Ceci est la troisième et dernière partie de la série d’articles qui décrit les systèmes énergétiques du corps. Le dernier système est le système aérobie. C’est le système énergétique le plus complexe et le plus étendu du corps.
Table des matières
Rappelons brièvement les trois différents systèmes énergétiques :
1. Système ATP-CP / système des phosphagènes
2. Le système anaérobie / système lactique
3. Le système aérobie
Le système ATP-CP est la manière la plus simple et la plus rapide de générer de l’ATP. Cela se fait en absence d’ oxygène (anaérobie). CP signifie créatine phosphate (anglais : "creatine phosphate"), stocké dans les muscles squelettiques. La créatine phosphate permet de produire de l’ATP. Ce système énergétique est surtout actif pendant des formes d’entraînement très intensives. Pense par exemple aux activités de sprint court (100 m), au powerlifting, mais aussi au saut en hauteur et au saut en longueur. De cette manière, l’énergie ne peut être fournie aux muscles que pendant 10 à 15 secondes, après quoi l’épuisement apparaît.
Via le système anaérobie / lactique, l’ATP est produit par la dégradation du glucose en absence d’oxygène. Avant que le glucose ou le glycogène (forme stockée du glucose dans les cellules musculaires et hépatiques) puisse fournir de l’énergie, il doit d’abord être dégradé en glucose-6 phosphate. Le produit final de cette réaction est l’acide lactique. Ce système est capable de fournir plus d’énergie que le système des phosphagènes (système ATP-CP), mais reste limité à 30-50 secondes d’énergie. Les séries typiques de 8-12 répétitions que beaucoup de gens choisissent pendant la musculation utilisent surtout ce système énergétique. Un autre exemple est un sprint de 400 m.
Le système aérobie
Le système aérobie est, comme son nom l’indique, le seul système dépendant de l’oxygène (aérobie). L’ATP est produit de cette manière plus lentement que dans les deux autres systèmes. Il ne peut donc pas fournir la même force explosive que les systèmes ATP-CP et lactique. Il peut en revanche fournir de l’énergie pendant beaucoup plus longtemps.
Le système aérobie lui-même peut aussi être divisé en trois systèmes d’oxygène différents :
1. Glycolyse aérobie
2. Le cycle de Krebs / cycle de l’acide citrique
3. Phosphorylation oxydative (oxphos) ou chaîne de transport des électrons
Le système aérobie utilise à la fois le glucose, le glycogène et les graisses comme carburant pour générer de l’ATP dans les mitochondries ("centrales énergétiques") des cellules musculaires.
Dans le système énergétique anaérobie, le glucose et le glycogène sont dégradés en absence d’ oxygène, et le produit final de cette réaction est l’acide lactique (lactic acid). Dans le système énergétique aérobie, le processus est le même, sauf qu’il y a bien de l’oxygène, ce qui conduit à un autre produit final appelé acide pyruvique (pyruvic acid). Ce produit final est important pour le deuxième processus du système aérobie appelé cycle de Krebs.
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L’acide pyruvique est transformé en molécule acetyl coenzyme A. L’oxydation complète (combustion à l’aide d’oxygène) de cette molécule produit deux unités d’ATP avec comme sous-produits le dioxyde de carbone et l’hydrogène. Ces ions hydrogène se lient ensuite à d’autres enzymes et finissent par fournir de l’énergie à la chaîne de transport des électrons.
Le métabolisme complet d’une molécule de glucose peut ainsi générer environ 35 à 40 ATP. C’est 18 fois plus que via le système anaérobie.
La graisse peut aussi être brûlée en présence d’oxygène. Les triglycérides doivent d’abord être transformés en acides gras libres. Ceux-ci sont ensuite transformés en molécules d’acyl-CoA qui entrent à leur tour dans le cycle de Krebs. Les triglycérides peuvent ainsi produire jusqu’à 129 molécules d’ATP, ce qui est plus que les glucides. D’un autre côté, la combustion des graisses nécessite plus d’oxygène pour générer de l’ATP. La fourniture d’énergie à partir des graisses est donc moins efficace (elle demande plus d’énergie pour produire de l’énergie). Les glucides restent donc le carburant préféré et indiqué pour la production d’ATP.
