Baud Gabrielle

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Baud Gabrielle
Blanchot Elise
16 /09/10
Sport, sources énergétiques de la contraction musculaire
Vincent Daniel
SOURCES ÉNERGÉTIQUES DE LA
CONTRACTION MUSCULAIRE
I- Rappels unités de mesure
• 1 Cal = 4,18 J
• 1kCal = 4,18 kJ
• 1 W = 1 J/s
• 1 L O2 = 20 kJ et 1mL O2 = 20 J
• 100 W = 300 mL/min d'O2
=> Métabolisme de base : 1800 kCal /j ou 85 a` 90 W ou 1 MET
=> Métabolisme de repos : 2000 kCal /j ou 100 W
Chaque individu dépense la même énergie pour un effort de 100 Watts.
II- Rappels de physiologie
A- Trois types de tissus musculaires
- muscle lisse
- muscle strié cardiaque
- muscle strié squelettique
B- La contraction musculaire
ATP  Chaleur (80 %) + Energie mécanique (20 %)
(Energie chimique)
Transformation de l’énergie chimique en énergie mécanique.
Il y à glissement des filaments d’actine entre les filaments de myosine.
C- Rendement thermo-dynamique
Le rendement thermo-dynamique de l’organisme humain est de l’ordre de 0,15 à 0,20.

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NB : attention, ne pas confondre puissance mécanique et puissance thermique.
III- Les sources énergétiques
Métabolisme anaérobie
- Système des phosphatagènes (stock intra-cellulaire)
- Système glycolytique (poursuite de la dégradation du glycogène quand l’effort deviens
plus important)
Métabolisme aérobie (métabolisme classique)
- Système oxydatif
Il est utilisé pour les efforts de la vie courante ainsi que les efforts prolongés.
Il existe donc trois systèmes de production énergétique.
A- Système des phosphatagènes
« Anaérobie Alactique »
C’est le premier système qui se met en route.
 voie d’utilisation des réserves du muscle
1- Reserves d’ATP (hydrolyse)
ATP + H2O  ADP + Pi + H+ + énergie
Réserves d’ATP faibles = 5 mmoles.kg-1 de muscle frais
2- Réserves de Phosphocréatine PCr (synthèse)
ADP + PCr + H+  ATP + Créatine
1 Cal = 1,18 J
- Réserves d’énergie immédiatement disponibles
- Ne nécessite pas d’oxygène
- Il n’y a pas formation d’acide lactique
- Réserve faible ne permettant que des efforts de courtes durées. (5 à 7 sec) mais
intense :
 Sprint (60 m)
 Sauts, lancers
 Haltérophilie
Notion de capacité et de puissance du système
=> Le système anaérobie alactique est un système puissant mais à faible capacité

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Application pratique :
le sprint sur 100 mètres et la diminution de vitesse systématique à partir de 5 à 6 secondes
(Perte de vitesse aussi expliquée par l'accumulation d'acide lactique musculaire)
Reconstitution des réserves de PCr :
=> dès la première minute
=> à 80% après un exercice dynamique
=> à 66% après un exercice statique
Effets de l'entrainement
– Difficiles à évaluer (biopsies musculaires)
– Pas d'augmentation des réserves de phosphagènes
– Utilisation plus complète des stocks de phosphagènes
(De 88 à 100% selon la spécialité)
B- Système glycolytique « Anaérobie
lactique »
Réserves
(100 mmoles /kg de muscle)
Glycogène  Glucose 6 P  Glucose + ATP
+ 1 ATP
- 4 ATP
2 Pyruvates  2 Acides Lactiques  2 Lactates  Foie, Cœur, Muscle
La molécule ne rentre pas dans le cycle de Krebs : c’est bien un système anaérobie.
Parfois certaines enzymes sont déficitaires telles que la phosphorylase.
• Substrat = glucose ou glycogène
 1 chainon glycosyl = 3 ATP
• Inertie = 5 à 30 secondes (ce système commence en même temps que l’effort mais nécessite
5 à 30s avant de fournir de l’ATP)
• Puissance = 1/2 phosphagènes
• Peut fonctionner sans oxygène
• Pas limité par les réserves de glycogène du muscle.
• Limité par l'accumulation d'acide lactique. En effet c’est les conséquences de l’acide
lactique sur l’acidose à la fois musculaire et sanguine qui gêne la cellule. On est en acidose
lorsque le foie et les muscles ne peuvent plus tamponner l’acide lactique.

