Les cellules régénèrent ensuite l'ATP à partir de l'ADP essentiellement de trois manières différentes : par phosphorylation oxydative dans le cadre de la respiration cellulaire, par photophosphorylation dans le cadre de la photosynthèse, et par phosphorylation au niveau du substrat au cours de certaines réactions ...
La production d'ATP a lieu dans toutes les cellules de l'organisme. Le processus commence par la digestion du glucose dans l'intestin. Les cellules prennent ensuite le relais et le transforment en pyruvate qui se rend dans les mitochondries de la cellule, où l'ATP est finalement produite.
Pendant l'activité musculaire, la régénération de l'ATP se fait suivant 3 voies : par interaction de l'ADP avec la créatine phosphate (1), par respiration cellulaire anaérobie (2) et par respiration cellulaire aérobie (3).
La molécule d'ATP
Dans la cellule musculaire, il existe deux grandes voies métaboliques d'utilisation du glucose pour produire de l'ATP : la respiration cellulaire et la fermentation lactique.
La chaîne respiratoire mitochondriale, au niveau des crêtes mitochondriales, permet la réoxydation des composés réduits, par la réduction de dioxygène en eau. Ces réactions conduisent à la production d'ATP qui est indispensable aux activités cellulaires (comme la contraction musculaire).
La respiration cellulaire se fait donc selon trois étapes : la glycolyse, (c'est aussi la première étape de la fermentation) ; le cycle de Krebs ; la chaîne respiratoire.
La mitochondrie est donc une petite usine qui produit l'énergie (l'ATP) via une chaîne de production qui s'appelle la chaîne respiratoire permettant la respiration cellulaire.
Du glucose à l'ATP
La transfert de l'énergie chimique du glucose en énergie chimique sous forme d'ATP se réalise en plusieurs étapes : la glycolyse, puis le cycle de Krebs et la chaîne respiratoire au sein des mitochondries. De manière très schématique, la glycolyse permet la dégradation de glucose en pyruvate.
L'ATP synthase (EC 7.1.2.2) est un complexe protéique enzymatique qui se trouve dans les crêtes mitochondriales, la membrane des thylakoïdes, et la membrane plasmique des bactéries et des archées.
L'ATP entre dans la fabrication des acides nucléiques
Si la molécule d'ATP est trouvée à l'état libre dans les cellules, elle sert également de matériau de construction pour la synthèse des acides nucléiques, la classe de macromolécules essentiellement en charge de l'information génétique (voir fig. 2).
– Verser quelques gouttes de bleu de méthylène dans un verre de montre. – Prélever un très petit fragment de muscle frais de poisson (conservé dans une solution d'eau de mer) et le déposer dans le bleu de méthylène. – Laisser le fragment dans le verre de montre contenant le bleu de méthylène pendant 10 minutes.
En raison de cet écart par rapport à l'équilibre, l'hydrolyse de l'ATP en ADP et phosphate libère une grande quantité d'énergie. C'est l'hydrolyse des deux liaisons phosphoanhydride liant les groupes phosphate adjacents de l'ATP qui libère l'énergie de cette molécule.
Fermentations, respiration ; Glycolyse, cycle de Krebs, chaîne respiratoire.
L'ATP est majoritairement resynthétisée grâce à l'ADP (molécule issue de l'ATP après dégradation) associée à la Créatine - Phosphate (ou phosphocréatine ou phosphagène) présente dans les cellules musculaires. Cette réaction chimique est possible grâce aux enzymes (ici CPK créatine phosphokinase).
La respiration cellulaire est l'ensemble des processus du métabolisme cellulaire convertissant l'énergie chimique contenue dans le glucose en adénosine triphosphate (ATP).
Remarque (hors programme) : pourquoi 36 ou 38 molécules d'ATP ? En fait cela dépend de la manière dont les transporteurs de protons (NADH) sont transférés dans la matrice.
Lorsque la cellule a besoin immédiatement d'énergie, l'ATP peut être converti en ADP et en un groupe phosphate inorganique. La rupture de la liaison entre les deuxième et troisième groupes phosphate transforme l'ATP en adénosine diphosphate (ADP) et en un groupe phosphate inorganique.
En effet, vous pouvez obtenir jusqu'à 129 molécules d'ATP à partir d'un acide gras et seulement 38 à partir du glucose. Ainsi, si vous voulez augmenter votre énergie, vous avez deux choix. D'une part, vous pouvez rendre vos centrales énergétiques, les mitochondries, plus fortes et plus efficaces.
Les glucides :
Les glucides, souvent appelés "sucres", constituent avec les lipides, la première source d'énergie du corps. Ils sont indispensables pour le fonctionnement des muscles et du cerveau.
Les trois nutriments qui apportent de l'énergie au corps sont les glucides, les protéines et les lipides. Les glucides représentent la grande famille des « sucres ». Cette grande famille comprend à la fois les glucides simples (fructose, sucre de table, etc.)
Comme éliminer l'acide lactique des cellules nécessite de l'oxygène, la fermentation lactique est censée créer une « dette » en oxygène. Cela signifie que, bien que la respiration anaérobie en elle-même ne nécessite pas d'oxygène, celui-ci est nécessaire pour éliminer ce sous-produit d'acide lactique.
Elles sont un lieu de stockage du calcium, de catabolisme des acides gras (tout comme les peroxysomes avec lesquels elles communiquent) pour la production d'énergie et elles sont impliquées dans l'apoptose, une forme de mort cellulaire programmée.
Le ∆G°' correspondant sera utilisé pour la synthèse de l'ATP. Ainsi l'oxydation de NADH,H+, dont les électrons circulent à travers les 3 sites, provoque la formation de 3 ATP; celle de FADH2, dont les électrons entrent au niveau du site 2 provoque la formation de 2 ATP.
Il existe deux grands types de métabolismes chez les être vivants : l'hétérotrophie et l'autotrophie. L'hétérotrophie est le métabolisme des cellules animales, des cellules végétales non chlorophylliennes, des cellules de champignon, des protozoaires (et de certaines bactéries).