Glycolyse et voie aérobie - SVT - SANTÉ Term spé #9 - Mathrix

bonjour à tous j'espère que vous allez bien allez on continue sur les muscles aujourd'hui on s'intéresse à l'origine de la tp nécessaires à la contraction de la cellule musculaire vous êtes prêts c'est parti les l'atp ou adénosine triphosphate et la molécule utilisée comme carburant par nos cellules pour toutes les réactions chimiques qui nécessite de l'énergie il n'existe aucun stock réel d'atp dans l'organisme c'est pourquoi la moindre consommation de celui ci doit être compensé par une production équivalente de façon à ce que sa concentration sur la plus stable possible lors d'une activité physique le stock d'atp doit donc être rapidement renouveler on sait qu'en cas de malaise un carré de sucre permet de rapidement retrouver ses forces en d'autres termes de rapidement reconstituer le stock d'atp il existe donc des voies métaboliques c'est à dire des suites de réaction permettant d'aller d'une molécule à une autre qui sont génératrices d'atp à partir du glucose en pratique sportive il est courant d'observer des efforts intenses et rapide qui se réalise sans un apport en dioxygène l'appareil respiratoire n'ayant pas eu le temps de s'adapter à l'effort d'autre sport se pratique en apnée d'autres nécessitent par contre une régulation importante de la respiration on peut donc penser qu'il existe deux voies principales de production d'atp une voix aérobie qui consomment du dioxygène et une voix anaérobie qui ne consomment pas de dioxygène dans tous les cas ces voies consomment du glucose on peut donc se demander comment l'organisme produit de la tp à partir de ce sucre dans un premier temps intéressons nous à la glycolyse première réaction permettant d'utiliser le glucose la glycolyse correspond à la dégradation du glucose en molécules de pyruvate cette réaction permet de former deux atp afin de montrer en quoi consiste la glycolyse une expérience peut être fait des cultures de levure sont réalisés en absence ou en présence de dioxygène mais dans tous les cas en présence de glucose marqué au carbone 14 des prélèvements sont effectués à différents moments pour permettre de détecter et d'identifier des molécules radioactives présentes dans les compartiments intra et extra cellulaire que ce soit en absence ou en présence de dioxygène on constate au cours du temps le glucose absente du milieu intracellulaire passe progressivement celui ci au bout du temps t2 le glucose est complètement rentré à l'intérieur de la cellule on n'en trouve plus du tout dans le milieu extracellulaire par contre à l'intérieur de la cellule on commence à observer une autre molécule du pirée vat on peut donc dire que le glucose était dans le milieu extracellulaire qu'il est passé dans le milieu intracellulaire puis qu'il a été transformé en pyruvate ce mécanisme se réalise sans l'intervention du dioxygène en comparant les deux molécules on constate qu'il ya proportionnellement moins d'hydrogène dans le pire va tu que dans le glucose le père veuf et donc plus oxydé que celui-ci ainsi la transformation du glucose en pyruvate est une oxydation que l'on appelle la glycolyse elle consiste donc en la transformation de chaque molécules de glucose une molécule à 6 carbone en deux molécules de pyruvate à 3 carbone littéralement la molécules de glucose est cassé en deux ce qui produit un peu d'énergie au cours de ce processus catalysée par des enzymes on assiste à des réactions d'oxydoréduction au cours desquels un accepteurs d'électrons est forcément réduit cette réduction ce obsaar très bien expérimentalement grâce au bleu de méthylène en effet le bleu de méthylène présente un double intérêt à faible concentration n'est pas toxique pour les cellules vivantes et d'autre part c'est un indicateur d'oxydoréduction à l'état oxydé il est bleu tandis qu'elle est a réduit les tac aux lors dans cette expérience on prend de moules elles ont en fait bouillir une chacune des moules est installé dans un tube à essai avec de l'eau de mer puis recouverte de quelques coups de bleu de méthylène peu concentré on observe le