Les filières énergétiques

1. Le corps humain a un fonctionnement un peu similaire à une voiture: pour qu’elle marche elle a besoin d’essence pour alimenter le moteur. Cette essence provient de notre alimentation ( glucides, lipides et protides). Mais cette énergie potentielle issue de l’alimentation est stockée dans l’organisme de différentes manières, on va le voir. Au bout d’un plus ou moins grand nombre d’étapes, nos aliments sont transformés afin de pouvoir fabriquer la seule source d’énergie que reconnait le muscle: l’ATP. L’ATP ou Adénosine Triphosphate doit donc être disponible au niveau musculaire pour que le muscle se contracte et qu’il y ait mouvement. Les stocks d’ATP immédiatement disponibles étant faibles il faut que l’organisme en refabrique au fur et à mesure que l’on réalise un geste sportif. Les filières énergétiques

2. Cette reconstitution d’ATP est souvent appelée la resynthèse de l’ATP Les trois mécanismes de resynthèse de l’ATP sont : o La voie anaérobie alactique o La voie anaérobie lactique o La voie aérobie Lorsqu’on démarre un mouvement c’est l’intensité de celui-ci qui va déterminer si on utilise telle ou telle filière énergétique pour refabriquer de l’énergie

3. Les 3 filières Vitesse Force Détente Puissance • Anaérobie alactique: Anaérobie lactique: Résistance Aérobie: Endurance

4. Au repos les besoins énergétiques du corps sont comblés à part à peu près égale par l’utilisation des glucides ( les sucres) et des lipides ( les graisses). • A l’exercice les graisses ne vont être sollicitées que pour des intensités très faibles ( exemple: la randonnée pédestre, le vélo à allure modérée…) et sur des durées très longues (durée supérieure à 45minutes, surtout chez un sédentaire). • Les protides ( la viande, le poisson, le soja…) ne participent quasiment pas à la fourniture de l’énergie ( 5 à 10 % seulement et lors d’exercices prolongés). Les protides servent essentiellement à la fabrication et au maintien du tissu musculaire.

5. Caractéristiques des glucides et des lipides • Les hydrates de carbone ou glucides: les sucres sont convertis en glucose ( un sucre simple) transporté par le sang vers toutes les cellules. Au repos, après ingestion, le sucre est capté par le foie et le muscle où il est transformé en une molécule de sucre plus complexe: le glycogène. Le glycogène est ainsi stocké jusqu’à son utilisation par la cellule pour produire de l’ATP. Le glycogène stocké par le foie est retransformé en glucose puis transporté par le sang vers les tissus en activité.

6. Caractéristiques des substrats • Les lipides: le corps stocke beaucoup plus de graisses que de sucres… Les graisses sont transformées en 2 composants de base qui sont les Acides Gras Libres ( AGL) et le glycérol. • Seuls les AGL permettent de former l’ATP. • Les stocks de glycogène hépatiques ( dans le foie) et musculaires ( dans les muscles) sont limités; ils correspondent au plus à 2000 kcal. • Les stocks lipidiques représentent en général plus de 70 000 kcal… • Pour info un sédentaire consomme environ 1500 à 2000 kcal par jour…Nos réserves de graisses sont donc très importantes…

7. 1. La filière anaérobie alactique On entend par le mot anaérobie que l’apport en oxygène n’est pas utile pour libérer cette forme d’énergie; par contre cela ne signifie en aucun cas qu’on ne respire pas… C’est le système de production d’énergie le plus simple; ceci est du à la présence d’une molécule à haute énergie: la phosphocréatine ( CP). La phosphocréatine permet une libération d’énergie immédiate pour l’organisme. Son stock est cependant restreint et ne permet que des efforts de très courte durée ( jusqu’à 6-7 secondes à intensité maximale). A intensité submaximale ( 90 %) ce stock va s’épuiser en 15 secondes environ. Au-delà de ce délai, les muscles doivent fonctionner grâce à d’autres processus de formation d’ATP: la glycolyse et la combustion oxydative des substrats.

8. 1. La filière anaérobie alactique Les types d’effort concernés par cette filière sont de type explosifs, donc très brefs et à intensité maximale: Exemples: le sprint en athlétisme, les sauts, les lancers, l’haltérophilie… Au-delà de ce délai, les muscles doivent fonctionner grâce à d’autres processus de formation d’ATP: la filière anaérobie lactique

9. 2. La filière anaérobie lactique C’est une autre manière de produire de l’ATP; réside dans la libération d’énergie à partir de la dégradation du glucose. Ce système est appelé le système glycolytique. Schématiquement l’énergie provient du glucose et du glycogène qui vont être transformés pour produire l’ATP Glucose Glycogène Glucose-6-phosphate ATP Acide pyruvique Acide lactique

10. 2. La filière anaérobie lactique Glucose Glycogène Glucose-6-phosphate ATP Acide pyruvique Sans oxygène Acide lactique Les différentes étapes qui constituent la glycolyse ne nécessitent pas d’oxygène; lorsqu’on parle de système glycolytique, on considère que l’O2 n’intervient pas. Dans ce cas, l’acide pyruvique est transformé en acide lactique.

