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Grand oral : rôle du pH dans la formation des crampes ?

Posté par
loute08
23-06-22 à 09:46

Bonjour, j?espère que vous allez bien. Je passe mon grand oral demain matin et j?aurais aimé avoir un peu d?aide de votre part notamment sur les questions susceptibles de m?être posé. J?ai choisis un sujet physique chimie/ SVT le voici:

Quel est le rôle du pH dans la formation des crampes ?

Lors d?un effort physique nous avons tous déjà subi des crampes musculaires, mais sans réellement savoir pourquoi et qu?est-ce qui se produit exactement dans nos muscles pour en arriver à une contraction musculaire involontaire si douloureuse. Le pH y joue un rôle mais quel est réellement le rôle du pH dans la formation des crampes ? Dans un premier temps nous verrons qu?est ce qu?une crampe,ensuite le rôle du pH dans la formation de crampes et pour finir nous verrons la méthode d?analyse du pH.

Qu?est ce qu?une crampe

La crampe musculaire est une contraction involontaire, soudaine et douloureuse d?un muscle ou d?une partie d?un muscle. Elle est palpable et parfois visible à l'?il nu. Elle survient notamment lors d?une mauvaise ventilation lors d?un effort sportif. Les cellules eucaryotes comme les cellules musculaires, respirent: elles produisent de l?énergie sous forme d?ATP à partir de glucose. La première étape de la respiration cellulaire est la glycolyse ( dégradation du glucose) elle permet de transformer une molécule de glucose en deux molécules de pyruvate qui par la suite va servir lors de la respiration cellulaire en condition aérobie. En condition anaérobie cette glycolyse va permettre une libération minime d?énergie sous forme d?ATP mais aussi la libération de deux molécules de lactate. C?est cette molécule de lactate qui est à l'origine des crampes

le rôle du pH lors d?une crampe

Lors du métabolisme basal de l?homme, l?énergie (ATP) nécessaire provient de la transformation en milieu oxygéné (aérobie) du glucose en dioxyde de carbone et eau, c?est la respiration cellulaire. Le dioxyde de carbone est transporté par le sang jusqu?aux poumons où il est alors éliminé par ventilation. Lorsque la ventilation est insuffisante (anaérobie) l?énergie nécessaire pour le bon fonctionnement du muscle est insuffisante c?est à ce moment là que la crampe apparaît. En milieux anaérobie, de l?acide lactique est formée, passe dans le sang et provoque une diminution du pH grâce à la création de dioxyde de carbone. Cette diminution de pH entraîne des ordres hypothalamiques qui vont amplifier la ventilation et ainsi permettre la reprise de la respiration cellulaire en milieux aérobie.    

Méthode d?analyse du pH

Chaque couple acide/base possède une constante caractéristique appelée constante d?acidité et notée Ka, elle est sans unité. elle se caractérise par la formule suivante:
Ka = [H3O+] * [base]/ [acide]

A cette constante d?acidité est associée une autre : le pKa, qui est également sans unité. Ka et pKa sont associés par les relations suivantes:
Ka = 10^-pKa
pKa = -log(Ka)

Le pKa peut être placer sur le diagramme de prédominance du pH et ainsi:
si pH = pKa, la base et l?acide ont la même concentration : [acide] = [base]
si pH < pKa, l'acide prédomine donc sa concentration est supérieure : [acide] > [base]
si pH > pKa, la base prédomine donc sa concentration est supérieure : [acide] < [base]

Le pH représente la concentration des ions H3O+ dans une solution. Il peut se mesurer grâce à du papier pH, un indicateur coloré ou encore grâce un pHmètre.
il est compris entre 0 et 14
de 0 à 7 le pH est dit acide
a 7 le pH est dit neutre
de 7 à 14 le pH est dit basique
On peut remarquer qu?il y a une similitude avec le diagramme de prédominance vu précédemment. au delà de ça il y a une relation mathématique qui lie le pH et le pKa
on sait que le pH = -log [H3O+]
d?autre par on sait aussi que Ka = [H3O+][A-] / [AH] et pKa = - log(Ka)
par une suite de modification de formule on obtient la relation suivante:
pH = pKa + log (A-/AH)

(Je compte mettre les étapes de la transformation de formule sur le brouillon à donner aux examinateurs)

Grâce à une réaction chimique entre une solution titrante dont la concentration est connue et une solution à titrer  dont la concentration n?est pas connue, il nous ai possible de déterminer la concentration inconnue d?une solution. En effet, si les solution sont des acides et des base nous pouvons faire un titrage par pH métrie. Le principe est simple, la solution titrante va être introduite petit à petit dans la solution à titrer, le pH va être relevé à chaque fois et reporter dans un diagramme. Grâce à la méthode des tangentes nous allons pouvoir par la suite déterminer le volume et le pH à l'équivalence. Et grâce à la formule CA x VA = CB x VE déterminer la concentration de la solution titrée

Pour conclure, la modification du pH par l?acide lactique lors de la respiration cellulaire en condition anaérobie permet une augmentation de la ventilation et ainsi le retour à une respiration cellulaire normale sans libération d?acide lactique qui pourrait à nouveau faire varier le pH. Le pH nous est utile lors d?un titrage pour repérer le volume à l'équivalence de notre réaction grâce au saut de pH et ainsi nous permettre de déterminer la concentration inconnue d?une solution.

Je ne vois pas quel sont les questions qui pourrait m?être posé donc si vous avez une idée cela serait gentil de me les partager pour que je puisse les travailler avant mon passage demain matin

Merci d?avance pour le temps que vous m?accorderaient

***Titre complété***

Posté par
gbm Webmaster
re : Grand oral : rôle du pH dans la formation des crampes ? 26-06-22 à 09:17

Bonjour,

En lisant ton exposé, je trouve que ça fait trop "cours théorique sur le pH", sans prendre le temps de rentrer plus en détails dans les mécanismes intracellulaires des transformations biochimiques en milieu aérobie / anaérobie.

Tu pourrais par exemple :
- commencer par expliquer le mécanisme de régulation du pH ;
- puis expliquer en quoi la libération d'acide lactique par les cellules va faire baisser le pH au niveau local => adapter ta méthode du pH en te basant sur le couple acide base faisant intervenir l'acide lactique (acide faible) et comment "cette diminution de pH entraîne des ordres hypothalamiques qui vont amplifier la ventilation et ainsi permettre la reprise de la respiration cellulaire en milieux aérobie".

Ensuite, concernant cette partie :

Citation :
Grâce à une réaction chimique entre une solution titrante dont la concentration est connue et une solution à titrer dont la concentration n?est pas connue, il nous ai possible de déterminer la concentration inconnue d?une solution. En effet, si les solution sont des acides et des base nous pouvons faire un titrage par pH métrie. Le principe est simple, la solution titrante va être introduite petit à petit dans la solution à titrer, le pH va être relevé à chaque fois et reporter dans un diagramme. Grâce à la méthode des tangentes nous allons pouvoir par la suite déterminer le volume et le pH à l'équivalence. Et grâce à la formule CA x VA = CB x VE déterminer la concentration de la solution titrée

ça tombe comme un cheveu sur la soupe, je peine à voir le lien avec tes précédentes parties de l'exposé.



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