L’ORGANISME EN FONCTIONNEMENT (1)

    Consommation d’O2 et de glucose pendant l’effort
 



Introduction : Nous savons que les cellules musculaires, comme toutes les cellules d’un organisme, ont besoin d’énergie pour fonctionner ;
 Elles tirent cette énergie des nutriments comme le glucose qu’elles oxydent
à l’aide du dioxygène (O2).

Problème : Lors d’une activité physique (effort musculaire), comment évoluent les consommations d’O2 et de glucose à l’intérieur de l’organisme ?

Objectif de la séance : Étudier les consommations d’O2 et de glucose pendant une activité physique.
 

1 - LA CONSOMMATION DE DIOXYGENE PENDANT L’EFFORT
 

Principe de la mesure : un individu effectue un effort de quelques minutes (step, vélo ou flexions)
Avant, pendant et après  son effort , on mesure la différence entre la quantité d’O2 qui rentre dans ses poumons (air inspiré) et celle qui en sort (air expiré), grâce à des capteurs adaptés (sonde oxymétrique).
Les résultats sont transmis à l’ordinateur qui établit une courbe de consommation d’O2 en fonction du temps.

Le graphique ci-dessous représente la consommation d’O2 d’un sujet avant, pendant et après un effort
La consommation cumulée d'O2  est représentée par la courbe (ordonnée de gauche graduée en litres d'O2)

    L'intensité respiratoire du sujet est mesurée toutes les 15 secondes, elle est représentée par les batonnets (ordonnée de droite grduée en litres / h / kg)
 

ACTIVITE 1 / Analysez l’évolution de cette consommation. Que pouvez vous dire des besoins en dioxygène de l’organisme pendant (et après) une période d’effort ?
 
 

Il n’existe pas de réserve d’O2 dans les muscles ;
L’augmentation de la consommation d’O2 par les muscles au cours de l’effort est possible car ces derniers ont été mieux approvisionnés .
 Quels sont les organes responsables de cet approvisionnement ?
 Comment ces organes doivent ils s’adapter à  l’effort  (faites des hypothèses)
 



2 - LA CONSOMMATION DE GLUCOSE PENDANT L’EFFORT
 

Les cellules musculaires tirent leur énergie de l’oxydation du glucose par le dioxygène.

Le glucose utilisé par les cellules musculaires provient de deux sources :

le glucose stocké dans le muscle sous forme d’une chaîne de gucose appelée glycogène..
 le glucose du sang (qui provient du glycogène du foie ou directement de l'alimentation).
 
 

1 - Les photographies ci-dessous représentent des coupes transversales de muscle effectuées après biopsie (prélèvement d’un fragment de tissus sur un être vivant) avant et après un effort.

Une coloration spécifique permet de déceler la présence de glycogène dans les cellules.
L’intensité de la coloration est proportionnelle à la quantité de glycogène présente.


Avant un effort
Après un effort

ACTIVITE 2 / Comparez les deux photos / Proposez une explication aux différences que vous constatez.
 
 

2 - Afin de quantifier la consommation de glucose par le muscle pendant l’effort, des biologistes ont mesuré les variations de la quantité de  glucose sanguin prélevé pendant différents types d’efforts.

Le graphique ci-dessous représente l’évolution de la prise de glucose sanguin par un muscle isolé (le quadriceps) au cours d’un exercice de pédalage, en fonction du temps et de la puissance de l’effort.



 
 
 
 


 

 ACTIVITE 3 / Analyser les deux graphiques / Expliquez les variations observées.
 
 
 
 
 



 

Effectuer une synthèse

 Associez les informations fournies par les activités 1, 2 et 3 pour construire un bilan des
besoins des cellules musculaires en activité.