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Activité 1 : L'approvisionnement des cellules musculaires en glucose

Chapitre 11 : Le contrôle des flux de glucose, source essentielle d’énergie des cellules musculaires

Couchou Célia

Introduction :

Les cellules musculaires ont besoin de nutriments, pour se contracter, principalement de glucose et de dioxygène pour produire de l'ATP. Cela nous emmène donc à se poser comme question : Comment les cellules musculaires sont-elles approvisionnées en glucose ? Pour répondre à cette question nous verons dans un premier temps l'expérience du foie lavé et dans un second temps le stockage du glucose.

A/ L'expérience du foie lavé

(type bac)

1) Dans ce TP, nous allons chercher à tester la capacité des organes, de le foie et ldu muscle, à libérer du glucose précédemment stocké.
Pour cela nous allons comparer un morceau de foie lavé et de muscle également lavé pour pouvoir comparer leur taux de glucose.
Nous allons comparer ces deux organes, pour pouvoir déterminé leur taux de glucose au bout de 5min apres être rincé et nous allons le retester le taux de glucose de ces organes 20 minutes après avoir trempé les organes dans de l'eau distillé.
Pour pouvoir les comparer nous allons tester leur taux de glucose pour chacun et observer si la couleur du test de glucose à changé ou non. Sa couleur peut varier du jaune au vert de plus en plus foncé, le jaune correspond à un taux de glucose négatif et à partir du vert cela veut dire que plis le vert prend de la couleur et plus le taux de glucose est élevé.
Nous nous attendons donc à observer que si le test de glucose pour chacun dès oraganes au bout de 5 min est positif cela voudra dire que le test sera coloré en vert et la libération de glucose sera rapide, alors que si la couleur du test est vert cela voudra dire le taux de glucose est négatif ou que la libération de glucose est plus lente que de 5 min. Pour 20 min après le lavage si le test de glucose est jaune alors il sera négatif mais si il est de couleur verte cela voudra dire que la libérationde glucose est plus lente.

2) Réalisation de l'expérience

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3)

4) Par cette expérience, nous avons donc pu observer que le test de glucose du muscle au bout de 5 et 20 minutes après le lavage était négatif. Et que pour le test du foie nous avons pu observer qu'au bout de 20 min il y avait présence de glucose alors qu'après 5 min de lavage il n'y avait aucune présence de glucose.
Nous savons que si le glucose est directement stocké et que l’organe est capable d’en libérer, la libération sera rapide (environ 5min). Et que si le glucose est stocké sous la forme d’un polymère (glycogène ou amidon) et que l’organe est capable d’en libérer, la libération sera plus lente comme le foie qui va libérer de glucose plus lentement, au fur et à mesure du temps. Pour le muscle, nous savons donc que celui-ci de possède pas d'enzyme qui permet la libération de glucose au cours du temps contrairement au foie car une foix que les cellules ont été cassé cela va liberer tout le glucose qu'il contient et que donc par la suite il ne va plus jamas en libérer car il n'en aura plus.
Nous pouvons donc en conclure que le muscle ne rejette à aucun moment du glucose une foie que ses cellules ont été cassé. Contrairement au foie, qui lui lorsque ces celles ont été cassé de rejette rien au bout de 5 min mais au bout de 20 min rejete du glucose. Ce phénomène provient du faite que le foie possède une enzyme qui lui permet de rejeter du glucose dans le sang au fur et a mesure du temps, ce que ne possède pas le muscle.

Présence de glucose dans le bécher (hors cellules)

Muscle

Foie

5 min après lavage

20 min après lavage

+

-

-

-

+

-

Absence de glucose

Présence de glucose

Dans ce tableau, nous pouvons observer qu'au bout de 5 min de lavage nous ne retrouvons aucune présence de glucose dans le foie et dans le muscle. Alors qu'au bout de 20 min après le lavage nous retrouvons toujours aucune présence de glucose dans le muscle mais contrairement au muscle nous retrouvons la présence de glucose dans le foie.