résultat au bout de deux heures on observe que lorsque les cellules sont vivantes et respire le bleu de méthylène s'éclaircit alors que ce n'est pas le cas lorsque les cellules sont mortes or le bleu de méthylène est incolore à l'état réduit on peut en déduire que la consommation de glucose par les cellules musculaires de la moule entraîne la réduction du bleu de méthylène il y a donc libération d'électrons qui sont cédés au bleu de méthylène ce processus ne se déroule pas dans les cellules mortes et le liquide qui les environne reste bleu le bleu de méthylène restant à l'état oxydé la glycolyse donne donc bien décomposé réduit il faut donc un accepteurs délectons air qui en même temps qu'il récupère des électrons va récupérer des protons h+ provenant du glucose et deviendra donc rh 2,7 accepteurs d'électrons c'est le n 1 des plus c'est à dire du nicotinamide adénine dit nucléotides sous forme oxydée il est réduit en un navet h 2 alors je dis n ad h2 et là y'a marqué à la dh c'est parce qu'en réalité up ya toujours un petit h puces avec mais comme ils ont toujours ensemble eh bien on écrit n ad âge de cette réaction est donc couplé à la formation de deux molécules d'atp à partir de deux molécules da d'épées et de deux phosphates inorganiques la glycolyse est donc une oxydation incomplète du glucose puisqu'il reste à la fin un autre composé organique le pire le vat dans cette réaction notre qu'on ne produit seulement que deux molécules d'atp pour chaque molécules de glucose ce bilan est donc relativement faible il doit donc exister d'autres réactions qui vont dégrader le pyruvate et produire à partir de celui-ci de l'atp les élus musculaire produisant de la tp sont en aérobie aux soit en anaérobie aux on peut donc penser que le pire uva produit dans le site au sol c'est à dire que l'équipe de base du cytoplasme sera son tour dégradée lors d'une seconde étape soit en présence de dioxygène soit en absence de celui ci intéressons-nous maintenant la respiration cellulaire ou la voix aérobie et dans un premier temps localisons la respiration la respiration semble se dérouler dans la mitochondrie en effet comme des levures sont élevés en milieu aérobie ou en milieu anaérobie ce les premières possède des mitochondries cet organisme est donc présent que quand le milieu contient du dioxygène c'est donc le lieu de la respiration cellulaire la mitochondrie est un organisme présent dans le cytoplasme des cellules eucaryotes en forme de bâtonnet elle est remplie d'un liquide représenter anglais ici la matrice mitochondrial elle est enveloppé par une double membrane qui délimite un espace interne embraer chaque mitochondries possède son propre matériel génétique indépendant de celui de la cellule qui l'héberge de sorte qu'elle peut assurer sa reproduction en fonction des besoins de la cellule la membrane interne se replie de nombreuses fois à l'intérieur de la matrice pour former des structures particulières qu'on appelle les crêtes mitochondrial intéressons-nous maintenant aux étapes moléculaire de la respiration et voyons dans un premier temps comment mettre en évidence le substrat de la respiration mitochondrial les bactéries utilise aussi le blockhaus comme source d'énergie cela signifie qu'elle puise là ressources dans le milieu extérieur les mitochondries proviendrait de landau symbiose une archéo bactéries on peut donc se demander si la mitochondrie des cellules eucaryotes utilise directement le glucose qu'elle puiserait dans l'oeil à la place mme ou si elle utilise le pyruvate issus de la glycolyse pour déterminer le rôle des mitochondries il suffit de tester l'activité respiratoire de celle ci quand on leur fournit l'une ou l'autre des deux molécules l'expérimentation assistée par ordinateur permet d'enregistrer en direct la consommation en dioxygène d'une solution puant de mitochondries grâce à une sonde à dioxygène relié à une interface connecter un ordinateur si en injectant du glucose dans une solution de métaux connerie pure on observe une consommation de co2 par les mitochondries alors on peut dire que le glucose a été utilisé