les cours/المحاضرات

Les trois voies énergétiques

 Pour se contracter le muscle a besoin d'un apport en énergie, et cette dernière doit être disponible au cœur même de la fibre musculaire.

L'énergie nécessaire sera fournie par la dégradation d'une molécule "riche en énergie" (ATP ou Adénosine Tri Phosphate). 

Cette molécule (ATP ) est présente dans la fibre musculaire en petite quantité ; quantité qui permettrait de réaliser au maximum une course de 60 mètres, suite à quoi la réserve en ATP étant épuisée le muscle s'arrêterait de fonctionner.

Il sera donc nécessaire de fournir de l'ATP au fur et à mesure de l'effort pour qu'une réserve soit disponible.

Mais alors ! Le fait de prendre des produits ou des boissons riches en "ATP" permet-il d'accroître la performance en augmentant les réserves énergétiques?

 Pour fabriquer de l'ATP le muscle possède deux possibilités

- la voie anaérobie lactique

- la voie aérobie

  Pour résumer il existe donc trois voies énergétiques:

-1- La voie anaérobie alactique : c'est l'utilisation des réserves en ATP. Elle est comparée au 'starter' de l'effort musculaire. 

Anaérobie = sans utilisation d'oxygène 

Alactique = IL n'y a pas de production d'acide lactique.

 -2- La voie anaérobie lactique: elle utilise du glycogène (sucre complexe), sans oxygène, avec production de lactates.

 -3- La voie aérobie : à partir des lipides( les graisses ) et en présence d'oxygène, nécessaire pour 'brûler' ces lipides. 

La voie anaérobie lactique

Cette voie énergétique est utilisée pour des efforts sous-maximaux à maximaux.( nous verrons prochainement à quoi correspondent de tels efforts lorsque nous parlerons de la VO2max : c'est à dire la capacité maximale d'utilisation de l'oxygène ) 

Elle utilise, en l'absence d'oxygène, un sucre complexe présent à l'état de réserve au niveau du muscle. Il s'agit du glycogène.

Après une chaîne de réactions chimiques 'en cascade' le glycogène se transforme en lactate et en ATP, ce dernier contribuera au maintien de la réserve énergétique .

Aux différentes étapes de la dégradation du glycogène des enzymes interviennent permettant ainsi d'accélérer ou de ralentir les réactions chimiques.

Le glycogène  est un Sucre complexe provenant de l'alimentation.

Les aliments riches en hydrates de carbone, et donc en glycogène sont appelés les " sucres lents " (riz et pâtes +++ ) ; et ceci par opposition aux sucres rapides ( c'est à dire le sucre sous toutes ses formes : confiseries, sodas, barres chocolatées…etc ).

Ces sucres rapides sont particulièrement néfastes, ils libèrent trop rapidement une énergie de mauvaise qualité pour le muscle et en excès se transforment en mauvaises graisses.

Le muscle possède des réserves en glycogène: plus ces réserves seront grandes, plus le muscle est apte à soutenir plus longtemps des efforts.

Les réserves en glycogène dépendent: 

D'une alimentation riche en hydrates de carbone (pâtes, riz,…etc) : intérêt de la diététique

De l'entraînement qui favorise un stockage. 

De l'épuisement de la réserve qui donnera une surcompensation en cas d'alimentation riche en hydrates de carbone ( les 'fameux' régimes scandinaves ).  

Plusieurs interrogations apparaissent .

Qu'est-ce une enzyme?

Une enzyme accélérera ou ralentira une réaction chimique ( par exemple au cours d'un effort physique le muscle a besoin de plus d'énergie, donc de plus d'ATP ; plusieurs enzymes vont alors intervenir pour augmenter la cadence de dégradation du glycogène ).

De quoi a besoin une enzyme pour bien fonctionner?

D'une co-enzyme.

L'enzyme en elle même est inactive, c'est l'association enzyme avec co-enzyme qui aura un effet sur les réactions chimiques. 

Bien souvent ces co-enzymes sont des vitamines. Faut-il donner des vitamines à un sportif??

D'une bonne acidité du milieu, encore appelé pH.

Si l'acidité augmente trop au niveau de la fibre musculaire, l'activité des enzymes diminue, la fatigue puis l'épuisement apparaîtront. 

Notons que l'acide lactique produit par la dégradation du glycogène tendra à diminuer le pH (l’acidité du milieu augmente).

D'une bonne température.

Si la température augmente trop au niveau de la fibre musculaire, de même l'activité des enzymes diminuera. 

Notons encore que la contraction d'un muscle libère de la chaleur et donc augmente la température du milieu (de l’organisme).

Ainsi l'entraînement aura pour but d'améliorer la tolérance de ces enzymes à des conditions élevées de température et d'acidité. !!!

La voie aérobie

En présence d'oxygène, le pyruvate va être métabolisé donnant de l'eau, du CO2, de l'ATP et de la chaleur.

Le CO2 sera éliminé via le sang par les poumons.

Nous verrons ensuite comment éliminer cette chaleur en excès, qui pourrait, rappelons le, bloquer la machine par 'surchauffe'.

L'organisme peut également utiliser les "graisses" (les lipides ou plus précisément les acides gras libres) pour fabriquer de l'énergie (de l’ATP), toujours en présence d'oxygène.

Les réserves en acides gras sont quasiment inépuisables.

Il s'agit là d'une méthode d'économie du glycogène et de bon rendement (elle fournie 5 fois plus d’énergie). Nous pouvons comparer l'utilisation des lipides à un moteur diesel : increvable mais 'pas trop vite'. 

Que devient l'acide lactique ?

En présence d'oxygène les lactates redonnent du pyruvate qui fournira de l'ATP.

Mais pour une partie, ces lactates vont s'accumuler dans le muscle et ainsi augmenter l'acidité du milieu.

Signalons qu'une petite activité musculaire après une compétition favorisera la transformation des lactates en pyruvates et donc la "détoxication du muscle". C'est le but recherché d'un décrassage après un match de football.

La mesure du taux d'acide lactique dans le sang est utilisée pour faire progresser un sportif. C'est à dire faire travailler le sportif dans des zones de plus en plus limites d'acidité et donc augmenter la tolérance des systèmes enzymatiques. 

En résumé, au début de l'exercice physique les trois voies énergétiques se mettent en route pour fournir de l'ATP. Mais la voie aérobie met du temps à être efficace (30 minutes environ). C'est le temps nécessaire "d'accrochage cardio-pulmonaire". En effet les poumons ne peuvent pas fournir instantanément l'oxygène à la circulation sanguine et donc aux muscles. IL doit y avoir une phase d'adaptation qui est appelée: "la dette en oxygène", puis la ventilation atteint un état d'équilibre, permettant une bonne oxygénation du muscle et donc une bonne efficacité de la voie aérobie. C'est ce que nous appelons le "second souffle". 

Ou encore, si vous faites un footing avec un ami:

• au début on discute gentiment. 
• Puis la parole devient ‘chevrotante’: c'est la phase d'adaptation. 
• enfin la course se fait sans parler: phase d'équilibre (la voie aérobie fonctionne pleinement ).

L'échauffement d'avant match, permet non seulement de préparer muscles et tendons, mais aussi d'atteindre cette phase d'équilibre.

De même pour perdre des "graisses" ( pour maigrir) il faut faire un effort non intense, sans essoufflement ( une très bonne oxygénation permettant d'utiliser la voie aérobie ) et cet effort non intense doit durer de 30mn à 1H30. Sinon c'est la voie du glycogène qui serait utilisée. En fait, l'idéal c'est la marche.