VERGNE Morgan. Filières énergétiques

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1 Filières énergétiques

2 Présentation des filières énergétiques Dépendant du type d effort Intensité de l effort substrats énergétiques utilisé différent Production d ATP différente ATP : principale source d énergie directement utilisable par la cellule et seule source d énergie utilisable par le muscle 3 filières : Filière aérobie Filière anaérobie lactique Filière anaérobie alactique

3 Filière aérobie Production d énergie en utilisant l oxygène. Délais d intervention Quelques minutes après le début de l effort Produit ATP en dégradant Glycogène musculaire et glucose sanguin = glycolyse Triglycérides (acide gras) = lipolyse Intensité 60 à 110% de la VMA Résultat ATP + eau (H20) + gaz carbonique (CO2) Pas de déchets métaboliques Facteurs limitants : VO2max (volume correspondant à la consommation maximales d oxygène) Epuisement du glycogène musculaire

4 Seuils de la filière aérobie Seuil aérobie Seuil anaérobie Situé entre 70 et 80% de la VMA Seuil situé entre 80 et 90% de la VMA Correspond à une course en aisance respiratoire à moyenne intensité Sensations : aisance respiratoire, impression de pouvoir accélérer. Correspond à une allure soutenue Sensations : gènes respiratoire et musculaire Capacité aérobie Situé entre 75 et 85% de la VMA VMA Correspond à la vitesse limite atteinte à VO2max Correspond à la vitesse utile d un marathonien Sensations : aisance musculaire et respiratoire mais ventilation rythmée

5 Filière aérobie et VO2max VO2max = consommation maximale d oxygène Equation de FICK VO2(ml/mn)=Fc(bpm)*ves(ml/bt)*(CaO2-CvO2) Fc = fréquence cardiaque Ves = volume d ejection systolique (volume sanguin ejecté à chaque battement cardiaque) CaO2-CVO2 = différence de concentration en oxygène entre le sang artériel et le sang veineux VO2max correspond donc à l efficacité de la chaine de transport de l oxygène (facteurs ventilatoires, cardiaques, circulatoires et cellulaires) La force d une chaine est la force de son maillon le plus faible Négliger aucun de ces paramètres pour améliorer la VO2max Efficacité aérobie : VO2max relative = VO2max/poids

6 Entraînement de la capacité aérobie Intensité Durée Récupération Effort continu d intensité élevée 80 à 85% de la PMA 20 à 30 Aucune Effort continu d intensité moyenne Endurance fondamentale 70 à 75% de la PMA 30 à 45 Autour de 60% de la PMA 45 à 60 + Possibilité d alterner faible et forte intensité (fartlek)

7 Entraînement de la puissance aérobie Efforts continus Intensité Durée Récupération 80 à 100% de la PMA 4 à 6 quand on est à VMA 20 à 30 quand l intensité diminue -

8 Entraînement de la puissance aérobie Efforts intermittents Intensité Durée Récup Type de récup Répétitions Intermittents longs 95 à 110% de la PMA 2 à 3 = temps d effort 5 à 6 minimum Intermittents moyennes durées Intermittents courts 105 à 120% de la PMA 115 à 130% de la PMA Environ 1 Environ 15 = 2 à 3 x temps d effort = 6 à 8 X temps d effort Active pour maintenir l apport d oxygène 8 à 10 minimum 12 à 15 minimum Court-court 90 à 105% de la PMA 15 à 30 = temps d effort 2 à 3 blocs de 6 à 10 avec une récup équivalente

9 Amélioration du profil aérobie selon V. BILLAT (VMA + Tlim) Fractionné court : 30/ 30 Volume total= 2 à 2.5 x Tlim de l individu récupération comprise. Intensité : travail à 100% récupération à 50% Fractionné long : 1000m Volume de travail (SANS la récupération) = 2*Tlim Intensité Travail à 100% de la VMA Récupération à 50% de la VMA Ex : si Tlim=6 et VMA=16.7km/h faire 3 ou 4 x 1000m en 3 35 (à 16.7km:h) et 500m de récup à chaque fois en 3 35 Fractionné ½ Tlim Volume de travail = 2,5 x Tlim 2,5 x (½ Tlim 100% VMA + ½ Tlim 50% VMA)

10 Réponse à l entrainement de la filière aérobie Augmentation de la densité mitochondriale Augmentation du stockage et de l utilisation des substrats énergétiques (glycogène, acide gras, acides aminés) Développement des fibres musculaires de type I Baisse du coût énergétique pour les efforts de type aérobie Augmentation de l activité enzymatique et du rendement de la filière Amélioration du transport d oxygène et de la réponse du système cardiovasculaire Amélioration du potentiel aérobie (VO2max, VMA et temps-limite VMA)

11 Filière anaérobie lactique Production d énergie sans utiliser d oxygène mais produit de l acide lactique Délais d intervention Inertie de 5 environ Permet des efforts de 20 à 3 Produit ATP en dégradant Glycogène musculaire et glucose sanguin = glycolyse anaérobie Intensité 90 à 160% de la VMA Résultat ATP + pyruvate Facteur limitant Acidose musculaire Pyruvate lactate (substrat énergétique utilisé par le foie pour produire du glucose) + proton (responsable de l acidose musculaire)

12 Anaérobie lactique et production de la lactate Lactate et exercice court et intense 100m mmol/l 200m mmol/l 400, 800 et 1500m mmol/l 5000m 13 mmol/l 10000m 8 mmol/l

