Notre Système Énergétique


La Production d'Énergie

Adénosine triphosphate (ATP) est l’énergie de base de la contraction musculaire. Le muscle à besoin d’énergie pour se contracter et produire un mouvement. L’ATP est le seul carburant que le muscle peut utiliser.

 

La vitesse et l’efficacité de la cellule musculaire à produire de l’ATP via les différents systèmes de production d’énergie détermine sa capacité de travail. Une petite partie de l’énergie provenant de l’alimentation est mise en réserve dans le muscle sous forme d’ATP afin que la fibre musculaire puisse se contracter immédiatement après en avoir reçu le signal. Ses réserves sont minime et ne permettre que quelques contractions musculaires. Pour continuer son travail, le muscle a besoin que l’ATP utilisée se renouvelle continuellement. L’énergie nécessaire à la reconstitution de l’ATP provient de l’alimentation.

 

Les glucides (sucres) et les lipides (graisses) ingérés deviennent les substrats énergétiques utilisés par l’organisme pour produire l’ATP. Il existe 3 mécanismes qui rendent possible la transformation de l’énergie des aliments, en énergie utilisable par le muscle: Le système anaérobie alactique, le système anaérobie lactique et le système aérobie.

Le système anaérobie alactique (SAA)

Il fonctionne en l'absence d'oxygène (anaérobiose) et sans production de lactate. Il utilise l'ATP et la phosphocréatine (PH Cr) stockées dans le muscle, immédiatement disponibles. Ce système permet des efforts intenses mais brefs tels les sprints, les sauts, les lancers : la PH Cr s'épuise très vite, mais sa régénération est rapide, 3 minutes environ. L’haltérophilie, sollicite presque exclusivement ce système en visant le développement de l'explosivité. 

Exemple : sprint, haltérophilie, saut, lancer.

  • Durée de 0 à 20 sec.
  • Intensité maximal et rapide.
  • SAA = ATP-CP.
  • Pas d’oxygène (anaérobie).

Le système anaérobie lactique (SAL)

Progressivement, alors qu'il ne reçoit pas encore assez d'oxygène, le muscle va utiliser le glycogène stocké localement (dans le muscle), incomplètement dégradé en lactate. Ce métabolisme est utilisé surtout pour les exercices intenses durant de 20 secondes à 2 minutes, ou lors d'accélérations soutenues. Il correspond à l'entraînement par intervalles courts. La production de lactate s'accompagne d'essoufflement: le seuil anaérobie est franchi. Ce système a l'avantage d'être rapidement disponible mais possède l'inconvénient de gaspiller le glycogène du muscle et donc de conduire rapidement à l'épuisement. De plus, le lactate est long à éliminer (une heure ou plus). 

Exemple : course 400 ou 800 mètres, gymnastique, ski alpin.

 

  • Durée : 2 minutes max.
  • Intensité : de 50 à 90 % selon la forme physique.
  • Produit du lactate (déchets).
  • Utilise le glycogène (sucre).
  • Pas d’oxygène (anaérobie).

Le système aérobie (SA)

Puis la respiration et la fréquence cardiaque s'accélèrent en quelques dizaines de secondes, assez pour permettre un transport accru d'O2 aux muscles en exercice. Le glucose provenant du muscle, du sang ou du foie peut alors être complètement oxydé en dioxyde de carbone (CO2) et eau, avec libération d'un maximum d'énergie pour recharger l'ATP. Après quelques minutes, les lipides vont aussi être utilisés, d'autant plus que l'exercice est moins intense et plus long et que le sujet est à jeun et ne consomme pas de glucides pendant l'exercice. C'est la zone d'endurance. 

 

Lors d’un effort maximal, un délai d’intervention d’environ 2 minutes est nécessaire avant que le système aérobique devienne le principal système de production d’énergie. Cela correspond au temps que prend l’oxygène de l’air extérieur, pour se rendre à la fibre musculaire qui a besoin de sa présence pour resynthétiser l’ATP.

