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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.
-
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
ficit en enzymes de la glycolyse
• Phosphorylase (maladie de McArdle)
• Phosphofructokinase (maladie de Tarui)
Pyruvatedéshydrogénase
ficit 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
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