Le système aérobie n’est pas rapide pour produire de l’ATP, mais il a la capacité de produire de l’énergie pendant une période beaucoup plus longue. On peut en effet constituer une réserve de graisse plus importante que la réserve de glycogène issue des glucides. Cette dernière ne peut fournir de l’énergie que pendant 30 à 40 minutes d’ effort maximal. Un "excédent" de glucides dans la circulation sanguine est donc transformé, à l’aide de l’insuline, en graisse corporelle comme carburant de réserve.
Les protéines, et les acides aminés dont elles sont constituées, ne sont pas la source d’énergie préférée du corps. Il existe pourtant parfois des situations dans lesquelles les acides aminés sont utilisés pour aider à la production d’énergie. Surtout lorsqu’il est question d’un bilan énergétique négatif. Cela signifie que tu consommes moins de calories (alimentation) que tu n’en dépenses (métabolisme au repos et dépense par l’activité), ce qui entraîne une perte de poids. Dans un processus appelé "gluconéogenèse", du glucose est fabriqué non pas à partir de glucides, mais à partir d’autres sources comme les acides aminés, le glycérol (graisses) et l’acide pyruvique. Les acides aminés issus de l’alimentation peuvent être utilisés, mais en cas d’apport alimentaire insuffisant, ils peuvent aussi être dégradés depuis le tissu musculaire. Cela signifie donc une diminution de la masse musculaire. Cette situation se présente malheureusement encore parfois lorsque l’on utilise des régimes stricts. Ceux-ci créent en effet un important bilan énergétique négatif. C’est là que se trouve le plus grand défi pour les bodybuilders qui veulent à la fois avoir beaucoup de masse musculaire et un faible pourcentage de graisse. D’un côté, ils ont besoin d’un surplus calorique pour prendre de la masse musculaire ("phase de bulk") puis d’un déficit calorique pour réduire leur pourcentage de graisse, en essayant de perdre le moins de masse musculaire possible ("phase de cut"). D’où la part relativement élevée de protéines dans l’alimentation des bodybuilders afin de s’assurer que le corps dispose en continu de suffisamment d’acides aminés capables de stimuler la croissance musculaire et de limiter la dégradation musculaire.
S’entraîner et le système aérobie
Le système aérobie est surtout actif lors d’efforts longs d’intensité modérée. Jogging, vélo, marche, longueurs de piscine, etc. Les sports d’équipe comme le football, le hockey et le basket en font toutefois aussi partie.
La plus grande consommation d’énergie par le corps, dans laquelle le système aérobie est surtout actif, se produit toutefois au repos. La plus grande partie de ta consommation quotidienne de glucose sert à faire fonctionner tes organes. Ton cerveau est à cet égard un grand consommateur d’énergie.
Avec l’intensité modérée des sports d’endurance, la plus grande réserve de glycogène du corps est souvent épuisée après 90 minutes de sport. Grâce à l’entraînement comme à un apport élevé en glucides, il est possible de stocker davantage de glycogène dans le corps en utilisant mieux la capacité maximale de stockage. Beaucoup de sportifs d’endurance l’utilisent. Le "chargement en glucides" a donc un effet favorable sur l’endurance. On ne court pas plus vite grâce à cela, mais on peut maintenir plus longtemps un certain rythme.
Résumé
Le corps peut fournir de l’énergie de différentes manières. Le système des phosphagènes/système ATP-CP, le système anaérobie/système lactique et le système aérobie/système à oxygène. Il est important de savoir que les trois systèmes sont toujours actifs ensemble. La durée et l’effort déterminent quel système est le plus actif. Le système aérobie est le système le plus complexe et peut fournir la plus grande quantité d’énergie. Surtout parce que ce système brûle les graisses, dont on dispose généralement en quantité suffisante.
Références
NASM Essentials of Personal Fitness Training
The Three Metabolic Energy Systems by Jason Karp PhD
All About your Metabolic Energy Systems by Andrew Heffernan
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