 

Règle générale, l’efficacité du système aérobie dépend plutôt de la capacité de l’organisme à transporter et à utiliser l’oxygène par des muscles en action. Lorsque que l’oxygène est en quantité suffisante presque toute l’acide pyruvique est transformé en ATP pour produire l’énergie.

Exemple : Marathon, triathlon, jogging.

  • Durée: plus de 2 minutes mais le système se met en fonction après les 5 à 10. premières minutes.
  • Intensité: Endurance, selon la condition physique.
  • Avec oxygène.

Important! Lorsque l’intensité d’une activité physique exige du système aérobie une production d’énergie qui dépasse son seuil d’efficacité, une certaine partie de l’acide pyruvique produit, se transforme en lactate, faute d’une insuffisance d’oxygène. L’activité devient inconfortable, le souffle est court, des douleurs apparaissent et souvent, le plaisir disparaît. Dans ce cas, l’activité se tolère difficilement. Par contre, une intensité trop faible ne provoque pas d’amélioration du système aérobie (cardiovasculaire), objectif important chez les participants.


Source d'Énergie & Délais d'Intervention

Les glucides fournissent l’énergie nécessaire à la resynthèse de l’ATP. Le produit final de la dégradation des glucides est le lactate. Ce système d’énergie peut entrer en fonction assez rapidement (environ 20 sec. après le début de l’effort), car une certaine quantité de glucides est présente dans le muscle sous forme de glycogène.

 

Ce système de production d’énergie est moins rapide que le précédent (SAA), mais il peut fournir une plus grande quantité d’énergie tout en étant un peu plus autonome (à plein régime, quelques minutes).

 

Ce système est crucial dans les activités sportives qui exigent des efforts très intenses de moyenne durée ou qui se répète pendant plus de 30 sec. sans arrêt. Exemple : course 400 et 800 mètres, natation 100 mètres, ski alpin multiples virages à courts rayons.

 

Si l’effort doit se poursuivre pendant une plus longue période, la fibre musculaire n’a d’autre choix que d’utiliser le 3eme système d’énergie (SA) pour continuer l’activité.  L’intensité de l’effort chute alors grandement, le système aérobie étant moins puissant que les 2 autres systèmes.

 

Seul le SAA est assez puissant pour renouveler l’énorme quantité d’ATP dépensé en un si court laps de temps, et ce, même si les 2 autres systèmes d’énergie fonctionnent, pendant ce temps, à pleine capacité. Une période de repos est donc nécessaire entre les périodes d’effort très intenses pour donner le temps au SAA de renouveler les substrats (de base) énergétiques, lui permettant de reconstituer l’ATP.


En Résumé

Comme on peut le constater, les trois systèmes sont, à différents moments, mis à contribution pour renouveler l’ATP nécessaire à la poursuite de l’activité. C’est la durée et l’intensité de l’effort qui détermine le pourcentage d’énergie que chacun produira pendant toute la durée de l’exercice.

 

Si l’intensité est peu élevée (moins de 60 % de la puissance aérobie maximale), le SA peut suffire à la tâche.

 

À une intensité moyenne (entre 60 à 85 % de la puissance aérobie maximale), le SA devra compter sur l’aide du SAL pour assurer une production d’énergie suffisante, et ce, particulièrement si l’exercice dure longtemps. Chez un débutant, l’aide du SAL au SA pour la production d’énergie peut commencer à une intensité aussi basse que 65 % de sa puissance aérobie maximale alors que chez le participant en très bonne condition physique, cette valeur se situe habituellement entre 80 % et 85 % de sa puissance aérobie maximale.

 

À une intensité supérieure (au-delà de la capacité aérobie maximale), seul le SAA est assez puissant pour renouveler l’énorme quantité d’ATP dépensée en un si court laps de temps, et ce, même si les deux autres systèmes d’énergie fonctionnent, pendant ce temps, à pleine capacité. Une période de repos est donc nécessaire entre les périodes d’effort très intenses pour donner le temps au SAA de renouveler les substrats (qui à servi de support) énergétiques, lui permettant de reconstituer l’ATP.