TP8. Problème : Comment mettre en relation la structure du muscle à sa fonction, et ce à l échelle cellulaire? 2 nde L Y C É E

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1 TP8 Problème : Comment mettre en relation la structure du muscle à sa fonction, et ce à l échelle cellulaire? L Y C É E 2 nde

2 Observation au MO de cellules musculaires squelettiques Observation en microscopie photonique de cellules musculaires squelettiques de singe. On observe trois cellules musculaires striées transversalement. Les bandes sombres correspondent aux filaments épais. Au centre des bandes claires, on distingue une ligne plus sombre correspondant aux disques Z. Source Biodidac ( a/)

3 Cellules musculaires striées squelettiques humaines au Microscope Electronique à Balayage (MEB)

4 Cellules musculaires striées squelettiques, coloration au bleu de méthylène et observation au microscope optique (X600)

5 Bilan: On constate une cellule très allongée. Or on sait que le muscle est un organe long qui relie deux os. On en déduit que cette structure cellulaire très allongée est donc adaptée à sa fonction de liaison au squelette. On constate que le cytoplasme est strié (bandes parallèles à l allongement de la fibre mais aussi perpendiculaires). Or on sait qu un muscle a la capacité de se contracter et ainsi voir sa longueur diminuer et son diamètre augmenter. On en déduit que cette double striation dans la cellule permet au muscle de se contracter (de manière réversible). On constate plusieurs noyaux dans une même cellule (=fibre) musculaire. Or on sait que le muscle est le siège d un métabolisme respiratoire et/ou fermentaire intense, et que ce métabolisme est codé par des gènes. On en déduit que cette pluri nucléation des cellules musculaires est une adaptation à leur fort métabolisme lié à leur capacité de se contracter et de se relâcher ce qui nécessite beaucoup d énergie.

6 Cellule musculaire striée squelettique au Microscope Electronique à Transmission (MET)

7 Cellules musculaires striées squelettiques humaines au Microscope Electronique à Balayage (MEB)

8 Les dangers des pratiques inadaptées Le graphique présente le temps (en min) de réalisation d un parcours pour un marathonien en fonction de la charge d entraînement en km.semaine -1 On constate que plus l entraînement augmente plus le temps de réalisation de parcours diminue: ainsi l individu devient plus performant. Mais au-delà d un entraînement de 140km/semaine, alors les performances du coureur décroissent. On en déduit qu il existe une charge d entraînement par semaine à ne pas dépasser. Au-delà l organisme n a pas le temps de récupérer, c est-à-dire stocker des réserves et laisser aux fibres musculaires le temps nécessaire à l entretien des microfibrilles par exemple. Nathan SVT 2 nde ed 2010 p.262

9 Les troubles du sommeil observés en cas de surentraînement, peuvent s expliquer par l implication du système nerveux (nerfs ortho et parasympathiques) dans la régulation de la PA notamment. Un trop grande sollicitation de l orthosympathique lors de l effort physique trop long peut engendrer des troubles nerveux, et aussi des troubles cardiorespiratoires. La boucle de régulation de la PA peut être mise en défaut. Le système réglant ne fonctionne plus. On voit en effet, que chez un sujet surentraîné, la Fc ne redescend pas après l effort et reste proche d un sujet sédentaire (105 contre 123 battements.min -1 )

10 Nathan SVT 2 nde ed 2010 p.263 Les stéroïdes anabolisants comme la métribolone, sont des molécules organiques de forme très proche de la testostérone. Ils se fixent donc aux mêmes récepteurs moléculaires que la testostérone et entraînent les mêmes réponses de l organisme. Ainsi, ces molécules ont pour effet essentiel d augmenter la synthèse de fibres musculaires, tout en évitant l effet masculinisant de la testostérone naturelle. Ces anabolisants permettent également un maintien de l ossification et une diminution de la masse adipeuse. La prise d anabolisants par un sportif est inadaptée et dangereuse, car les muscles surdéveloppés perdent en résistance et ne sont pas soutenus par un squelette insuffisamment développé. De plus, le manque de tissu adipeux peut entraîner des déficits en nutriments nécessaires au fonctionnement musculaire.

11 Nathan SVT 2 nde ed 2010 p.263 Les fonctions de l organisme affectées par les anabolisants: - La fonction de nutrition (atteintes hépatiques, augmentation du risque cardio-vasculaire, suspicion d infarctus du myocarde) - la fonction de relation: agressivité, hyperactivité, irritabilité - la fonction de reproduction: atrophie des testicules, diminution du nb de spermatozoïdes chez l homme, irrégularités menstruelles, diminution du tissu mammaire chez la femme