LE MOUVEMENT C . Notions de bioénergétique Dans

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LE MOUVEMENT
Energie de la contraction – structure musculaire – différents types de contraction
C . Notions de bioénergétique
Dans un système biologique , les réactions chimiques sont des moyens de
transfert d’énergie d’un système à un autre .
Ces réactions chimiques peuvent être divisées en 2 catégories :
- les réactions exothermiques : elles libèrent de l’énergie sous une
forme quelconque , le plus souvent sous forme de chaleur ;
elles peuvent se déclencher spontanément .
- les réactions endothermiques : elles ne peuvent débuter que dans la
mesure où de l’énergie est apportée au système sous une forme
quelconque .
⤇ En général , la rupture d’une liaison entre 2 atomes est exothermique
tandis que la formation d’une liaison ( synthèse ) est endothermique .
L’énergie libérée lors d’un processus exothermique peut être utilisée pour
assurer la réalisation d’un processus endothermique .
D . L’énergie de la contraction musculaire
1. Source d’énergie : l’ATP
L’ATP se déplace vers la tête de myosine et restitue l’énergie en perdant le
phosphate inorganique ( Pi ) ; cette énergie se divise en 2 parties :
- production de chaleur qui n’est pas utilisable dans le mouvement
mais sert à maintenir la température corporelle
- production de molécules d’ATP régénérées à partir de l’ADP pour
couvrir les besoins d’énergie qui se manifestent dans toutes les
cellules mais spécialement dans celles du tissu musculaire
( contraction et relaxation musculaire )

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Energie thermique – chaleur
Substrats issus de l’alimentation + O₂ → CO₂ + H₂O + Energie
Energie chimique
réaction endothermique
ATP ADP + Pi + Energie
énergie de métabolisme
recyclage
réaction exothermique
ATP ADP + Pi +Energie
énergie destinée à la cellule
cellule musculaire
contraction
2. Les besoins en ATP lors de l’effort
Les réserves en ATP dans l’organisme sont minimes , juste de quoi tenir de
2 à 3 secondes lors d’un geste explosif .
A l’exercice , il y a donc augmentation des réactions chimiques produisant
l’ATP : ce sont les filières de resynthèse de l’ATP .

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E . Les filières de resynthèse de l’ATP
La régénération de l’ATP se fait suivant 3 phases :
1. Les voies directes ou filière anaérobie alactique
Ce sont les filières énergétiques qui ne font pas appel aux substrats de
l’alimentation
→ Réaction couplée de l’ADP avec la créatine phosphate
Tous les mécanismes cellulaires de la contraction musculaire nécessitent de
l’ATP .
L’énergie mécanique de la contraction provient directement de l’énergie
chimique ( ATP ).
ATP ⤇ ADP + Pi + énergie
Au début de l’activité musculaire , l’ATP présent dans le muscle actif est
consommé rapidement .
Un système de production d’ATP rapide se met en place . L’ADP se couple à
la créatine phosphate .
CrP ADP
Cr ATP + énergie
Une puissance musculaire maximale peut être ainsi maintenue 10 à 15 s
( sprint ) .
Cependant , la récupération des réserves de CrP est un phénomène rapide :
2 minutes sont suffisantes pour revenir à 90% des concentrations initiales .
L’entraînement n’augmente pas la concentration de CrP .
2. La glycolyse anaérobie ou filière anaérobie lactique
Pour des exercices musculaires de longue durée :
Les réserves de glycogène du muscle sont transformées en acide lactique
avec production de 2 molécules d’ATP par molécule de sucre . Le
rendement énergétique est faible .

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La glycolyse anaérobie commence plus tardivement que la dégradation de
la créatine phosphate et produit de l’ATP 2,5 fois plus vite que la voie
aérobie , donc pour un effort nécessitant beaucoup d’ATP en une période
courte , c’est la filière anaérobie qui en fournit une grande partie .
a. Formation de l’acide lactique
ADP + Pi
glycolyse
Glycogène glucose 2 pyruvate ac. lact. + 2 ATP
anaérobie
ATP
b. L’acide lactique limite t-il la performance ?
L’acide lactique est la combinaison des ions lactate et H⁺ issus de
l’hydrolyse de l’ATP .
La baisse de la performance est plutôt liée à l’acidose inhérente à
l’accumulation des protons H⁺.
c. Le devenir de l’acide lactique
- Le lactate est transformé en glycogène dans le foie par le cycle de Cori
- Le lactate est oxydé directement dans les muscles ( essentiellement
les fibres lentes ) , le foie , les reins et le cœur . Il est transformé en
pyruvate et est oxydé dans le cycle de Krebs .
3. Le métabolisme aérobie ou filière aérobie
Les glucides sont les seuls substrats utilisés en absence d’ O₂ .
En présence d’O₂ , le pyruvate transformé en acéthylCoA ( coenzyme A )
entre dans la mitochondrie .
Les glucides sont donc également utilisés pour produire de l’énergie par la
voie aérobie ; toutefois les protides et les lipides peuvent être utilisés aussi .
Les protides ne fournissent l’énergie que dans des conditions très
exceptionnelles de jeûne .

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Plus le travail se prolonge et plus la part des lipides dans la fourniture
d’énergie est importante (25 à 50 % dans la première heure de travail , 40 à
60 % pendant la deuxième heure et plus de 70 % après la troisième heure)
a. La mitochondrie
Les mitochondries sont placées à 2 endroits dans les fibres musculaires :
- sous la membrane plasmique
→ elles assurent l’apport d’énergie pour les échanges d’ions à travers
le sarcolemme ( membrane )
- plus profondément dans les myofibrilles
→ elles ont un activité supérieure et fournissent l’énergie nécessaire
pour la contraction et le pompage du calcium dans le RE ( réticulum
endoplasmique ) .
b. Le cycle de Krebs
Le cycle de Krebs est une série de réactions chimiques qui se déroule dans
les mitochondries et qui permet l’oxydation complète de l’acéthylCoA .
Pour chaque pyruvate consommé , le cycle de Krebs fournit donc seulement
l’ énergie nécessaire à la présynthèse de 2molecules d’ ATP . Son but
principal est donc ailleurs.