Mécanisme de la production d'énergie au cours de l'effort

Système aérobie et anaérobie

• La présence de l’oxygène va faire fonctionner l’organisme en système dit « aérobie ». Le manque d’oxygène, en système dit « anaérobie.
• En pratique, on considère que l’organisme est en aérobie, si on est en mesure, au cours d’un exercice, de continuer à parler sans haleter. Si ce n’est pas le cas, on est en système « anaérobie ».
• Autre moyen de le mesurer : on est en système aérobie tant que l’on reste entre 60 et 70% de la fréquence cardiaque maximale théorique. Celle-ci est de 220- l’âge. Par exemple, pour être en système aérobie, une personne de 50 ans, sans pathologie cardiaque ni respiratoire, ni métabolique , ne doit pas dépasser (220-50) X 60% = 100 pulsations par minute au cours d’un effort.

D’où vient l’ATP ?

Pour bien comprendre ce qui va suivre, cliquez ici.

• Les réserves en ATP dans les cellules sont très faibles. Une cellule brûle tout son ATP en 1 à 3 secondes lors de la contraction musculaire. Il lui faut en fabriquer à nouveau. Cette synthèse quasi instantanée se fait grâce à une molécule, la créatine, qui en se recombinant avec l’ADP et le phosphore redonne de l’ATP. Mais là encore les réserves de créatine ne sont pas inépuisables : la contraction musculaire est ainsi prolongée de 10 à 15 secondes.
• Ce système de régénération de l’ATP, qu’on appelle la « voie des phosphagènes » n’est utilisé que pour des efforts très brefs (de durée inférieure à 15 secondes) et intenses (par exemple au cours du sprint, de l’haltérophilie ou du saut). Il a l’avantage de pouvoir se dérouler en l’absence d’oxygène (en anaérobie) et sans déchets toxiques. Ce serait donc une voie idéale. Le problème est que le stock de créatine est faible et que cette voie des phosphagènes ne peut être apportée par l’alimentation. De plus elle n’est utilisable que pour des efforts très brefs. Pour les efforts prolongés il faut recourir à d’autres voies qui sont le système de la glycolyse , c'c'est à dire la fabrication d’énergie à partir du glucose.
• Le glucose est disponible dans le sang : c’est la glycémie . Ce stock est directement utilisable. Il provient également de l’alimentation, mais il faut un certain temps pour que les aliments ingérés soient transformés en glucose. Cette voie est assez rapide et peut se constater lorsqu’on a un « coup de barre » : le fait de manger des sucres rapides permet une recharge en sucre en 10 mn à ¼ d’heure.
• Le glucose provient également des réserves dont disposent le muscle et le foie qui stockent le glucose sous forme de glycogène . Le glycogène va donc être dégradé en glucose ce qui va donner la formation d’ATP. Mais ce système est un peu lent. Il est utilisé en particulier au cours des activités d’endurance.
• Le glucose, quelle que soit son origine, va être dégradé au cours de la glycolyse . Si cette réaction se passe en présence d’oxygène, la glycolyse est dite « aérobie » et  il y aura formation de 3 ATP sans formation de déchets. Par contre si la glycolyse se passe sans oxygène, donc en système anaérobie (par exemple au cours d’un effort où le muscle est moins bien oxygéné, il y aura bien 3 ATP de formés, mais cela se fera au prix de la formation d’un déchet, l’acide lactique.
• C’est à cause de ce produit que l’on observe parfois au cours des efforts prolongés des crampes importantes.
  Si la glycolyse est aérobie, il y aura transformation du glucose en une substance qu’on appelle « l’acide pyruvique » qui est le carburant de la véritable réaction énergétique de nos cellules et qu’on appelle le cycle de Krebs . La transformation de glucose en acide pyruvique va donner la formation de 3 ATP et le cycle de Krebs va fournir … 36 ATP ! C’est donc une réaction très énergétique. Cela explique pourquoi on a besoin au cours des efforts importants de fournir au sang des quantités accrues d’oxygène.
• Lorsque l’effort est très prolongé (marathon par exemple), les réserves en glycogène s’épuisent. De façon à maintenir la glycémie à un taux normal et permettre un bon fonctionnement des cellules, l’organisme fabrique de glucose à partir des graisses, qu’on appelle les triglycérides .