13 Entrainement de la capacité anaérobie lactique Intensité Durée Récupération Type de récup Répétitions 80 à 90% de l intensité maximale sur la durée de l effort choisi 30 à 2 3 à 8 Active de faible intensité favorisant le relâchement musculaire 4 à 6 Séance très courte

14 Entrainement de la puissance anaérobie lactique Intensité Durée Récupération Type de récup Répétitions Maximale pouvant être soutenue dans la durée 15 à 30 Possibilité de fractionner la durée 1 à 3 entre chaque fraction 5 à 30 entre les séries Peu active Dépendantes du niveau d entraînemen t et de la durée des efforts Interrompre quand l intensité ou la motivation s effondre

15 Réponse à l entraînement de la filière anaérobie lactique Augmentation du glycogène intramusculaire Augmentation du système tampon de l acidité sanguine et musculaire (meilleure tolérance à l acidose musculaire) Modification des structures des fibres musculaires (développement des fibres rapides) Modification de la cinétique du lactate en fonction de l intensité Favorise l utilisation du lactate comme substrat énergétique Augmentation de l activité enzymatique et du rendement de la filière

16 Filière anaérobie alactique Production d énergie sans utiliser d oxygène et sans production d acide lactique Intensité 95 à 100% de la puissance maximale alactique Produit ATP en dégradant Facteur limitant Phosphocréatine = Hydrolyse Epuisement du stock de phosphocréatine intramusculaire Délais d intervention Dés le début de l effort et jusqu à 10

17 Entraînement de la capacité anaérobie alactique Intensité Durée Récupération Type de récup Répétitions 90 à 95% de l intensité maximale 7 à 15 Possibilité de travail pyramidal dans la palette de temps 3 à 8 en fonction de la durées des efforts Active 4 à 6 Interrompre le travail qu apparait une baisse d intensité trop marquée

18 Entraînement de la puissance anaérobie alactique Intensité Durée Récupération Type de récup Répétitions Maximale absolue 3 à 7 Possibilité de travail pyramidal dans la palette de temps 1 à 3 en fonction de la durées des efforts Semi-active pour maintenir la vigilance neuromusculai re sans créer de fatigue supplémentair e 6 à 12 Interrompre le travail qu apparait une baisse d intensité trop marquée

19 Réponse à l entraînement de la filière anaérobie alactique Augmentation du taux de phosphocréatine intramusculaire Amélioration de la vitesse de conduction neuromusculaire Modification des structures des fibres musculaires (augmentation des fibres rapides) Optimisation de l utilisation des réserves de phosphocréatine Augmentation de la vie et de la demi-vie métabolique de la phosphocréatine Augmentation de l activité enzymatique et de du rendement de la filière Augmentation du niveau de force développé

20 Courbe de Howald

21 Synthèse de filières énergétiques selon Cazorla et Léger Caractéristiques Source d énergie Anaérobie alactique Immédiate Phosphagènes Anaérobie lactique Retardée Glycolyse lactique Substrats ATP + PCr Glycogène Production ATP Délais de production optimale Très faible 1 PCr = 1 ATP Nul Faible 1 GL = 3 ATP Court 15 à 20 Aérobie Très retardée Oxydative Glycogène, acide gras libre, glucose, acide aminé ramifié, alanine Très élevée 1 GL = 39 ATP Long 2 à 3 1 à 1 30 pour les sportifs de haut niveau

22 Synthèse de filières énergétiques selon Cazorla et Léger Caractéristiques Anaérobie alactique Anaérobie lactique Aérobie Puissance Très élevée Elevée Faible Capacité Très faible Faible Très élevée Endurance : maintien de la vitesse 15 à 20s (dépend du % de la puissance max) Entre 1 à 3mn (dépend du % de VMA entre 90 et 140%) Dépend du % de VO2 sollicité Lien de production dans la cellule Cytoplasme (niveau filament actine et myosine) Cytoplasme cellulaire (extra mitochondrial) Mitochondrie

23 Synthèse de filières énergétiques selon Cazorla et Léger Caractéristiques Produit final du catabolisme Anaérobie alactique Anaérobie lactique Aérobie ADP et créatine Acide lactique H2O + CO2 Facteur limitant Épuisement des réserves Acide lactique et baisse du PH cellulaire VO2 max, épuisement du glycogène, thermolyse Durée de la récupération après sollicitation maximale Reconstitution des réserves de phosphagènes en 6 à 8mn Métabolisme des lactates : 1h30 Reconstitution du glycogène de 24 à 72h

24 Participation des filières énergétiques d après NEWSHOLME et coll (1992) Sources énergétiques d un 400m (Athlétisme) : Anaérobie alactique (PCr) : 13% Anaérobie lactique (glycolyse anaérobie) : 62% Aérobie (glycolyse aérobie) : 25% Sources énergétiques d un 800m (Athlétisme) : Anaérobie alactique (PCr) : 6% Anaérobie lactique (glycolyse anaérobie) : 50% Aérobie (glycolyse aérobie) : 44% Sources énergétiques d un 5000m (Athlétisme) : Anaérobie alactique (PCr) : NUL Anaérobie lactique (glycolyse anaérobie) : 12,50% Aérobie (glycolyse aérobie) : 87,5%

25 Pourcentage de contribution dans la production d ATP d après NEWSHOLME et coll (1992) FILIERE AEROBIE (glucose sanguin, acide gras, glycogène) FILIERE ANAEROBIE (glycogène et PCr) 100m <5% >95% 200m 10% 90% 400m 25% 75% 800m 45% 55% 1500m 75% 25% 10000m 97% 3% Marathonien 99% 1% 80 km 100% -