COMPLEMENT SUR LES FILIERES ENERGETIQUES SUPPORT UC1 CFEB et CQP 2015-2016 DEBACQ JF JUIN 2015 / Version 9
La filière anaérobie alactique Mise en route du système ATP-PCr : Dans la cellule musculaire il y a des molécules d ATP (adénosine triphosphorique), et des molécules de PCr (phosphocréatine). Dans la cellule musculaire il y a des enzymes ATPase et Créatine kinase. Schéma 1a. ATP= adénosine-pi-pi-pi adénosine-pi-pi (ADP) +Pi +Energie ATPase casse la dernière liaison Pi Adenosine-Pi-Pi Adenosine-Pi-Pi + Pi = adenosine-pi-pi-pi = ATP Créatinekinase PCr=phosphocréatine Pi Créatine +Pi +Energie L ATPase casse la dernière liaison phosphate riche en énergie. Le taux de créatine diminue au fil de la reconstitution de l ATP, d où épuisement rapide du système et nécessité de la mise en route du système suivant. Page 1 sur 8
La filière anaérobie lactique Mise en route du système glycolytique : La glycolyse est la dégradation du glucose ou des hydrates de carbone. La glycogénolyse est la dégradation du glycogène en glucose. La glycogenèse est la transformation du glucose en glycogène. Pour que glucose et glycogène puissent être dégradés par les 12 réactions chimiques du système glycolytique, ils doivent être convertis en une molécule de glucose-6phosphates (G6P). Cette conversion coûte 1 molécule d ATP pour le glucose, et ne coûte rien pour le glycogène. Ces réactions chimiques ne nécessitent pas d O2 et se terminent par la production d ATP et d acide pyruvique, dont le devenir dépend de la présence ou non d O2. Sans O2 l acide pyruvique devient de l acide lactique. L acide lactique(c3h6o3) est différent des lactates, car en perdant un ion H+, le résidu se combine à un ion K+ ou Na+ pour former un sel, le lactate. L acidification progressive du milieu inhibe la glycolyse anaerobie et diminue le pouvoir contractile du muscle. Il faut passer alors dans le système suivant. Page 2 sur 8
Schéma 2a. GLUCOSE GLYCOGENE Coûte 1ATP Passage en G6P Ne coûte rien G6P glucose- 6phosphates G6P glucose- 6phosphate 12 REACTIONS CHIMIQUES 2 ATP + ACIDE PYRUVIQUE 3 ATP + ACIDE PYRUVIQUE SANS O2 L ACIDE PYRUVIQUE DEVIENT ACIDE LACTIQUE AVEC O2 L ACIDE PYRUVIQUE DEVIENT ACETYL COENZYME Page 3 sur 8
Filière aérobie L oxydation des hydrates de carbone ou glucides : schéma 2a. 1. La première phase est la glycolyse : Mais en présence d O2, l acide pyruvique est transformé en Acétyl Coenzyme (AcetylCoA). Schéma 2b. ACIDE PYRUVIQUE + O2 =ACETYL COENZYME (AcetylCoA) 2. La deuxième phase est le cycle de KREBS : C est le cycle de l acide citrique, ou l AcétylCoA subi une oxydation avec une multitude de réactions chimiques (42). Schéma 2c. AcétylCoA Cycle de KREBS 2 ATP + H+ + CO2 O2 2 ATP A la sortie du cycle de KREBS, 2 molécules d ATP sont formées ; l ion H+ contribue à l acidification du milieu et est éliminé via la chaîne des électrons ; et le dioxyde de carbone est éliminé par les poumons via le sang. Page 4 sur 8
3. La troisième phase est la chaîne des électrons : Production de 34 ATP, soit un total de 39 ATP pour le glycogène, et 38ATP pour le glucose. Les ions H+ issus de la dégradation de l acide lactique en mode anaérobie et du cycle de KREBS, vont se combiner à 2 coenzymes que sont la flavine adénine di nucléotide (FAD) et la nicotinamide adénine di nucléotide (NAD), et vont devenir des électrons et des protons qui se combinant avec de l O2 donneront de l eau contribuant ainsi à la désacidification du milieu. Schéma 2d. 2ATP + H+ +CO2 FAD et NAD O2 H+ H+ + FAD + NAD CHAINE DES ELECTRONS 34ATP + O2 H2O EAU En conclusion, il y a fabrication de : 2ATP + 2ATP + 34ATP = 38ATP pour le glucose. 3ATP + 2ATP + 34ATP = 39ATP pour le glycogène. Page 5 sur 8
Oxydation des lipides On parle de lipolyse. Sous l action de l enzyme lipase, les triglycérides sont dégradés en Glycérol et en Acides gras libres. Schéma 3. TRIGLYCERIDES 1 GLYCEROL + 3 ACIDES GRAS LIBRES LIPASE Les acides gras libres diffusent dans le corps par le sang. Plus le taux sanguin en AGL est grand, plus la diffusion intra musculaire est importante. Les AGL vont subir une oxydation au sein de la mitochondrie pour donner de l Acetyl Coenzyme, c est la Beta oxydation. Ensuite cycle de KREBS, chaîne de transport des électrons et production d ATP et d eau. Schéma 3a. 1 ACIDES GRAS LIBRES ACETYLCoA BETA OXYDATION CYCLE DE KREBS CHAINE DE TRANSPORT DES ELECTRONS 129 ATP + CO2 + H2O Page 6 sur 8
Oxydation des protéines : Les protéines contiennent des acides aminés. Certains pourront être convertis en glucose, d autres en acétyle coenzyme, et d autres en pyruvate. Cependant, la dégradation des acides aminés produit des molécules d azote, qui seront transformées en urée et évacuées par l urine. Schéma 4. ACIDES AMINES GLUCOSE PYRUVATE O ACTYLCoA ACIDE PYRUVIQUE CYCLE DE KREBS CHAINE DE TRANSPORT DES ELECTRONS ATP + CO2 +H2O Page 7 sur 8
CE QU IL FAUT RETENIR... Les trois systèmes se mettent en action quasi simultanément selon la qualité de la condition physique. Les fibres musculaires de type lentes sont meilleures en aérobie car elles contiennent plus de mitochondries et plus d enzymes oxydatives. Les fibres musculaires de type rapides sont meilleures dans le système glycolytique anaérobie. l entraînement en endurance, augmente la capacité oxydative de toutes les fibres : - en augmentant le volume et le nombre des mitochondries. - en augmentant la quantité d enzymes oxydatives. - en améliorant la capacité de la beta oxydation. On a alors une augmentation de la capacité aérobie. La glycogénolyse est remplacée dans la durée de l effort prolongé par la néoglucogenèse. Celle-ci se met en marche par rapport à trois facteurs que sont : - l élévation du glucagon plasmatique. - la baisse de l insuline plasmatique. - la baisse du glycogène hépatique. Elle se réalise à partir : - des lactates. - de l alanine. - du glycérol. Page 8 sur 8