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Définition d’une filière énergétique

Et oui, votre corps utilise différentes filières énergétiques selon les types d’efforts qu’il a à produire.

Si l’on compare à une voiture, c’est un peu comme si vous aviez 3 moteurs distincts. Ils utilisent 3 types de carburants différents (par exemple électrique, essence et biocarburant,) selon les types de trajets (démarrage en cote, conduite en ville, conduite sur autoroute). Ces moteurs ne fonctionnent pas l’un après l’autre, mais tous en même temps. Seul le dosage entre eux varie. Ce qui en rend l’un prépondérant par rapport aux autres, selon les types de trajets.

 

Voici une définition possible d’une filière énergétique :
« C’est une voie métabolique utilisant un ou plusieurs substrats afin de produire de l’énergie »

 

L’énergie est stockée dans les aliments sous forme de substrats :

  • Glucides
  • Lipides
  • Protéines
  • Dans une moindre mesure, en créatine. La créatine est une combinaison d’acides aminés que le corps produit naturellement, mais en quantité insuffisante. On trouve de la créatine par exemple dans la viande et le poisson.

La dégradation et la récupération de l’énergie se fait par 3 voies métaboliques (ou filières énergétiques).

 

Pour en savoir plus sur les substrats, je vous conseille de lire le cours précédent intitulé Glucides, lipides, protéines : en résumé, ça donne quoi ?

 

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Les 3 filières énergétiques

Il existe 3 filières énergétiques dont voici une rapide définition :

 

  • L’anaérobie alactique

C’est la filière énergétique prépondérante lors d’efforts intensifs et brefs pour créer de l’énergie. Celle-ci utilise de la créatine phosphate comme substrat. Sa capacité est faible (quelques secondes). Mais sa puissance est très importante.

 

  • L’anaérobie lactique

C’est la filière énergétique prépondérante lors d’efforts courts (généralement entre 20 secondes et 1 minute 30), pour créer de l’énergie. Celle-ci utilise du glucose et du glycogène comme substrats. Sa capacité et sa puissance sont moyennes.

 

  • L’aérobie

C’est la seule filière énergétique dont le processus métabolique utilise de l’oxygène. Celle-ci utilise tous les substrats (principalement glucides et lipides). Elle est prépondérante sur des efforts d’endurance. Sa capacité est gigantesque, mais sa puissance est relativement faible.

 

Capacité vs puissance

Mais qu’est-ce donc que la capacité et la puissance ?

Imaginez une bouteille d’eau :

  • La capacité est le nombre de litres qu’elle peut contenir
  • La puissance est la largeur de l’ouverture où le bouchon se visse.

Pour vous aider à comprendre en image, voici un schéma explicatif :

Cliquez sur l’image ci-dessous pour la voir plus nette !

 

 

Source du schéma : blog de Xavier Barbier (www.xavierbarbier.com)

 

L’ATP

Entre l’apport extérieur d’énergie via les aliments et son utilisation, on trouve l’ATP qui signifie Adénosine triphosphate.

L’ATP peut se définir comme étant un composé chimique porteur d’énergie potentielle.

Son rôle principal est de fournir l’énergie nécessaire aux réactions chimiques des cellules.

Le fonctionnement simplifié est le suivant :

Substrats => Nutriments => ATP => Energie

 

Il y a 3 possibilités pour fabriquer de l’ATP, qui dépendent des 3 filières énergétiques

 

  1. ATP et anaérobie alactique

(système ATP-PCr, pour ATP Phospho-Créatine)

C’est le système le plus simple. Le substrat utilisé est la créatine (que l’on trouve notamment dans les viandes et les poissons, mais qui est également produit par le corps en faible quantité)

La créatine s’associe à un Phosphate (Phospho-créatine) avant d’entrer en relation avec de l’ADP (Adénosine DiPhosphate, équivalent à de l’ATP mais avec 2 groupements phosphates au lieu de 3), pour créer de l’ATP.

P + ADP => ATP

Grâce à une enzyme, l’ATPase, une des phosphates est libérée. L’énergie est donc libérée elle aussi. Il reste donc l’ADP (Adénosine DiPhosphate). Cette ADP est conservée et doit trouver une autre Phosphate pour redevenir une ATP et pouvoir à nouveau créer de l’énergie.

1 molécule de créatine donne 1 molécule d’ATP.

 

  1. ATP et anaérobie lactique 

(ou système glycolytique)

Ce système est plus complexe que le précédent car le processus nécessite davantage de réactions chimiques.

Voici les principales :

Glucose / Glycogène   =>   G6P   =>   Acide pyruvique   =>   Lactates

nb : G6P = Glucose 6 Phosphate)

nb : on utilise aujourd’hui davantage le terme “lactates” que le terme “acide lactique”. Ce changement de terminologie met notamment en avant qu’on ne considère plus aujourd’hui le lactate comme un simple déchet ou une toxine mais plutôt comme quelque chose de positif ayant un fort potentiel énergétique.

