La bioénergétique humaine est un sujet intéressant. Cependant, le fonctionnement des systèmes énergétiques est compris par peu de gens et / ou peut prêter à confusion pour beaucoup. Ouvrez un texte de physiologie de l’exercice de qualité et cela peut vous laisser dire « hein? »en lisant sur le métabolisme énergétique aérobie, anaérobie et immédiat. Cela peut encore s’aggraver en passant au crible tous les processus biochimiques.

Est-il important de pouvoir expliquer la dégradation chimique du cycle oxydatif de Krebs ou la glycolyse anaérobie si vous êtes un entraîneur ou un athlète à l’entraînement? Pas vraiment. Cependant, connaître les bases de la façon dont nous générons de l’énergie peut être utile pour comprendre comment nous nous fatiguons et quelles mesures d’entraînement peuvent être utilisées pour la minimiser. Allons-y aussi simplement que possible. Je ferai de mon mieux, mais une discussion « high-tech” est nécessaire.

La première chose à retenir est que TOUTE contraction musculaire / effort de force est due à une molécule appelée adénosine triphosphate (ATP). Lorsqu’une molécule d’ATP est combinée avec de l’eau, le dernier des trois groupes phosphate se sépare et produit de l’énergie.

Cette dégradation de l’ATP pour la contraction musculaire entraîne l’adénosine diphosphate (ADP). Les réserves limitées d’ATP doivent être reconstituées pour que le travail se poursuive; les réactions chimiques ajoutent donc un groupe phosphate à l’ADP pour produire de l’ATP.

Comment l’ATP est produit

Prenez trois activités différentes et mettez-les sur un continuum. À une extrémité, il y aurait une explosion rapide et explosive, comme un coup de poing. À l’autre extrémité, il y aurait un événement prolongé de niveau inférieur, comme marcher cinq miles.

Entre les deux, il peut y avoir n’importe quoi: une activité intense de vingt secondes, une minute d’effort constant ou un événement de cinq minutes avec des intensités d’effort variées.

Comme vous pouvez le voir, il existe de nombreuses expressions de production d’énergie en fonction de la quantité de force requise et de la durée de l’activité.

Quelle est alors la source d’énergie pour les activités qui se situent sur le continuum en divers points? C’est l’essence de la bioénergétique – tant de possibilités et tant de facteurs impliqués.

Les trois Systèmes énergétiques

Sont tous disponibles et « s’allument » au début de toute activité. Ce qui dicte lequel (ou deux) sur lequel on compte le plus, c’est l’effort requis.

Point à retenir : l’ATP doit être présent pour que les muscles se contractent. Il peut être produit via le système ATP-PC, le système glycolytique ou le système oxydatif. S’il est épuisé, il doit être réapprovisionné si une contraction musculaire supplémentaire doit se poursuivre.

Effectuez un mouvement explosif et ponctuel tel qu’un saut en longueur debout ou un saut vertical et vous exercez un effort maximal, mais devinez quoi? Vous ne serez pas fatigué de cet effort unique.

Cependant, sautez plusieurs fois et vous finirez par devenir fatigué. Aller à fond aussi longtemps que possible épuisera les réserves immédiates d’ATP, puis les réserves glycolytiques.

L’effort continu doit être alimenté par le système oxydatif à une intensité plus faible, tous les autres facteurs étant égaux. L’activité aérobie la plus pure qui existe est le sommeil ou le coma allongé.

Le Système énergétique ATP-PC – Haute Puissance / Courte Durée

L’ATP et la phosphocréatine (PC) composent le système ATP-PC, aussi parfois appelé système phosphogène. Il est immédiat et fonctionne sans oxygène.

Il permet jusqu’à environ 12 secondes (+ ou -) d’effort maximum. Pendant les premières secondes de toute activité, l’ATP stocké fournit l’énergie. Pendant quelques secondes de plus, le PC amortit le déclin de l’ATP jusqu’à ce qu’il y ait un passage à une autre énergie system.It on estime que le système ATP-PC peut créer de l’énergie à environ 36 calories minute.

Exemples: un sprint court, soulever une forte résistance pendant trois répétitions ou lancer une balle de baseball.

Le Système glycolytique – Puissance modérée / Durée modérée

Maintenant, cela devient plus compliqué à mesure que les demandes d’énergie se déplacent vers ce système. Le système glycolytique est l’outil ”suivant » une fois que le système ATP-PC suit son cours.

Les glucides alimentaires fournissent du glucose qui circule dans le sang ou est stocké sous forme de glycogène dans les muscles et le foie. La glycémie et / ou le glycogène stocké sont décomposés pour créer de l’ATP par le processus de glycolyse.

Comme le système ATP-PC, l’oxygène n’est pas nécessaire pour le processus réel de glycolyse (mais il joue un rôle avec le sous-produit de la glycolyse: l’acide pyruvique). On estime que la glycolyse peut créer de l’énergie à environ 16 calories par minute.

Voici où cela devient intéressant. Après une diminution de la puissance maximale d’environ 12 secondes, une activité intense supplémentaire jusqu’à environ 30 secondes entraîne une accumulation d’acide lactique, une diminution de la puissance et une fatigue musculaire conséquente.

Cet effort élevé et prolongé est étiqueté glycolyse « rapide ». L’effort supplémentaire jusqu’à environ 50 secondes entraîne une nouvelle baisse de puissance due au changement de dépendance au système oxydatif. En bout de ligne: cela devient plus difficile.

Exemple: pensez à un sprint complet, à un jogging plus lent, à une marche éventuelle. C’est la progression des trois systèmes énergétiques en allant tous azimuts.