B/ Le stockage du glucose

Dans cette deuxième partie nous allons identifiez la forme de stockage du glucose dans l’organe. Pour cela nous allons étudier les document et dans une deuxième partie nous utiliserons le logiciel libmol afin de comparer une molécule de glucose avec une molécule de glycogène.

D'après le document 1, nous pouvons observer que la quantité de radioactivité deux heures après l'ingestion de glucose radioactif était la plus élevé dans l'organe du foie avec 55% contre 18% pour les muscles, 11% pour les tissus adipieux et 5% pour le sang et les limphes.
Nous savons que l'organe du foie stock beaucoup plus de glucose que les autres organes avec le l'organe du muscle en sencond.
Nous pouvons donc en conclure que le foie est l'organe qui produit le plus de radioactivité après une digestion et qui en stock le plus.

Ainsi à l'aide du document 2, nous pouvons obsever deux observations microscopique du foie et du muscle qui ont été coloré par de l'acide périodique de Schiff et qui donne par une réaction une couluer rose-violet. Nous pouvons observer sur la photographie a qu'après 8h de jeune le foie est de couleur violet clair. Et que 2h après un repas on retrouve dans le foie une couleur très violette. Sur l'observation b d'un muscle, nous retrouvons après 24h de jeûne également une couleur violette très clair et qu'après un repas et au repos le muscle c'est coloré d'un rose moins foncé que pour celui du foie.
Nous savons que l'acide périodique de Schiff est un réactif caractéristique d'une macromolécule cellulaire, et lorsqu'il est en contact avec du glycogène celui-ci se colore en rose-violet. Ce réactif a été mis en contact avec coupes de foie (a) et de muscle (b) prélevées à des moments différents.
Nous savons donc que pour un jeune, la présence de glycogène est très faible pour le foie car cette organe libère du glucose au fur et à mesure de la journée et le muscle car par des activités physique va casser ces cellules donc on va retrouver une libération de glucose par une couleur très claire. Alors qu'après un repas ces organes sont de couleur plus foncé, donc ils contiennent plus de glycogène qu'au départ.
Nous pouvons donc en conclure que le muscle après un repas au repos et le foie après un repas stockent du glucose.

B/ Le stockage du glucose

Et enfin par ce document 3, nous pouvons observer que la cellule du foie est constituée de différente enzymes (ici 4) qui vont permettre la circulation du glucose dans la cellule du foie.
Nous savons que ces cellules vont permettre au foie de stocker et déstoker le glucose. L'enzyme qui permet le stockage du glucose est l'enzyme glucokinasse et elle qui permet le déstockage est l'enzyme glucose phosphate. Cela va donc permettre l'exportation du glucose, il va prendre le glucose puis le relacher, c'est un transporteur de glucose. Maisnous savons que contrairement au foie, le muscle lui va prendre le glucose dans le sang mais pas le relacher après, il va tout stocker car il ne possède pas l'enzyme glucose phosphate qui permet la libération du glucose.
Nous pouvons donc en conclure que le foie à la capacité de stocker et de déstocker du glucose contrairement au muscle lui qui stock le glucose et ne le libère pas.

B/ Le stockage du glucose

B/ Le stockage du glucose

Maintenant nous allons utiliser le logiciel libmol afin de comparer une molécule de glucose avec une molécule de glycogène.

Photographie d'une molécule de glucose

Photographie d'une molécule de glycogène

Sur ces deux photographies nous pouvons observer que la molécule de glycogène est beaucoup plus grande que celle de glucose. Nous pouvons également observer que la molécule de glycogène est constitué de centaine de molécule de glucose car nous retrouvons des centaines de foix la structure de la molécule de glucose dans la molécule de glycogène. En revanche nous savons que ces deux molécules partcipent aux voies métaboliques de stockage et de déstokage du glucose.

B/ Conclusion

= Muscle

= Foie

Nous pouvons donc pour en conclure réaliser un shéma que le foie est un organe libérateur de glucose et que le muscle est un organe de stockage de glucose :