Métabolisme
Les processus métaboliques constituent la base de la vie de chaque cellule individuelle et donc de l’organisme tout entier. Le métabolisme sert à construire et à entretenir l’organisme et est responsable de l’approvisionnement en énergie. Nous distinguons donc entre le matériau de construction et le métabolisme opérationnel.
Grâce au métabolisme de construction, les substances étrangères à l’organisme sont converties en substances propres à l’organisme. Par exemple, l’organisme convertit les protéines animales provenant de l’alimentation en acides aminés propres à l’organisme. Le métabolisme de construction sert à construire et à entretenir les cellules, les tissus et les organes et assure l’adaptation à un stress accru.
Le terme de métabolisme énergétique est également utilisé pour le métabolisme de fonctionnement. Le métabolisme énergétique est utilisé pour générer de l’énergie sous forme d’adénosine tri-phosphate (ATP) pour les différents types de performances des cellules. L’approvisionnement en énergie comprend donc les processus qui interviennent dans la formation de l’ATP. L’ATP est le « moyen de paiement » universel pour tous les services cellulaires. Environ 30 kg d’ATP sont répartis dans le corps par jour. Lorsqu’un ATP est divisé, l’adénosine di-phosphate (ADP), un pi et de l’énergie sont libérés. L’énergie est utilisée par les cellules et ADP + Pi sont reconvertis en ATP riche en énergie. Cela se produit par divers processus biochimiques au cours desquels les graisses et le glucose sont décomposés en CO2 (dioxyde de carbone) et H2O (eau). Plus une fibre musculaire travaille intensément, plus l’ATP se décompose rapidement et plus vite elle doit être remplacée à nouveau : Le taux de formation d’ATP doit suivre le taux de consommation d’ATP. Les fibres musculaires ont différentes façons de fabriquer l’ATP. Chaque cellule de l’organisme est responsable de la production d’ATP et il est possible d’améliorer ces processus de production par la formation.
Processus d’approvisionnement en énergie
Réserve d’ATP : chaque fibre musculaire dispose d’une réserve d’ATP stockée. Il ne faut jamais l’épuiser complètement, sinon la cellule mourra. Pour éviter que cela ne se produise, les processus biochimiques de production d’ATP sont immédiatement activés lorsque l’ATP est consommé.
Les processus sont divisés en aérobie et anaérobie et en lactacide ou alactacide. Aérobie signifie que l’oxygène est nécessaire au processus et anaérobie signifie que l’oxygène n’est pas nécessaire. Lactacide signifie que de l’acide lactique (lactate) est produit dans le processus biochimique et alactacide dit qu’aucun lactate n’est produit. Le problème avec les processus d’approvisionnement en énergie lactacide est que le muscle peut « s’acidifier à l’excès » et donc se fatiguer rapidement.
Approvisionnement en énergie anaérobie-alactique
Ce processus est extrêmement rapide et nécessite du phosphate de créatine (KrP), une substance qui est stockée dans chaque fibre musculaire. Lorsque l’ATP est clivé, le KrP libère rapidement son phosphate et l’ATP est directement produit à nouveau, qui peut être utilisé à nouveau. Aucun lactate n’est produit et le processus ne nécessite pas d’oxygène. Pendant un exercice modéré, les magasins KrP sont constamment réapprovisionnés. Une fois que le magasin est complètement vidé, il faut 30 à 60 secondes de récupération avant que les magasins ne soient à nouveau remplis (comparez les pauses entre les exercices de force). Cependant, le magasin KrP ne peut pas générer suffisamment d’ATP pour alimenter les cellules en énergie pendant un exercice prolongé. D’autres processus sont donc nécessaires.
Production d’énergie anaérobie à base d’acide lactique
Ce processus, également appelé glycolyse, ne nécessite pas d’oxygène mais présente l’inconvénient de produire du lactate. Pendant la glycolyse, le glucose est décomposé directement en pyruvate, qui peut générer rapidement de l’ATP. Ce processus se déroule en permanence, mais il est particulièrement fort lors de charges élevées et courtes. Par exemple, si vous commencez un entraînement de force directement avec une charge élevée, vous commettez une dette d’oxygène, qui peut se traduire par une hyperacidité des muscles.