par les mitochondries on pourra conclure que la clique all is aura eu lieu à l'intérieur des mitochondries si un insecte en glucose on n'observe pas de consommation de dioxygène cela signifie qu'il n'ya pas d'utilisation du glucose par des mitochondries et donc que la glycolyse a lieu en dehors de la mitochondrie c'est à dire dans le gallou place mme des cellules l'enregistrement par exo de la concentration en dioxygène dans le milieu donne un taux constant au démarrage et l'expérience quand on injecte le glucose le taux de 2 reste toujours constant il n'y a donc pas consommation de dioxygène on peut donc dire que la mitochondrie n'utilise pas directement le blockhaus comme substrat de la respiration elle utiliserait donc plutôt le pyruvate résidus de la glycolyse pour vérifier cette hypothèse il suffit d'injecter du pyruvate dans la solution si on observe une consommation de co2 cela signifie que le pire va très bien rentré dans la mitochondrie que celle ci l'a utilisé on peut donc conclure que la mitochondrie utilise le résidu de la glycolyse qui s'est donc bien réalisé dans le yellow place mme et on constate que l'injection de pyruvate provoque une consommation de dioxygène on peut donc affirmer que la mitochondrie pratique la respiration à partir du résidu de la glycolyse et que cette dernière a entièrement lieu dans l'oeil à l'emplacement de la cellule le pirée va tissu de l'agly police va maintenant entrer dans un cycle métaboliques en effet si le glucose sert à régénérer de la tp alors le pyruvate devrait également ainsi si la mitochondrie est bien le lieu de la production d'atp par respiration dans la solution de mitochondries pure en injectant en plus du boulevard de la dp du phosphates inorganiques on devrait observer une forte consommation de dioxygène au moment de l'injection liées à la production de cette atp on constate que la consommation en dioxygène augmente fortement quand on objecte en plus super ifat de la dp et du phosphates inorganiques on en déduit que le pyruvate est utilisé dans les réactions métaboliques qui produisent de l'atp on remarque dans le même temps l'apparition de dioxyde de carbone dans le milieu ainsi dans la matrice des mitochondries le péru vat est transformé en dioxyde de carbone comme le co2 ne possède aucun hydrogène on peut donc penser que les réactions dégradant le pyruvate sondés réaction d'oxydoréduction on devrait donc trouver des composés réduit rh2 enfin de dégradation on utilise le principe de l'absorbant ans pour déterminer ce qu'il se passe dans la matrice des mitochondries on constate qu'en mettant en présence les protéines de la matrice avec le pyruvate est un composé r on observe une valeur d'absorbants sa 350 manomètres proche de celle des composés réduit rh 2 on en déduit que le composé air de la solution testée est en train d'être réduit à 1 er âge de l'oxydation complète du pyruvate un co2 dans la matrice est donc couplée à la réduction de r1 rh de ce composé est également du n ad plus le pire 20 entre donc dans la mitochondrie et entre dans une série de réactions faisant intervenir en a des plus dans un premier temps il est transformé en une molécule à 2 carbone la setil coa et en une molécule de co2 c'est donc une des cartes boxill à sion réalisé par le complexe pyruvate déshydrogénase la setil qu avait entré dans un cycle de réaction un peu les cycles de crête où il va subir une série d'oxydoréduction au cours de cette étape peu d'énergie produite un atp pour une molécule das est il qu à part contre quatre composés sont réduits au total entre la des carmes oxydation du pyruvate et le cycle de krebs pour deux paires uva introduit dans la mitochondrie il ne se forme que deux épées et 10 composé réduit alors pourquoi je fais deux fois ça parce que il ya ici un seul tour de cycle pour un mas est il qu à or dans ma des carmes oxydation je suis parti de deux pirates j'ai donc 2 à sept-îles quoi donc je fais deux fois le tour au tiers 2 atp et donc je tiens dit composé réduit alors le problème c'est que l'ensemble de ces réactions n'explique pas la forte consommation de