 

Les lactates sont en eux-mêmes une forme d’ATP
1 molécule de glucose donne 2 molécules d’ATP
1 molécule de glycogène donne 3 molécules d’ATP

Comparativement à l’anaérobie alactique, le système prend ici plus de temps : 12 réactions chimiques au lieu d’une seule. Mais il permet de créer plus d’énergie (2 à 3 molécules d’ATP contre une seule)

 

  1. ATP et aérobie

(ou système oxydatif)

Il s’agit également d’un système complexe (une dizaine de réactions chimiques sont nécessaires). Il est connu sous le nom du cycle de Krebs. 

Définition : dans le système oxydatif, le cycle de Krebs est l’ensemble des réactions chimiques qui permet de créer de l’ATP

Tous les substrats peuvent être utilisés pour fournir de l’énergie, avec un apport d’oxygène.

 

Le processus ATP peut se faire via :

  • L’oxydation des glucides (glycolyse)
    1 molécule de glycogène = 39 ATP
  • L’oxydation des lipides (lipolyse)
    1 molécule de triglycérides = 129 ATP
  • L’oxydation des protéines (néoglucogenèse)

 

Schéma des filières énergétiques

Important à retenir pour l’examen : les filières énergétiques ne fonctionnent pas l’une après l’autre. Elles fonctionnent en même temps ! Mais selon le type et la durée de l’effort, l’une prend le dessus sur les autres.

Le schéma ci-dessous illustre bien cette simultanéité des filières énergétiques :

Cliquez sur l’image ci-dessous pour la voir plus nette !

 

Exemple

Type d’effortAnaérobie AlactiqueAnaérobie lactiqueAérobie
Sprint95%4%1%

Pour un sprint (type 100m), ce sera la filière anaérobie alactique qui sera prépondérante. Mais les 2 autres filières sont également présentes.

 

Tableau de synthèse des filières énergétiques

Voici un tableau de comparaison des 3 filières énergétiques sur un certain nombre de critères :

 

Filières énergétiquesAnaérobie alactique (AA)Anaérobie lactique (AL)Aérobie
Utilisation d’oxygène (O2) et de lactatesSans O2 et sans production de lactatesSans O2 et avec production de lactatesUtilisation de l’O2
Type d’effort (durée et %)Court (20 à 30s) et intense (100%)Assez court (20-30s à 2mn) et assez intense (50%)Plus long (>2mn) et moins intense (30%)
SystèmeATP-PCrGlycolytiqueOxydatif
SubstratsCréatineGlucose et glycogèneglucose, glycogène, tryglycérides et parfois protéines dans les cas extrêmes
Puissance (Kcal/min)Forte 60 à 180 (6x + qu’aérobie)Moyenne 40 à 120 (4x + qu’aérobie)Faible 10 à 30
Capacité (en Kcal)

Faible

5 à 12

Moyenne 

20 à 40 (4x + qu’AA)

Très importante 

Glycogène : 1000 à 2000 (200x + qu’AA)

Lipides : 100 000 (2000x + qu’AA)

Nb d’ATP produites12 ou 339 ou 129
Délai pour être prépondéranteImmédiate20 à 30 secondes2mn
Pic de puissance3 premières secondes45sVMA
Durée de récup2 à 3mn6mn à 48hQuelques secondes à des semaines
Exemple100m400mSemi-marathon
Production de lactatesNonOuiOui
Avantages– Délai nul
Puissance maximale (100%)

Puissance plus importante qu’aérobie (50% de puissance max)

– Délai de mise en route plus court qu’aérobie (20 à 30s)

Utilise tous les substrats

– Capacité gigantesque

Rentable (39 ou 129 ATP produites)

– Seuls déchets : eau et CO2

Inconvénients

– Déficit en O2

– Durée de fonctionnement très brève car peu de Créatine Phosphate intramusculaire

– Déficit en O2

– Peu rentable (2 ou 3 ATP)

Puissance faible (30%)

– Délai important (lié à la durée du transport d’O2)

 

Pour chaque système, le principal est de mémoriser :

  • Le délai d’intervention ou temps de latence. C’est-à-dire le temps qui lui faut pour être prépondérante par rapport aux 2 autres
  • Les substrats produits ou resynthétisés
  • La capacité ou réserve d’énergie ou encore la taille du réservoir, c’est-à-dire la quantité totale d’énergie qu’un système peut fournir du début jusqu’à la fin
  • La puissance ou débit maximal, c’est-à-dire la quantité d’énergie fournie par unité de temps

 

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