Fiche de révision : Filières énergétiques de l’exercice

📋 Plan du Cours

1. ATP et organisation des filières énergétiques
2. Filière anaérobie alactique
3. Filière anaérobie lactique
4. Filière aérobie oxydative
5. Devenir et rôles du lactate

📖 1. ATP et organisation des filières énergétiques

★ À maîtriser

• L’hydrolyse de l’ATP en ADP et Pi libère directement l’énergie utilisée pour la contraction musculaire.

• Les réserves musculaires d’ATP sont faibles, ce qui impose leur resynthèse pendant l’exercice.

• Les trois voies de resynthèse de l’ATP sont :

  • le système ATP-PCr
  • le système glycolytique
  • le système oxydatif

📌 Les voies anaérobies n’utilisent pas d’oxygène, tandis que la voie aérobie en nécessite.

Compléments

• Les trois filières énergétiques fonctionnent simultanément, dans des proportions variables.

📖 2. Filière anaérobie alactique

★ À maîtriser

📐 Formule - L’hydrolyse de l’ATP libère de l’énergie selon $ATP + H_2O \rightarrow ADP + P_i + énergie$.

• Quand l’exercice intense hydrolyse l’ATP, l’ADP s’accumule et stimule l’activité de la créatine kinase, qui utilise la phosphocréatine pour resynthétiser l’ATP.

• La filière anaérobie alactique a une puissance de 3 à 5 secondes et une capacité de 10 à 15 secondes.

• Le facteur limitant de la filière anaérobie alactique est l’épuisement des faibles réserves de phosphocréatine.

Compléments

📐 Formule - La créatine kinase permet la resynthèse de l’ATP selon $ADP + PCr \rightarrow ATP + créatine$.

📐 Formule - Lorsque l’ATP est faible et que l’ADP s’accumule, la myokinase catalyse $ADP + ADP \rightarrow ATP + AMP$.

💡 Astuce mémo

ATP dépensé, PCr mobilisée pour le reconstituer

📖 3. Filière anaérobie lactique

★ À maîtriser

• La glycolyse utilise le glucose issu principalement de la digestion des glucides et le glycogène stocké dans le foie et les muscles.

• La glycolyse se déroule dans le cytosol et transforme le glucose en deux molécules de pyruvate.

• Le gain net de la filière anaérobie lactique est de 2 ATP à partir du glucose et de 3 ATP à partir du glycogène.

• La lactate déshydrogénase réduit le pyruvate en lactate en réoxydant le NADH en NAD⁺, ce qui permet à la glycolyse de se poursuivre sans produire d’ATP dans cette réaction.

• Le bilan de la filière anaérobie lactique est une puissance de 20 à 40 secondes et une capacité de 2 à 3 minutes.

Compléments

📌 Une augmentation de l’ADP ou du Pi active la phosphofructokinase et stimule la glycolyse, tandis qu’une augmentation de l’ATP la ralentit.

• Lorsque les besoins énergétiques élevés dépassent l’efficacité des transporteurs, les ions H⁺ s’accumulent, le pH diminue et une acidose apparaît.

💡 Astuce mémo

Glucose → pyruvate → lactate ; NADH redevient NAD⁺

📖 4. Filière aérobie oxydative

★ À maîtriser

• Le système oxydatif utilise :

  • les glucides
  • les lipides
  • les acides aminés

• 🔄 Les quatre étapes de la filière aérobie sont :

  1. la glycolyse
  2. la décarboxylation oxydative du pyruvate
  3. le cycle de Krebs
  4. la chaîne respiratoire et la phosphorylation oxydative

• L’O₂ est l’accepteur final des électrons de la chaîne respiratoire et forme de l’eau; le transfert d’électrons permet le pompage de H⁺.

• La filière aérobie a une puissance de 4 à 8 minutes et une capacité très élevée.

Compléments

• La décarboxylation oxydative transforme le pyruvate en acétyl-CoA grâce à la pyruvate déshydrogénase, avant son entrée dans le cycle de Krebs.

• Le cycle de Krebs oxyde complètement l’acétyl-CoA en CO₂ et transfère des électrons aux coenzymes NADH et FADH₂.

• Dans la chaîne respiratoire, chaque NADH produit 2,5 ATP et chaque FADH₂ produit 1,5 ATP.

• La filière aérobie produit 32 ou 33 ATP à partir des glucides, selon le bilan présenté dans le cours.

• La lipolyse dégrade les triglycérides en glycérol et acides gras, puis la β-oxydation conduit les acides gras vers l’acétyl-CoA.

• Le métabolisme des lipides peut produire davantage d’énergie que celui du glucose, car les acides gras contiennent plus de carbones; le rendement dépend de l’acide gras oxydé.

💡 Astuce mémo

Glycolyse → décarboxylation → Krebs → chaîne respiratoire

📖 5. Devenir et rôles du lactate

★ À maîtriser

• Le lactate témoigne de l’efficacité de la glycolyse et peut être oxydé dans le cerveau ou dans les mitochondries.

Compléments

• 🔄 Dans la navette du lactate : le lactate est transporté hors des cellules vers le foie, il est converti en pyruvate, il est converti en glucose par néoglucogenèse, le glucose retourne aux muscles actifs

💡 Astuce mémo

Lactate transporté → oxydé ou converti en glucose par le foie