Fiche de révision : Physiologie de l’exercice anaérobie

📋 Plan du Cours

1. Continuum des filières énergétiques
2. Métabolismes énergétiques à l’effort
3. Créatine et production de lactate
4. Transport et élimination du lactate
5. Capacité et puissance anaérobies
6. Lactatémie et intensité de l’exercice
7. État stable et seuils lactiques
8. Ventilation et réponses aux seuils
9. Conséquences de l’accumulation lactique

📖 1. Continuum des filières énergétiques

★ À maîtriser

• L’ATP musculaire disponible ne permet que 2-3 s d’effort maximal, ce qui rend nécessaire sa resynthèse immédiate.

• Les trois sources d’ATP contribuent à l’effort maximal, quelle que soit sa durée, mais le système aérobie domine après 2 min.

Compléments

• Le continuum énergétique associe 100 % de VO2max à 10 min, 95 % à 30 min, 85 % à 60 min et 80 % à 120 min.

💡 Astuce mémo

ATP-PC pour le très court, aérobie pour la durée

📖 2. Métabolismes énergétiques à l’effort

★ À maîtriser

• Le métabolisme anaérobie alactique répond à toute augmentation de dépense énergétique, au moins durant sa phase initiale, et intervient lors des efforts d’intensité élevée.

• Le métabolisme anaérobie alactique dispose d’une autonomie d’environ 10 s lors d’une contraction maximale.

📌 Le métabolisme anaérobie lactique intervient lorsque la demande d’ATP dépasse la capacité des voies anaérobie alactique et aérobie.

• Le métabolisme oxydatif fonctionne en permanence, fournit l’énergie au repos et augmente rapidement pour couvrir les efforts de faible à modérée intensité.

Compléments

• La contribution anaérobie augmente avec l’intensité de l’exercice aérobie, et la voie anaérobie lactique intervient à partir de 40-60 % de VO2max.

📖 3. Créatine et production de lactate

★ À maîtriser

• Chez l’adulte, la créatine représente 120-140 mmol/kg de muscle sec, avec des valeurs basses de 90-100 mmol/kg et des valeurs hautes de 150-160 mmol/kg.

• 95 % de la créatine corporelle est stockée dans le muscle squelettique, dont 30 % sous forme libre et 70 % sous forme de créatine phosphate.

📐 Formule - La lactate déshydrogénase catalyse la réaction $\text{pyruvate} + \text{NADH} + \text{H}^+ \rightarrow \text{lactate} + \text{NAD}^+$.

Compléments

• Environ 2 g de créatine sont dégradés quotidiennement en créatinine et excrétés dans les urines; 1 g provient de l’alimentation et 1 g est synthétisé par le foie à partir d’arginine, de glycine et de méthionine.

• L’activation de la glycolyse augmente la production de lactate; la LDH recycle le NADH en NAD+, tandis que la chaîne respiratoire constitue une autre voie de recyclage.

📖 4. Transport et élimination du lactate

★ À maîtriser

• Le lactate est éliminé par les voies suivantes : oxydation à 50-75 %, néoglucogenèse à 10-25 %, transamination à 5-10 %, formation de corps cétoniques, formation d’acides aminés, notamment l’alanine, sudation

• Le lactate quitte la fibre musculaire vers le sang et peut gagner d’autres muscles, le foie ou le cœur.

• MCT1 est présent dans les fibres oxydatives et le muscle cardiaque, tandis que MCT4 est associé aux fibres glycolytiques.

Compléments

• Dans la mitochondrie, le lactate est réoxydé en pyruvate avec conversion du NAD+ en NADH+H+; une même fibre musculaire peut produire et consommer simultanément du lactate.

📖 5. Capacité et puissance anaérobies

🔑 Notions clés & Définitions

• MAOD : Le MAOD (Maximum Accumulated Oxygen Deficit) est la différence entre la demande cumulée estimée en oxygène, extrapolée à partir d’exercices sous-maximaux, et l’absorption cumulée mesurée après un exercice épuisant supramaximal.

★ À maîtriser

• Le MAOD est présenté comme un paramètre mesurable et fiable pour caractériser la capacité anaérobie.

