bac S 2016 Polynésie

Partie 2.2 : Enseignement de spécialité (5 points) Energie et cellule vivante

Le muscle cardiaque doit se contracter régulièrement. Il a un besoin constant d'énergie et ne dispose que d'un stock réduit d'ATP ne permettant que quelques contractions.

document 1: des réserves énergétiques dans les cellules

document 1a: les réserves de glycogène

Le glucose alimentaire est rapidement stocké sous forme de glycogène essentiellement dans les cellules hépatiques mais également dans les cellules musculaires.

	Muscle squelettique	Muscle cardiaque
Glycogène (polymère glucidique)	150 µmol/g de tissu	30 µmol/g de tissu
ATP	5 µmol/g de tissu	5 µmol/g de tissu

document 1b: les réserves de lipides

document 2 : les caractéristiques des cellules musculaires cardiaques ou cardiomyocytes

Les cellules musculaires cardiaques sont de forme cylindrique et plus courtes que les cellules des muscles squelettiques. Dans leur cytoplasme, on observe les myofilaments d'actine et de myosine ainsi que de très nombreuses mitochondries qui peuvent représenter jusqu'à 30% du volume cellulaire.

document 3 : production d'énergie et molécules

document 3a : des rendements différents suivant la molécule utilisée

Les cellules peuvent utiliser différents nutriments pour produire l'énergie dont elles ont besoin. Les principaux nutriments utilisés sont le glucose et les acides gras. Dans le cytoplasme, le glucose subit la glycolyse pour former du pyruvate dont la dégradation totale au niveau des mitochondries permet la synthèse d'ATP. Les acides gras subissent eux, une ?-oxydation pour former de l'acétyl-CoA, molécule qui, comme le pyruvate, est dégradée dans les mitochondries pour former de l'ATP.
On compare le rendement énergétique de ces deux types de substrat, les résultats sont présentés ci-dessous.

Nature du substrat	Molécules d'ATP formées pour 1 molécule énergétique dégradée	Molécules d'O2 consommées par molécule de substrat dégradée
Glucose C6H12O6	36 molécules	12
Acide palmitique* C16H3202	129 molécules	50

* L'acide palmitique est un acide gras qui intervient dans la constitution des triglycérides.

	Molécules énergétiques consommées par les cardiomyocytes (en pourcentage)
Acides gras	60
Glucose	30
Autres	10

document 3b : Molécules énergétiques utilisées par les cellules musculaires du cœur.

Les cellules musculaires du cœur peuvent utiliser une grande variété de nutriments. Le tableau ci-dessous indique dans quelles proportions sont utilisées les différentes molécules énergétiques.