dioxygène ni d'ailleurs la forte production d'atp observé lors de l'injection du pyruvate aidé adp dans la solution de mitochondries il doit donc exister une autre série de réactions que celle ci qui produiront de la tp tout en consommant le dioxygène on peut donc supposer que cet ensemble de réactions permettra de régénérer le stock de composer r intéressons nous donc maintenant la régénération de ces composés air oxydé ainsi donc après la glycolyse après la décarbonisation après le cycle de creps la cellule dispose de six co2 12 harrach 2 et 4 atp le bilan énergétique de ces trois séries de réaction n'est donc pas énorme et il faut en plus recycler les composés réduit ou peut alors se demander quel mécanisme est à l'origine de la grande production d'atp lors de la respiration et comment les composés réduits sont oxydés les mitochondries net en présente dans les cellules eucaryotes que s'il ya du dioxygène de disponible on peut donc supposer que la production d'atp et l'oxydation des composés réduit se réalise vraiment au sein de celle ci l'étude au microscope électronique de leur structure révèle la présence sur les crêtes mitochondrial de petites sphères pédonculé c'est à dire des sphères reliés à la membrane par une petite pièce allongé ceci ne s'observe sur aucune autre sorte de membrane pour déterminer le rôle de ces sphères des morceaux de membrane interne sont obtenus par l'application d'ultrasons sur une mitochondries ces fragments ont tendance à former des vésicules sur lesquelles on va donc observer les sphères pédonculé qui ne seront plus à l'heure en contact avec la matrice mitochondrial mais avec le milieu expérimental bon alors oui je sais ça ressemble un petit virus type kobe de 19 mais ce n'est pas vraiment le cas on est d'accord ne confondez pas revenons à nos moutons il est possible de dissocier les sphères pédonculé des membranes vésiculaires avec de leurs et le milieu expérimental contient du dioxygène marqué à l'isotope 18 de la dp des phosphates inorganiques et ont fait le choix d'y intégrer ou pas décomposé réduit rh 2 et voici les résultats la comparaison des tests 1 et 2 dans lesquels seuls diffère la présence ou l'absence de se faire pédonculé met en évidence le rôle de celle-ci elles produisent de l'atp en effet en absence de se faire pas d'atp produit avec leur présence de la tp est produit le test 3 va le confirmer quand on rajoute dans le test de des sphères pédonculé libre dans le milieu de la tp est synthétisé le test de nous permet d'affirmer que c'est la membrane interne de la mitochondrie qui s'occupe de l'oxydation des composés réduit et que l'oxygène elle accepte heures finale d'électrons en effet en la seule présence de membrane interne mitochondrial une vésicule sens faire pédonculé il n'y a pas de synthèse atp mais bien oxydation des composés réduit et apparition d'une eau lourde si l'eau est lourde c'est qu'elle a utilisé le dioxygène marquer l'étude du test 4 le confirme et précise la relation entre la membrane alice faire pédonculé en effet en l'absence de membranes cette fois puisqu'il n'ya pas de véhicule il n'ya pas d'oxydation des composés réduit et les sphères pédonculé libre ne produisent pas d'atp on peut donc affirmer que la membrane permet l'oxydation des composés réduit et que cette oxydation est la condition nécessaire au fonctionnement des sphères pédonculé le test simple confiant en l'absence de composer à oxyder les sphères pédonculé ne produisent pas d'atp on sait que lors de l'oxydation par la membrane interne mitochondrial des ions hydrogène sont libérés on peut donc supposer que ces proton joue un rôle dans le fonctionnement des sphères pédonculé l'oxydation se déroulant dans la membrane interne des mitochondries on peut donc supposer que des protons s'accumulent dans l'espace inter membranaire or on observe dans le milieu une formation de molécules d'eau on peut donc supposer que les protons ont été transférés de l'intérieur de la vésicule vers l'extérieur grâce aux sphères pédonculé et en toute logique que ce transfert est à l'origine de la production de l'atp pour vérifier