Compléments

• Les composantes de l’EPOC comprennent : la resynthèse de phosphocréatine à partir d’ATP, la reconstitution des stocks d’oxygène, l’élévation des concentrations d’adrénaline et de cortisol, le coût énergétique du système cardio-respiratoire, l’élévation de la température corporelle, l’élimination des lactates

📖 6. Lactatémie et intensité de l’exercice

★ À maîtriser

• Lors d’une course sur courte distance, la production énergétique est anaérobie et entraîne une production et une accumulation de lactate.

• À intensité constante, un travail léger à modéré inférieur à 50-60 % de VO2max entraîne une hausse initiale du lactate, puis sa stabilisation ou sa diminution.

• À intensité constante de 50-85 % de VO2max, le lactate augmente fortement durant les 5-10 premières minutes, puis peut se stabiliser, augmenter ou diminuer selon l’entraînement et l’intensité.

• Lors d’un exercice aérobie incrémenté, la consommation d’oxygène augmente avec la demande énergétique et la production de lactate, faible et stable à basse intensité, augmente ensuite fortement de manière décrite comme exponentielle.

Compléments

• Au cours d’une course qui se prolonge, la part aérobie augmente, l’intensité physique décroît et le lactate sanguin accumulé diminue progressivement; à 30 km, après 18 min selon le document, il est proche de la valeur de repos.

💡 Astuce mémo

Quand l’intensité augmente, Ra dépasse Rd et le lactate s’accumule

📖 7. État stable et seuils lactiques

🔑 Notions clés & Définitions

• MLSS : Le MLSS (Maximal Lactate Steady State) est la plus haute charge de travail pouvant être maintenue sans augmentation continue du lactate sanguin.

★ À maîtriser

• Au MLSS, la production de lactate est égale à sa clearance.

Compléments

• Pour déterminer le MLSS, on ignore l’augmentation initiale de lactate pendant les 10 premières minutes et on identifie l’intensité à laquelle la lactatémie reste constante; plusieurs tests sont nécessaires.

• Pour un individu donné, les seuils respiratoires et les seuils lactiques ne varient pas nécessairement de façon identique avec l’entraînement.

📖 8. Ventilation et réponses aux seuils

🔑 Notions clés & Définitions

• Seuil anaérobie : Le seuil anaérobie est le point à partir duquel la réponse ventilatoire n’est plus proportionnelle à la consommation d’oxygène.

★ À maîtriser

• Les points d’inflexion ventilatoires sont appelés SV1 et SV2, tandis que leurs correspondances lactiques sont appelées SL1 et SL2.

Compléments

• Le rythme cardiaque augmente proportionnellement à l’intensité de l’effort jusqu’à la fréquence cardiaque maximale.

📐 Formule - Le bicarbonate tamponne les ions H+ selon la réaction $\text{NaHCO}_3 + \text{HLa} \rightarrow \text{NaLa} + \text{H}_2\text{CO}_3$, puis $\text{H}_2\text{CO}_3 \rightarrow \text{H}_2\text{O} + \text{CO}_2$.

• La production de lactate augmente le CO2 par l’intermédiaire de la réaction de tamponnement bicarbonate, mais la déplétion en bicarbonate n’est pas proportionnelle à l’augmentation des lactates.

📖 9. Conséquences de l’accumulation lactique

★ À maîtriser

• L’acide lactique se dissocie en lactate et H+, et l’accumulation de H+ peut faire diminuer le pH musculaire et sanguin.

• La baisse du pH musculaire altère : le fonctionnement de la phosphofructokinase, le fonctionnement des transporteurs mitochondriaux entre cytoplasme et mitochondrie, l’activité de la glycogène phosphorylase, l’utilisation des acides gras, dont la mobilisation est inhibée par l’acide lactique

Compléments

• Ces perturbations favorisent la déplétion de la phosphocréatine et limitent le recyclage de l’ATP.

• La fatigue musculaire est associée à l’inhibition de l’hydrolyse de l’ATP et à la limitation de la capture du calcium.

• Selon Guyton and Hall (2006), l’accumulation des H+ peut provoquer une souffrance des terminaisons nerveuses musculaires et contribuer à la douleur.

💡 Astuce mémo

Accumulation de H+ → baisse du pH → perturbation de la performance