Fiche de révision : Bioénergétique de l’exercice

📋 Plan du Cours

1. ATP et filières énergétiques
2. Caractérisation des métabolismes
3. Filière des phosphagènes
4. Glycolyse anaérobie lactique
5. Voie oxydative aérobie
6. Substrats et contribution à l’effort
7. Comparaison des contributions énergétiques

📖 1. ATP et filières énergétiques

🔑 Notions clés & Définitions

• ATP : La devise énergétique de l’organisme et sa resynthèse peut être réalisée en présence ou en absence d’oxygène.

📝 Points essentiels

📌 La filière anaérobie alactique utilise l’ATP et la phosphocréatine sans oxygène ni formation d’acide lactique, la filière anaérobie lactique utilise principalement le glucose ou le glycogène avec formation de lactate, et la filière aérobie oxyde le glycogène, le glucose, les acides gras et certains acides aminés en présence d’oxygène.

📌 Une filière énergétique devient prépondérante selon la durée et l’intensité de l’effort, mais les systèmes énergétiques se chevauchent dans le temps et ne se juxtaposent pas.

💡 Astuce mémo

Aérobie = avec O₂ ; anaérobie = sans O₂

📖 2. Caractérisation des métabolismes

🔑 Notions clés & Définitions

• Inertie : La lenteur d’entrée en activité d’un métabolisme énergétique.
• Puissance : Le nombre de molécules d’ATP synthétisées par seconde, c’est-à-dire le débit énergétique.
• Capacité : La quantité totale de molécules d’ATP resynthétisées et représente la quantité maximale de travail réalisable grâce à un métabolisme.

📝 Points essentiels

• La récupération des métabolismes anaérobies dépend notamment de la reconstitution des stocks de phosphocréatine et de la vitesse d’élimination de l’acide lactique.

💡 Astuce mémo

IPC : inertie, puissance, capacité

📖 3. Filière des phosphagènes

★ À maîtriser

• La phosphocréatine cède rapidement son groupement phosphate à l’ADP pour reformer de l’ATP, tandis que l’hydrolyse de l’ATP produit de l’ADP et du phosphate inorganique.

• La filière des phosphagènes possède une inertie très faible et une puissance maximale quasi instantanée, ce qui la rend prépondérante au début des exercices courts et très intenses.

• La capacité des phosphagènes est très faible car la quantité de phosphocréatine disponible ne permet que quelques secondes à puissance maximale.

Compléments

• La resynthèse de la phosphocréatine se déroule pendant la récupération, avec 84 % de la resynthèse réalisée en 2 minutes, et elle nécessite un apport suffisant d’oxygène.

💡 Astuce mémo

ATP → ADP + Pi ; PCr + ADP → ATP

📖 4. Glycolyse anaérobie lactique

🔑 Notions clés & Définitions

• Glycolyse : Une succession de transformations enzymatiques qui produit de l’énergie à partir du glucose cellulaire avant la respiration cellulaire.

★ À maîtriser

• La glycolyse transforme une molécule de glucose en deux molécules d’acide pyruvique et produit un bilan net de $2\ ATP$, tandis que le glycogène intramusculaire permet un bilan net de $3\ ATP$.

• En absence d’oxygène, l’acide pyruvique est transformé en acide lactique par la lactate déshydrogénase afin de régénérer le NAD+ nécessaire à la poursuite de la glycolyse.

• Lorsque l’acide lactique s’accumule avec des ions H+, le pH intracellulaire chute et la poursuite de la contraction musculaire devient plus difficile.

Compléments

• La glycolyse anaérobie possède une inertie faible, une puissance maximale élevée mais environ deux fois inférieure à celle des phosphagènes, et une capacité d’environ 30 secondes à puissance maximale.

💡 Astuce mémo

Accumulation de lactate → chute du pH → limitation de la contraction

📖 5. Voie oxydative aérobie

★ À maîtriser

• La voie aérobie transforme le pyruvate en acétyl-CoA, produit des transporteurs réduits dans le cycle de Krebs, puis utilise la chaîne respiratoire et la phosphorylation oxydative pour resynthétiser l’ATP.

• L’oxydation complète d’une molécule de glucose produit un bilan net de $38\ ATP$, contre $39\ ATP$ pour une molécule de glycogène.

• La voie aérobie a une inertie importante, car sa puissance maximale nécessite l’adaptation des paramètres ventilatoires et cardiovasculaires en environ 1 à 2 minutes.

Compléments

• Pour un acide gras à 18 carbones, la β-oxydation et l’oxydation aérobie produisent un bilan net de $146\ ATP$.

• À 100 % de la puissance maximale aérobie, l’effort peut être maintenu environ 4 à 8 minutes et est limité par l’accumulation d’acide lactique.

💡 Astuce mémo

Pyruvate → acétyl-CoA → Krebs → chaîne respiratoire → ATP

📖 6. Substrats et contribution à l’effort

★ À maîtriser

• Le seuil anaérobie correspond environ à 80 % de la puissance maximale aérobie, avec une lactatémie qui augmente puis se stabilise à une valeur inférieure à 4 mmol/l.

• Les stocks de glucides représentent environ 500 g et 2 000 kcal, tandis que les stocks de lipides représentent environ 10 kg et 90 000 kcal.

📌 À intensité croissante, la contribution des glucides à la production d’énergie augmente, tandis qu’à intensité constante et lorsque la durée augmente, la contribution des lipides et du glucose sanguin augmente.

Compléments

• En dessous de 80 % de la puissance maximale aérobie, l’effort est théoriquement illimité mais reste limité notamment par les réserves de glycogène, l’hydratation, l’endurance musculaire locale et la thermorégulation.

💡 Astuce mémo

Intensité élevée = glucides ; durée longue = lipides

📖 7. Comparaison des contributions énergétiques

★ À maîtriser

• Pour le marathon, les contributions énergétiques sont de 1 % pour la phosphocréatine et de 99 % pour l’aérobie.

Compléments

• Pour le 100 m, les contributions énergétiques sont de 48 % pour la phosphocréatine, 48 % pour l’anaérobie et 4 % pour l’aérobie.

📌 Dans les épreuves longues, la phosphocréatine est utilisée dans les premières secondes et peut être resynthétisée pendant la course pour contribuer à l’accélération finale.

📊 Tableaux de synthèse

Caractéristiques des filières énergétiques

Contribution selon la distance