2011_Spé_Métabolisme

L’endurance et la résistance des rennes du Père Noël

(d'après Nouméa mars 2005)

Dans la nuit du 24 au 25 décembre, chaque année, c’est le même rituel, un vieil homme tout de rouge et blanc vêtu, réalise un exploit : distribuer une ribambelle de cadeaux au travers le monde, et en un temps record !

Pour cela, il peut compter sur ses plus fidèles rennes. Soucieux de leur santé et de leur bien-être, le Père Noël, a étudié de plus près la physiologie musculaire de Rudolph, le chef des rennes (qui soit dit en passant, s’est prêté de bonne grâce à cette petite étude scientifique, difficile de refuser quelque chose à celui qui le choie tant, et fait le bonheur des petits comme des grands).

Pour accomplir sa mission, le Père Noël attend de ses rennes deux types d'effort physique : l'endurance (effort modéré mais prolongé) et la résistance (effort intense mais de courte durée).

De part ses connaissances acquises en S.V.T., il sait que les muscles contiennent deux types de fibres : des fibres de type I et des fibres de type II. Au cours d'un effort d'endurance, les fibres de type I sont les plus sollicitées, alors que les fibres de type II le sont lors d'un exercice intense et de courte durée.

En exploitant les documents 1 à 3 et en utilisant vos connaissances, expliquez par quelles voies métaboliques, l'organisme de Rudolph et de ses congénères, répond à la demande énergétique pour ces deux types d'effort nécessaire au travail du Père Noël.

Proposition de correction :

Document 1 : électronographies fragments fibres musculaires avec myofibrilles visibles

fibres I : présence nombreuses mitochondries

mitochondries sont le siège de la respiration cellulaire (production ATP°

fibres II : absence de mitochondries dans la région présentée

hypothèse : ces fibres ne contiennent que très peu de mitochondries

Document 2 : Données biologiques sur les fibres musculaires

fibres I et II ont les mêmes réserves en glycogène

fibres I plus riches en ATP synthétase que fibres II

ATP synthétase enzyme de la membrane interne des mitochondries

Enzyme indispensable à la régénération de l' ATP

Document 3 : Données sur le métabolisme énergétique cellulaire

dégradation totale pyruvate par mitochondrie est 17 fois plus efficace que par la glycolyse

glycolyse = dégradation du glucose en pyruvate

CONCLUSION

fibre I riches en mitochondries, métabolisme énergétique qui repose sur respiration mitochondriale

=> cela permet un effort prolongé (forte consommation énergétique)

fibre II pauvres en mitochondries, se fournissent ATP par glycolyse

système énergétique peu rentable qui ne peut pas fonctionner longtemps car les réserves sont très vite épuisées