Phosphorylation aérobie
Pour cette partie, il existe deux processus dans lesquels soit le glucose, soit la graisse est consommée. Dans la partie aérobie du métabolisme du glucose, le produit final de la glycolyse anaérobie, le pyruvate, est utilisé. Il est d’abord converti en acide acétique, puis décomposé dans la cellule, à l’aide d’oxygène, en CO2 et en eau. La glycolyse est donc non seulement responsable de la production rapide d’ATP, mais prépare également le produit de départ utilisé pour le métabolisme aérobie du glucose.
Le deuxième processus aérobie est la combustion des graisses. La graisse est transformée en acide acétique activé, qui est ensuite décomposé par la cellule en CO2 et en eau, tout comme dans la décomposition aérobie du glucose. Ce processus prend beaucoup de temps et est donc plus lent que la dégradation du glucose. De plus, il faut plus d’oxygène pour brûler les graisses. Cependant, les réserves sont presque inépuisables. Ce processus peut couvrir la demande d’énergie au repos et fonctionne en permanence. Si la charge est augmentée, les autres processus d’approvisionnement en énergie entrent davantage en jeu. La combustion des graisses est également intensifiée sous charge et la consommation est la plus élevée à 55-65% du VO2max. Le processus de combustion des graisses peut être amélioré par l’entraînement.
Métabolisme et intensité de la charge
En principe, tous les processus sont toujours utilisés simultanément pour l’approvisionnement en énergie. Cependant, il arrive que, selon la charge, l’un ou l’autre processus d’approvisionnement en énergie assume la charge principale de l’approvisionnement en énergie.
Seuil anaérobie
On distingue deux seuils dans le métabolisme énergétique. Dans la zone 1, l’énergie est fournie presque à 100% de manière aérobie. Les activités peuvent ainsi être menées pendant des heures. Dès que l’intensité augmente, le corps commence à activer les processus d’approvisionnement en énergie anaérobie et le seuil aérobie est dépassé. À partir de ce point, le lactate se forme. Si l’intensité de l’activité est très élevée ou si elle est encore augmentée pendant l’exécution, le seuil anaérobie est atteint. Ce seuil décrit le moment où la production de lactate dépasse le taux de décomposition. Un autre terme pour le seuil anaérobie est MAXLASS = Maximum Lactate Steady State, c’est-à-dire l’état où la production et la dégradation du lactate sont en équilibre. Si ce seuil est dépassé, il se produit une « suracidification » (diminution de la valeur du pH dans le sang) et donc une baisse des performances, ce qui entraîne souvent la cessation de l’activité.
Le seuil anaérobique est d’une grande importance pour la planification et le contrôle de la formation. C’est également un bon indicateur pour le diagnostic des performances.
VO2max
L’absorption maximale d’oxygène ou « capacité d’oxydation » est le nom abrégé de cette valeur, qui est souvent utilisée dans les diagnostics de performance. Pour déterminer le VO2max, l’absorption d’oxygène est mesurée pendant une certaine période à charge maximale en utilisant la méthode de spirométrie. Les paramètres physiologiques qui influencent la valeur du VO2max sont:
- La capacité de diffusion des alvéoles, le volume pulmonaire et l’efficacité des muscles respiratoires
- Capacité de transport du sang (quantité d’hémoglobine)
- Capacité de pompage du cœur
- Densité du réseau capillaire (capacité de diffusion des muscles)
- Capacité des muscles à absorber l’oxygène
Le VO2max donne donc un aperçu très large des performances physiques. Cependant, seule la plage de traitement de l’oxygène est mesurée, c’est pourquoi cet indicateur est principalement utilisé dans les sports où l’endurance a une influence majeure.