11. 2. La filière anaérobie lactique • La production d’acide lactique qui survient dès lors qu’on produit un effort très intense allant de 20 secondes à 2 minutes-2 minutes 30 est très sollicitante et douloureuse pour l’organisme ( nausées, vomissements, maux de tête, douleur intense généralisée, tétanie…). • L’augmentation de l’acide lactique entraîne la diminution du pH musculaire et sanguin. Le pH définit le degré d’acidité de l’organisme ( sang, muscle…). Quand le pH est trop bas, il ne peut plus y avoir de contractions musculaires; c’est la tétanie. L’arrêt de l’exercice est inévitable par épuisement musculaire. • Il faut être prudent avec ce type de travail qui ne concerne que des sportifs très entraînés et qui préparent des échéances majeures.

12. 2. La filière anaérobie lactique • Cette filière se met en route très rapidement et prend le relais de la filière anaérobie alactique dès les premières secondes de l’exercice ( 10 15 secondes) • Durée à intensité maximale 30 à 40 secondes • Durée à intensité submaximale 2 à 3 minutes

13. 2. La filière anaérobie lactique • Les efforts qui caractérisent cette filière sont: intenses et d’une durée comprise entre 20 secondes et 2 min 30 environ Exemples: le ski alpin de compétition (slalom, descente…), le 400 m et le 800 m en athlétisme, le slalom en kayak… Comme on l’a dit au-delà d’un certain taux d’acide lactique l’exercice n’est plus possible…

14. 3. La filière aérobie C’est la filière plus communément définie comme l’endurance, même si le terme est un peu erroné. La fabrication d’ATP va se faire avec un apport suffisant en oxygène pour ne pas fabriquer d’acide lactique. • Utilise le glycogène et les graisses. C’est l’intensité de l’exercice qui va déterminer si on utilise des graisses ou du glycogène. • Schématiquement quand on fait un effort aérobie où on est très essoufflé on est en manque d’O2 et on consomme plutôt du glycogène. • Pour être sur de ne consommer que des graisses il faut toujours être en aisance respiratoire; il faut donc toujours pouvoir parler en faisant des phrases entières. Ce sont donc des intensités très faibles.

15. 3. Le processus aérobie Les glucides quand ils sont utilisés sont dégradés de la même manière que pour l’autre filière; c’est seulement l’acide pyruvique qui ne va pas être transformé en acide lactique Glycogène Glucose-6-phosphate ATP Acide pyruvique Avec apport O2 Acétyl-CoA ATP Cycle de Krebs

16. 3. Le processus aérobie Les lipides ( AGL) ne sont utilisés que dans cette filière énergétique et vont être transformés en ATP après plusieurs étapes: Acides Gras Libres β-oxydation Acétyl-CoA ATP Cycle de Krebs

17. 3. La filière aérobie On vient de voir que l’énergie pouvait provenir des graisses ou des sucres; ce sera fonction de l’intensité, là aussi: • La PMA ou VMA ( Puissance ou Vitesse maximale Aérobie) : à PMA un athlète peut courir 6 à 7 minutes. C’est le cas des séances d’entraînement fractionné. Exemple: courir sur un stade en effectuant les longueurs en courant vite et les largeurs en trottinant, le tout pendant 5 à 7 minutes. - substrat: glycogène • La capacité aérobie : intensité que l’on peut tenir jusqu’à 30 minutes, et limitée par le stock de glycogène musculaire qui permet ces efforts. Exemple: Footing rapide en étant très essoufflé - substrat: glycogène • Zone purement aérobie: correspond au travail de base de type footing lent - substrat: lipides

18. 3. La filière aérobie Sur la diapositive précédente on remarque bien qu’il n’y a finalement que très peu de cas de figure où on utilise les graisses pour produire de l’énergie. C’est la raison pour laquelle il faut savoir se raisonner dans la pratique quand on veut perdre du poids: Courir 30 minutes à fond permet de se défouler mais l’énergie proviendra des sucres et attention à l’apéritif qui va suivre…Il ne fera qu’augmenter les réserves adipeuses. Préférez des activités très modérées comme la randonnée pédestre et ce, sur plusieurs heures…