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À l’origine : l’énergie
Toutes les formes d’activité physique
de la vie quotidienne, qu’elles soient
sportives ou non, nécessitent de
l’énergie. Cette énergie, qui provient
à l’origine du soleil, est convertie en
énergie chimique par les plantes.
C’est en mangeant les plantes, ou les
animaux qui mangent ces plantes,
que nous obtenons à notre tour de
l’énergie. Elle est stockée dans les
nutriments issus de la dégradation
de ces aliments, que sont les glucides,
les lipides et les protéines,
selon des proportions variables
(de 4 à 9 kcal/g de nutriment).
L’évolution de l’espèce a permis
d’équiper chacune de nos cellules
des moyens nécessaires pour utiliser
cette énergie, que ce soit pour
transporter des molécules dans
l’organisme, catalyser des réactions
chimiques ou permettre la contraction
musculaire. Notre capacité à
nous mouvoir dans notre environnement
dépend donc en très grande
partie de notre capacité à extraire
l’énergie contenue dans les nutriments
et à la transférer aux éléments
contractiles du muscle squelettique.
Il faut pour cela une molécule qui
va servir d’intermédiaire. C’est précisément
à cette étape qu’intervient
l’adénosine triphosphate (ATP).
Le rôle de cette molécule, qui est
constituée de trois phosphates
inorganiques attachés à une molécule
d’adénosine, est de stocker
l’énergie dans les liaisons entre ses
phosphates, selon le principe d’un
ressort comprimé prêt à libérer son
énergie potentielle dès qu’on lui
permet de se relâcher.
L’ATP est une molécule qui est assez
peu intéressante du point de vue
énergétique par rapport aux nutriments,
puisqu’il contient seulement
0,015 kcal/g. A titre d’illustration,
un marathonien qui couvre la distance
en 3 h et renouvelle environ
10 g d’ATP chaque seconde devrait
disposer d’environ 108 kg d’ATP
au début de l’épreuve s’il ne devait
compter que sur cette source
d’énergie. Il est donc beaucoup plus
efficace d’en avoir une petite quantité
et de la renouveler au fur et à
mesure qu’elle est utilisée, à partir
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de l’énergie contenue dans les nutriments.
C’est exactement ce qui
se passe dans les faits. Imaginons
que notre marathonien pèse 70 kg,
dont 30 kg de muscle frais. Il dispose
alors d’une réserve d’ATP d’environ
90 g, ce qui correspond à 1,35 kcal,
alors qu’il en a besoin de près de
3 000 pour parcourir les 42 km de
l’épreuve. L’énergie dépensée au
cours d’un marathon provient donc
à 99,95 % des nutriments. Ce fonctionnement
particulier nécessite la
mise en place de voies métaboliques
spécifiques dont l’objectif final est
de renouveler l’ATP.
Les filières de Resynthèse de l’ATP
Les phosphagènes
Le système de resynthèse de l’ATP
le plus simple et le plus rapide est
celui des phosphagènes. Nos cellules
contiennent une petite quantité
d’une molécule assez proche de
la structure de l’ATP : la phosphocréatine
(PCr). Sous l’action de la
créatine kinase, l’énergie contenue
dans la liaison entre la molécule de
créatine et le phosphate inorganique
qui constituent la PCr est transférée
à une molécule d’ADP, à laquelle on
ajoute un phosphate inorganique
afin qu’elle soit “encapsulée”. Ce système
de transfert n’est pas spécifique
à la PCr, puisque sous l’action de
l’adénylate kinase, l’énergie contenue
dans l’ADP peut également être
utilisée pour reformer un ATP à partir
d’une seconde molécule d’ADP.
L’intérêt de ce jeu de chaises musicales
est sa rapidité. Les phosphagènes
permettent en effet de
maintenir un débit de resynthèse
de l’ATP très élevé, ce qui convient
parfaitement aux efforts très intenses.
En revanche, ils disposent
d’une capacité limitée, puisqu’ils ne
peuvent couvrir les besoins énergétiques
que pour 5 à 15 secondes
d’exercice d’intensité maximale.
Lorsque les besoins sont plus importants,
c’est la dégradation des nutriments
qui fournit l’énergie requise
pour la resynthèse de l’ATP, à commencer
par le glucose.
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