Muscle strié squelettique et énergie : exercices de Tle SVT

On cherche la masse de muscles squelettiques, en kilogrammes.

Les données sont : 42 % de la masse corporelle et une masse totale de 70 kg.

Relation : masse musculaire $= \dfrac{42}{100} \times 70$.

Calcul : $0{,}42 \times 70 = 29{,}4$ kg.

Réponse : les muscles squelettiques de cet homme pèsent 29,4 kg.

Question 1 : 60 est compris entre 10 et 100, donc c'est une valeur possible.

Question 2 : on cherche le nombre total de fibres, sans unité.

Relation : total $= 400 \times 60$.

Calcul : $400 \times 60 = 24\,000$ fibres.

Réponse : ce muscle fictif contient 24 000 fibres, soit 24 000 cellules musculaires.

Le biceps est relié aux os par des tendons : c'est un muscle strié squelettique, donc sous commande volontaire.²³

Le myocarde est un muscle strié, mais il a une innervation involontaire : il se contracte sans intervention de la pensée.³

Le muscle de la paroi de l'intestin est un muscle lisse, lui aussi involontaire.³

On en déduit que « strié » ne signifie pas « volontaire » : le cœur est strié et pourtant involontaire.

Question 1 : on cherche une durée en secondes.

Relation : durée $= \dfrac{\text{stock}}{\text{consommation par seconde}} = \dfrac{25}{5}$.

Calcul : $25 \div 5 = 5$ s.

Question 2 : le stock est très vite épuisé, donc l'ATP doit être produit en continu pendant l'effort.

Le muscle fabrique de l'ATP surtout par l'oxydation des lipides et des glucides en condition aérobie, et aussi par des réactions anaérobies.³

C'est ce renouvellement permanent qui permet à l'effort de se prolonger.

Voie aérobie : $6 \times 30 = 180$ unités d'ATP.

Voie anaérobie : $6 \times 2 = 12$ unités d'ATP.

Rapport : $\dfrac{180}{12} = 15$.

La voie aérobie fournit donc 15 fois plus d'ATP avec le même glucose.

La voie anaérobie reste utile car elle intervient notamment pour la contraction des fibres rapides.³

Un muscle a donc deux façons d'obtenir son ATP, adaptées à des types d'efforts différents.

Ordre décroissant : muscle entier, faisceau, fibre musculaire, myofibrille, sarcomère.³

Un faisceau contient de 10 à 100 fibres, et chaque fibre est une cellule musculaire.³

Les myofibrilles sont des assemblages de filaments protéiques organisés en unités répétitives appelées sarcomères.³

C'est la présence de ces sarcomères dans les cellules qui donne l'aspect strié.³

Une myofibre est un autre nom de la cellule musculaire entière, alors qu'une myofibrille est une structure interne de cette cellule.³

Homme : $0{,}42 \times 80 = 33{,}6$ kg.

Femme : $0{,}36 \times 65 = 23{,}4$ kg.

Écart : $33{,}6 - 23{,}4 = 10{,}2$ kg.

Les pourcentages diffèrent de 6 points, mais les masses corporelles ne sont pas les mêmes non plus : les deux effets s'additionnent.

Un pourcentage seul ne permet donc pas de comparer des masses sans connaître la masse totale.

Rôle de l'ATP : la contraction a besoin d'énergie apportée sous forme d'ATP, utilisée pour le mouvement des têtes de myosine.¹³

Le sprint et la marche exigent donc tous deux de l'ATP, car dans les deux cas des muscles se contractent.

Origine de l'ATP : le muscle l'obtient principalement par l'oxydation des lipides et des glucides en condition aérobie, mais aussi par des réactions anaérobies.³

Pendant la marche prolongée, l'apport continu d'ATP repose surtout sur la voie aérobie, qui permet de tenir longtemps.

Pendant le sprint, les réactions anaérobies interviennent notamment pour la contraction des fibres rapides.³

Les fibres musculaires squelettiques se répartissent en fibres à contraction rapide et en fibres à contraction lente.³

Conclusion : les deux efforts consomment de l'ATP, mais la source dominante et le type de fibre changent selon la durée et l'intensité.

Le tableau montre que les muscles involontaires existent : le cœur et les muscles lisses se contractent sans intervention de la pensée.³

Mais la commande nerveuse ne dit rien du besoin en énergie : un muscle involontaire se contracte lui aussi, donc il dépense de l'énergie.

Pour le muscle strié squelettique, l'ATP est la monnaie énergétique utilisée pour le mouvement des têtes de myosine.³

L'affirmation de l'élève confond deux idées : le type de commande (volontaire ou non) et le besoin en énergie.

Conclusion : l'ATP est indispensable à la contraction, quelle que soit la commande ; elle n'est pas réservée aux muscles volontaires.