Bioénergétique de l exercice musculaire Introduction Analogie machine et corps humain Combustible = contient E Energie = ATP 75% E therm = chaleur Energie = charbon 75% chaleur 25% mouvement train 25% E méca = course Introduction Nature des sports très différents 1- Le métabolisme: définitions Très brefs et très intenses Brefs et intenses Longs et peu intenses Anabolisme ou processus de construction 400 m Marathon Métabolisme: ensemble des réactions chimiques du corps Sprint / haltérophilie Source d énergie différente Catabolisme ou processus de dégradation 1- Le métabolisme: définitions 1- Le métabolisme: définitions Anabolisme = processus de construction Catabolisme = processus de dégradation Ensemble des réactions de synthèse transformant des substances simples en substances complexes et nécessitant de l énergie réactions endergoniques Ensemble des réactions de dégradation transformant des substances complexes en substances simples en libérant de l énergie réactions exergoniques: 1
Une réaction exergonique peut fournir l'énergie qu'elle dégage à une réaction endergonique. Ex. dégradation du glucose: donne de l E à d'autres réactions dans la cellule: 2 Les macronutriments Nutriments : substances chimiques directement utilisables par la cellule Contenus dans les aliments Macronutriments Glucides Lipides Digestion Protéines Nutriments Glucose Dégradation Acides gras cellulaire Acides aminés Energie pour la cellule Le transfert d E (réactions exergoniques endergoniques) se fait par l'intermédiaire d'une molécule : l'adénosine triphosphate ou ATP. Dégradation (digestion) des aliments 2.1 Les Glucides (G) Mécanique Mvt estomac Chimique Enzymes 2.1.1- Les différents types de glucides. Glucides ou hydrates de carbones ou sucres: C, H, O 3 groupes: G simples: - Monosaccharides = 1 molécule (glucose, fructose, galactose) - Disaccharides: combinaison de 2 monosaccharides (saccharose, maltose, lactose) G complexes: - Polysaccharides 2.1 Les Glucides (G) Ancienne «croyance» 2.1.1- Les différents types de glucides. G complexes: - Polysaccharides + de 2 monosaccharides Amidon (très abondant : végétaux surtout céréales) Glycogène (très peu abondant: règne animal) Cellulose (très abondant : végétaux), non dégradés par enzymes digestives de l homme. Doivent être dégradés en monosaccharides pour être utilisés par l organisme. Glucides simples (rapides) : Dégradation rapide la glycémie car diffusent vite Faux Glucides complexes (lents) : Dégradation longue donc n pas la glycémie car diffusent lentement Glycogène Amidon 2
Ancienne «croyance» Nouvelle classification «index glycémique» Glucides simples (rapides) : Dégradation rapide la glycémie car diffusent vite Glucides complexes (lents) : Dégradation longue donc n pas la glycémie car diffusent lentement Définition: Evalue la rapidité avec laquelle un aliment ingéré va induire un pic de la glycémie dans l organisme + l IG est élevé : + élévation glycémique importante Référence : pain blanc ou glucose = 100% (quantité identique : 50 g) Fructose : N pas la glycémie Pain blanc (amidon) : fortement la glycémie Surface du triangle du glucide testé ------------------------ x 100 Surface du triangle du glucose Réponses glycémiques de différents aliments : notion d index glycémique Réponses glycémiques à l ingestion de 50g de glucides Glucose PDT Pain Riz Lentille Avoine Index glycémique est d'autant plus élevé que l'hyperglycémie induite par le glucide testé est forte ( insuline) minutes après le repas Index glycémique des aliments glucidiques (d après Bornet, Cah Nutr Diét, 1990) 3
2.1.2- Fonctions Principal substrat énergétique ( combustible ) des cellules 1g glucide oxydé = 4 kcal 2.1.3- Sources Glucides simples : sucreries, sodas 2.1.4- Distribution dans l organisme. Endogène: Foie et muscle () et glucose sanguin Foie Exogène: Alimentaire (sucres complexes et simples) Muscle Glucides complexes : céréales, pain cerveau ATP glucose glycémie de 0.7 à 1.3 g/l Intestin Sang 2.1.5- Le rôle du foie 2.1.6- Vue générale du métabolisme des glucides - Glycémie < 1g/L Libération de glucose par le foie - Glycémie > 1g/L stockage de dans le foie et muscle Voie anaérobie lactique = dégradation incomplète Glycogénolyse Glycogénogénèse Voie aérobie = dégradation complète glucose Foie glucose Foie Sang Sang Et muscle 2.2 Les Lipides 2.2.1- Les différents types de lipides Triglycérides Triglycérides 3 groupes : - Triglycérides - Phospholipides - Stéroïdes (Cholestérols) C, H, O Lipolyse TG glycérol 3 AG Lipolyse TG AG glycérol Cellules adipeuses (adipocytes) Muscle 4
Phospholipides Stéroïdes (cholestrérol) Membranes cellulaires Membranes cellulaires Précurseur Vit D Hormones stéroïdes 10 2.2 Les Lipides suite 2.2.2- Fonctions Constitution des membranes Enveloppe les organes vitaux Lutte contre le froid Réserve énergétique (1g lipide oxydé libère 9 kcal) Surtout : 1 er substrat énergétique au repos Au repos 70 % de l énergie vient de l oxydation des lipides 2.3 Les protides ou protéines 2.3.1- Présentation C, H, O, N Macromolécules formées de petites sous-unités Les acides aminés 20 acides aminés dont 8 essentiels 2.2.3- Sources A l exercice: principaux substrats si exo > 30 min 2.3 Les protides ou protéines suite 2.3.2- Fonctions 3 L ATP Impossiblité pour muscle de prendre l E des aliments directement pour la C Principal matériau de construction du corps (50% matière organique du corps) Croissance, réparation des tissus Synthèse d enzymes et d hormones Métabolisme énergétique si problème (jeûne ou exercice de très longue durée) 1g protéine oxydé libère 4 kcal Intermédiaire = ATP Structure de l'atp : Un groupement l'adénosine 2.3.3- sources Trois groupements phosphates (H 3 PO 4 ) 5
Les liaisons phosphates riches en E et faciles à rompre. Libération d'un phosphate ==> libération d E Inversement, on peut resynthétiser de l ATP à partir de l ADP et de P si on fournit de l'énergie : Transformation d E chimique en E mécanique (pour la contraction) Quel que soit l exercice: 1 ère source d E du muscle est l ATP Contraction musculaire Dans le muscle : [ATP] = 5 mmoles/kg de muscle frais 1 mole d ATP = 7.3 kcal permettrait 2 sec de contraction musculaire Comment la cellule resynthétise t-elle l ATP? Nécessite de l E 36 6