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Pyruvate  Acide Lactique  Lactates  Foie, Cœur, Muscle
O2 Accumulation lactique
Cycle de Krebs Acidose musculaire et sanguine
Diminution activité Diminution de la tension des
Enzymatique glycolytique Fibres musculaires
Elimination lactique : intérêt de la récupération active :
En effet, plus la récupération est active, plus la concentration en acide lactique va diminuer.
(Plus on va tamponner l’acide lactique)
Moins il y a d’acide lactique  moins il y a acidose  moins on a de courbatures.
• Types d'exercices utilisant cette voie
– 200 et 400 m en athlétisme
– 100 m en natation
Tout exercice de plus longue durée en relais de la voie des phosphagènes avant la voie
aérobie
• Effets de l'entrainement
– Meilleure tolérance psychologique (« les courbatures ça fait mal »).
– Meilleur tamponnement local des lactates
C- Système oxydatif « Aérobie »
Dans ce système, en plus des glucides, il y a utilisation des lipides : d’où l’intérêt des efforts
plus prolongés pour griller les lipides.
=> Substrat = Glucides ou lipides
- 1 chainon glycosyl = 38 ATP
- 1 mole de palmitate = 129 ATP
=> Inertie = 120 à 180 secondes
=> Puissance = 1/3 Phosphagènes
=> Pas d'accumulation de déchets
=> Limites :
- Apport d'oxygène aux muscles (VO2max) (entrainements)
- Réserves de glycogène des muscles (sucres lents)
Epargne glucidique par utilisation des lipides
– Effort moins intense (Intensité de l'exercice)
– Effort de plus longue durée (Durée de l'exercice)
– Réserves en glycogène du muscle

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Utilisation respective des lipides et du glycogène
Graisses Sucres
Exercice léger 75% 25%
Exercice modéré 50% 50%
Exercice intense 15% 85%
Exercice très intense 0% 100%
• Types d'exercices
=> Tous les efforts de la vie courante
• Effets de l'entrainement
 Amélioration de la consommation maximale d'oxygène (VO2 max). On améliore ainsi
l’apport d’oxygène à la cellule. Cette amélioration à lieu au niveau cardiaque,
vasculaire et ventilatoire.
IV- Interrelation des métabolismes
- Interrelation des métabolismes anaérobies
- Interrelation des métabolismes anaérobies et aérobie.
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Toutes les voies commencent en même temps, mais leur pic d’action est décalé.
Le système aérobie ne devient efficace qu’au bout de 2, 3 minutes. En récupération, on
resynthétise en système aérobie les réserves : on consomme donc encore. Il nous faudra entre
20 et 30 min pour revenir à l’état de repos.
Effort long, capacité aérobie : > 7 min
Application en pathologie :
• Classification étiologique des affections musculaires non acquises
– Déficit en enzymes de la glycolyse
• Phosphorylase (maladie de McArdle)
• Phosphofructokinase (maladie de Tarui)
• Pyruvatedéshydrogénase
– Déficit en enzymes mitochondriales
• Carnitinepalmityltransferase
• Enzymes des complexes de la chaine respiratoire
– Anomalies du métabolisme calcique
• Hyperythermie maligne
• Maladie de Brody
- Dystrophies musculaires
Conclusion
• Mise en route simultanée des systèmes énergétiques
• Systèmes caractérisés par leur puissance et leur capacité
• Complémentarité des systèmes