cela il suffit de tester le fonctionnement des sphères pédonculé selon le ph intra et extra véhiculaires et de surveiller ce dernier au cours des tests en effet le ph est le reflet de la teneur en ions hydrogène un péage faible traduit une grande concentration en ceci ainsi dans cette deuxième série d'expérimentations sur les sphères pédonculé qui se déroule tout en surveillant le ph intra et extra véhiculaires la comparaison des tests 1 et 2 permet d'indiquer que les sphères pédonculé produit de la tp uniquement quand le ph intra véhiculaire est inférieure au ph extra titulaire la comparaison des tests 2 et 3 permet d'éclaircir le rôle des sphères pédonculé en effet c'est seulement dans le test de c'est à dire en présence de se faire pédonculé que le ph intra extra véhiculaires se modifie au cours du temps le ph diminue dans le milieu extra véhiculaires et augmente dans le milieu intra véhiculaire on peut donc affirmer que l'espère permet une sortie des ions h+ et que cette sortie est à l'origine de la production d'atp à partir d' adp de phosphates inorganiques les sphères pédonculé sont donc des pompe à protons synthétisant de l'atp on parle d'atp synthase en conclusion de ces deux séries de tests on peut affirmer que la membrane interne mitochondrial possède une chaîne de transporter d'électrons à l'origine de l'oxydation des composés réduit et dans l'acceptation finale d'électrons et le dioxygène on parle de chaîne respiratoire cette chaîne de transport d'électrons est une suite de molécule fixée dans la membrane interne de la mitochondrie elles sont disposées dans un ordre croissant d'affinités pour les électrons les électrons provenant des composés réduit se déplace le monde de la membrane sur la chaîne de transport provoquant au passage l'entrée des protons h plus libéré depuis la matrice vers l'espace inter membranaire de la mitochondrie cela crée ainsi un gradient une différence de concentration l'accumulation de protons fait fonctionner la tp sans talent qui va profiter du retour 2-3 protons dans la matrice par son canal central pour associer de la dp est une molécule de phosphates inorganiques et fabriquer ainsi une molécule d'atp l'acceptant finale d'électrons de cette chaîne de transport étant le dioxygène ce dernier en se liant à deux protons forme par réduction une molécule d'eau dans la matrice mitochondrial l'oxydation des dix composé rh2 par la chaîne respiratoire produit au final 32 atp faisons le point sur la respiration cellulaire la cellule musculaire comme tout autre cellule va récupérer dans le sens du glucose ce glucose va subir une glycolyse pour donner de pyruvate cette réaction sera à l'origine de la fabrication de deux atp et consommera deux composés oxydé qui seront donc réduits et pyruvate vont pénétrer à l'intérieur de la mitochondrie et vont être transformés en à sept-îles qu à cette transformation produira également des composés réduit les as est il qu à vous rentrez dans un cycle de ré selon le cycle de krebs ce cycle de réaction va consommer six molécules d'eau produire six molécules le dioxyde de carbone et 2 atp pour ce faire il consommera 8 composé oxydé et formera 8 composé réduit sur les crêtes mitochondrial se trouve une chaîne respiratoire celle ci va oxydé les composés réduit formé lors des différentes réactions pour redonner des composés oxydé certains resteront dans la matrice pour permettre le fonctionnement du cycle de creps et d'autres retourneront dans le yellow place mme l'acceptant finale d'électrons de cette chaîne respiratoire et or le dioxygène six molécules de dioxygène vont être utilisés pour former 12 molécules d'eau l'accumulation de protons dans l'espace interne embraer va activer la tp synthase qui va produire au minimum 32 atp la vitesse de fonctionnement de la tp synthèse n'est pas régulière parfois il faut 3 h plus pour former un atp parfois il en faut quatre le bilan de la respiration est donc celui ci pour un geek aux six molécules de dioxygène il va être formé 6 co2 6 h 2 o 12 produits 6 consommer en fait une différence 6 h 2 o et un total de 36 atp [Musique]