIS MODE DE PRODUCTION D'ENERGIE

Nous venons de voir que pour produire de l'énergie, notre corps et plus précisément nos muscles ont besoin d'un carburant, l'ATP. Maintenant, voyons que cette molécule peut être produite par trois mécanismes, qui se mettent en place selon l'effort à effectuer.

L'aérobie (aérobie = avec oxygène)

Lors d'un effort long avec un effort physique modéré, c'est le système d'aérobie qui est mis en place. Cette filière nécessite de l'oxygène, et au niveau alimentaire, des glucides et des lipides. Après digestion et transformation, les glucides deviennent du glycogène tandis que les lipides deviennent des acides gras. La filière aérobie consiste en la destruction des glucides et des lipides, avec de l'oxygène : c'est ce qu'on appelle la glycolyse aérobie. Il y a production de gaz carbonique CO2 par la destruction des glucides. Ce gaz est éliminé par les poumons lors de l'expiration.

L'aérobie a un délai d'action d'environ 2 minutes, un durée d'action qui peut aller jusque plusieurs heures, et la récupération totale a lieu en 24 heures.

L'anaérobie lactique (anaérobie = sans oxygène, lactique = avec production de lactates)

Lors d'un effort intense et de durée moyenne, le système d'anaérobie lactique se met en oeuvre. Il consiste en la destrcution de glucides utilisation d'oxygène. C'est ce que l'on appelle la glycolyse anaérobie. les glucides détruits sont transformés en lactates (qui sont des acides lactiques), et ceux-ci  sont éliminés dans le foie. C'est l'accumulation de lactates qui engendre la fatigue musculaire.

L'anaérobie lactique a un délai d'action d'environ 30 secondes, une durée d'action de 2 minutes au maximum et les acides lactiques (ou lactates) sont éliminés en 1 heure.

L'anaérobie alactique (anaérobie = sans oxygène, alactique = sans production de lactates)

 Lors d'un effort court et "exlposif", le système d'anaérobie alactique est impliqué. Cette voix a lieu grâce à la cassure de la phosphocrétine, qui s'effectue sans oxygène et sans production d'acides lactiques. Après la destruction de la phosphocréatine, restent les créatines, qui peuvent être éliminées par les urines ou réutilisées par l'organisme. Lors d'un effort bref et extrèmement intense comme dans le cas du 100 mètres, c'est ce métabolisme qui est mis en place.

L'anaérobie alactique a une action immédiate, elle correspond à une durée d'effort de 30 secondes au maximum et la récupération se fait en 2 minutes.

 

Destructions de glucides, lipides ou encore phosphocréatine libèrent l'énergie nécessaire à la formation d'ATP, par l'assemblage de l'adénosine diphosphate (ADP) et d'un phosphate (P) : ADP + P = ATP

LE CYCLE DE KREBS

Le cycle de Krebs est un système très complexe, il correspond une série de réactions biochimiques ayant pour aboutissement de produire des intermédiaires énergétiques qui serviront à la production d'ATP dans la chaîne respiratoire. Il s'agit d'un cycle car le dernier métabolite, l'acide oxaloacétique, est aussi impliqué dans la première réaction. Le cycle peut se résumer dans l'oxydation de 2 carbones en CO2 ; l'énergie dégagée par ces réactions génère du GTP (ou de l'ATP), des électrons, du NADH,H+ et du QH2, qui pourront être métabolisés par la chaine respiratoire pour former de l'ATP.

Voici une représentation de ce cycle très élaboré...

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