Entrez la glycolyse « lente » dans la discussion (attention: plus de jargon scientifique à venir, mais accrochez-vous). Rappelons que le sous-produit de la glycolyse est l’acide pyruvique. Dans la glycolyse rapide, plus de puissance peut être générée, mais l’acide pyruvique est converti en acide lactique et la fatigue s’ensuit rapidement.

La glycolyse lente est différente. Relativement moins d’énergie est générée, mais l’acide pyruvique est converti en acétylcoenzyme A (acA), alimenté par le cycle de Krebs oxydatif, plus d’ATP est produit et la fatigue est retardée.

Ainsi, une fatigue extrême peut être évitée (mais un effort relativement moins intense peut continuer à être exprimé) dans une glycolyse lente par rapport à une glycolyse rapide.

Exemples: toutes les courses moyennement longues telles que 200-400 yards, un 1:effort 30 de manœuvres MMA tous azimuts, ou un affichage d’infraction de presse sur tout le terrain d’une minute – et un autre effort de presse sur tout le terrain au basket-ball.

Le Système Oxydatif – Faible Puissance / Longue durée

Votre effort maximal a été alimenté initialement par l’ATP-PC, mais vos performances diminuent. L’effort continu entraîne un déclin supplémentaire, soit par glycolyse rapide (déclin rapide), soit par glycolyse lente (déclin plus lent).

Vous entrez maintenant dans le monde complexe du système oxydatif de faible puissance mais de plus longue durée, qui est estimé à créer environ 10 calories par minute.

Exemples: course de 6 milles, travail manuel de faible niveau sur un quart de travail de huit heures ou marche de 3 milles.

La demande d’effort est faible, mais l’ATP dans ce système peut être produit de trois manières:

1. Cycle de Krebs
2. Chaîne de transport d’électrons
3. Oxydation bêta.

Laissez-moi vous expliquer la science, puis je vous répondrai en anglais.

Le cycle de Krebs est une séquence de réactions chimiques qui continue d’oxyder le glucose initié lors de la glycolyse. Tu te souviens de l’acA? Il entre dans le cycle de Krebs, se décompose en dioxyde de carbone et en hydrogène, et « pouf” deux autres molécules d’ATP sont formées.

Voici le problème: l’hydrogène produit dans le cycle de Kreb et pendant la glycolyse rend le muscle trop acide s’il n’est pas traité. Pour remédier à cela, l’hydrogène se combine avec les enzymes NAD et FAD et est envoyé dans la chaîne de transport des électrons.

Grâce à plus de réactions chimiques dans la chaîne de transport des électrons, l’hydrogène se combine avec l’oxygène, de l’eau est produite et l’acidité est empêchée.

Remarquez que cela prend du temps en raison du besoin d’oxygène, c’est pourquoi l’énergie oxydative prend un certain temps et l’intensité de l’effort diminue (c’est-à-dire que le sprint total devient un jogging / marche lent).

Le cycle de Krebs et la chaîne de transport des électrons métabolisent les triglycérides (graisses stockées) et les glucides pour produire de l’ATP.

La dégradation des triglycérides est appelée lipolyse. Les sous-produits de la lipolyse sont le glycérol et les acides gras libres. Cependant, avant que les acides gras libres puissent entrer dans le cycle de Krebs, ils doivent entrer dans le processus d’oxydation bêta où une série de réactions chimiques les rétrograde en acA et en hydrogène. L’acA entre maintenant dans le cycle de Krebs et les graisses sont métabolisées tout comme les glucides.

En clair

En raison de la ligne de temps, le système oxydatif fournit de l’énergie beaucoup plus lentement que les deux autres systèmes, mais a un approvisionnement presque illimité (dans vos sites adipeux – ouais, ce truc que vous pouvez pincer!).

Le système oxydatif lui-même est utilisé principalement pendant le repos complet et l’activité de faible intensité. Il peut produire de l’ATP à travers les graisses (acides gras) ou les glucides (glucose).

Comme les acides gras mettent plus de temps à se décomposer que le glucose, il faut plus d’oxygène pour une combustion complète. Si les efforts sont intenses et que le système cardiovasculaire ne peut pas fournir suffisamment d’oxygène rapidement, les glucides doivent produire de l’ATP.

Cependant, dans les activités de très longue durée (c’est-à-dire les marathons), les glucides peuvent s’épuiser et le corps considère les graisses comme le producteur d’énergie.

Quelques mots sur les protéines

Dans les activités prolongées, les protéines peuvent être utilisées en « dernier recours” pour la production d’énergie (dans de rares cas où les glucides sont épuisés et les graisses stockées sont minimes).

Dans de tels cas, il peut fournir jusqu’à 18% des besoins énergétiques totaux. Les éléments constitutifs des protéines – les acides aminés – peuvent être convertis en glucose (via la gluconeogenèse) ou en d’autres sources utilisées dans le cycle de Krebs, telles que l’acA. Mais comprendre que les protéines ne peuvent pas fournir d’énergie au même taux que les glucides et les graisses, c’est donc essentiellement un non-problème).

Programmation des systèmes énergétiques

On estime que les systèmes ATP-PC et glycolytiques peuvent être améliorés jusqu’à 20% et le système oxydatif d’un énorme 50% (mais chez des sujets non formés uniquement).

Quoi qu’il en soit, des plans de conditionnement spécifiques au sport et un apport nutritionnel optimal doivent être mis en œuvre. Mais soyez conscient de la réalité de la génétique: votre composition inaltérable de fibres musculaires joue un rôle énorme.