Je vous invite à consulter au préalable ce sujet :
http://www.culturephysique.fr/methodes-et-questions-diverses-f15/la-myologie-t882.htm
Introduction :
Les muscles consomment de l'énergie exclusivement sous la forme d’ATP (adénosine triphosphate).
La contrainte : réserves cellulaires en ATP très réduites et l'ATP ne peut être fournie par voie sanguine.
Donc : l'ATP doit être continuellement re-synthétisée dans la cellule.[/size]
Trois filières énergétiques permettent la production cellulaire d'ATP :
1- La filière anaérobie alactique ou système ATP-PCr
Pourquoi « anaérobie » ? Parce que la réaction n’exige pas la présence d’oxygène.
Pourquoi « alactique » ? Parce que la réaction ne produit aucun déchet métabolique à déplorer de type acide lactique. Tous les sous-produits des réactions peuvent être recyclés.
Substrats énergétiques : L’ATP et Phosphocréatine (PCr).
Avantage : rapidité d'intervention. La libération d'énergie à partir de PCr est très rapide et permet à la cellule d'éviter la déplétion en ATP.
Inconvénient : stocks en ATP et PCr très limités dans la cellule. Ils s'épuisent rapidement au bout de 3 à 15 secondes d'effort. C'est pourquoi lorsque l'effort se poursuit au-delà de ce délai, les muscles doivent fonctionner grâce à d'autres processus de formation d'ATP.
Nature des exercices : performances courtes et intenses (mouvements explosifs, sprint 100 m course, 25 m nage, levée de charge, etc.). En fait on a recours aux phosphagènes dans tous les sports, mais dans plusieurs activités ces sources sont presque exclusives (ex.. Poursuite à vélo, football américain, rugby, haltérophilie, sauts, boxe, lancers, volley-ball, etc.).
Type de fibres musculaires concernées : Fibres à contraction rapide (FT).
2 - La filière anaérobie lactique ou système glycolytique
Pourquoi « anaérobie » ? Parce que la réaction n’exige pas la présence d’oxygène.
Pourquoi « lactique » ? Parce que la réaction produit des déchets métaboliques : l'acide lactique, produit de la dégradation incomplète des sucres en absence d'oxygène. Lors d'exercices de sprint très intenses de 1 à 2 minutes, les concentrations musculaires d'acide lactique peuvent atteindre 1 à 25 mmoles par kg de muscle, voire plus. L'acide lactique se transforme rapidement en lactate (sel d'acide lactique) en libérant des ions acides H+. L'acidification des fibres musculaires qui s'ensuit altère le fonctionnement de la filière énergétique et inhibe la dégradation des sucres. Elle diminue également la capacité des fibres musculaires à libérer le calcium et par-là même leur pouvoir de contraction. En provoquant l'épuisement de la fourniture d'ATP, l'acide lactique entraîne le blocage de la contraction et l'apparition de la fatigue musculaire. Cependant, considérer l'acide lactique comme un déchet métabolique est quelque peu exagéré. En effet, l'acide lactique est une source précieuse d'énergie chimique qui s'accumule et se conserve dans l'organisme au cours d'une activité physique intense. Quand l'oxygène redevient disponible en quantité suffisante, en période de récupération ou lorsque le rythme de l'exercice est ralenti, l'acide lactique se transforme en source énergétique ou contribue à la fourniture de glucose "neuf" (Cycle de Cori).
Substrats énergétiques : les glucides ou sucres : glucose (sanguin) et glycogène (en réserve dans le foie et les muscles).
Avantage : rapidité de mise en jeu
Inconvénient : quantité d'ATP produite très faible en absence d'oxygène. Disponibilité restreinte des substrats. Notamment les stocks de glycogène musculaires et hépatiques sont limités et s'épuisent rapidement si l'alimentation n'apporte pas une quantité suffisante de sucres.
Nature des exercices : exercices vigoureux se poursuivant au-delà de 3 à 15 secondes, après que le système ATP-PCr ait été utilisé (400 m course ; 100 m nage). Au-delà de 2 à 3 minutes ce système n'est plus en mesure de fournir toute la quantité d'énergie adéquate.
Type de fibres musculaires concernées : Fibres à contraction rapide (FT).
3 - La filière aérobie ou système oxydatif
Pourquoi « aérobie » ? Parce que la réaction exige la présence d’oxygène. L'oxygène favorise les réactions en chaîne très énergétiques qui se déroulent au sein des mitochondries. En cas de déficit ou d'absence en oxygène, ces réactions sont sensiblement diminuées ou abolies, conduisant à une augmentation de l'acide lactique et à un déficit important de la production d'énergie cellulaire.
Substrats énergétiques : surtout Glucides et Lipides, accessoirement Protéines (acides aminés).
Produits de l'oxydation : Gaz carbonique et Hydrogène. Le CO2 est évacué par la circulation puis par la respiration pulmonaire. L'hydrogène doit être éliminé pour ne pas rendre le milieu trop acide et nuire au fonctionnement de la cellule. Il se combine en dernier ressort à l'oxygène apporté par la respiration et la circulation pour former de l'eau de synthèse qui contribue au bilan hydrique général de l'organisme. A noter que les réactions oxydatives occasionnent de petites fuites en oxygène et en électrons conduisant à la formation de radicaux libres dont l'importance chez le sportif suscite actuellement un vif intérêt.
Avantages : rendement énergétique énorme. Plus de 90 % de l'ATP synthétisée au niveau des cellules musculaires est fournie par la filière aérobie. Le cycle de Krebs est le lieu d'extraction de l'énergie ultime des aliments. Il constitue également la voie d'entrée d'autres sous-produits organiques issus de la dégradation des glucides et des lipides. Il est aussi le lieu des inter-conversions de divers nutriments en d'autres substrats, une sorte de " moulin métabolique " puisqu'il permet les interrelations entre le métabolisme des glucides, des lipides et des protéines.
Inconvénient : lenteur relative de la mise en jeu, qui s'améliore toutefois avec l'entraînement. Efficience réduite pour les efforts brefs, intenses et explosifs.
Nature des exercices : efforts vigoureux et soutenus de plus de 2 à 3 minutes (course de fond, ski de fond, etc.). On mesure la consommation maximale d'oxygène (VO2max) pour évaluer la capacité d'un individu à soutenir un effort très intense pendant plus de 4 à 5 minutes et donc sa condition physique.
Type de fibres musculaires concernées : Fibres à contraction lente (ST).
Le muscle dispose ainsi d'un équipement énergétique sophistiqué, adapté à la nature de chaque effort musculaire, fonctionnant un peu comme une automobile qui aurait en permanence à sa disposition des carburants différents selon l'effort demandé (démarrage, course en ville, parcours long, etc.).
Pour utiliser ces carburants, les fibres musculaires sont équipées différemment : on distingue en effet les fibres lentes, dites de type 1, qui emploient surtout la voie aérobie. Et, en second lieu, on distingue les fibres rapides, dites de type 2B, qui utilisent essentiellement la voie anaérobie. Les fibres de type 2A ont des caractéristiques intermédiaires et recourent aux deux méthodes d'approvisionnement en énergie.