LES SYSTÈMES ÉNERGÉTIQUES NE SONT PAS RÉSERVÉS AUX ATHLÈTES
Vous avez peut-être entendu le terme » systèmes énergétiques » mentionné à la salle de sport, à l’entraînement – ou peut-être à l’entraînement de vos enfants – dans des articles sur le fitness ou d’autres points de vente sur la santé. C’est un terme complexe auquel on fait souvent référence, et c’est peut-être l’une des choses les plus déroutantes et les plus mal comprises concernant la performance humaine. Et si vous n’avez pas entendu le terme « systèmes énergétiques », vous avez au moins très certainement entendu le terme « acide lactique ». Si quelqu’un vous a déjà dit que « vos muscles sont douloureux à cause de l’acide lactique que vous avez produit pendant votre entraînement », alors, vous avez eu affaire à ces mythes de première main (nous y reviendrons plus tard).
Les systèmes énergétiques peuvent sembler être un sujet auquel seuls les athlètes sérieux doivent penser – parce qu’ils sont liés à la performance. Mais si vous êtes un être humain, alors la performance de vos cellules compte bel et bien, car elle affecte votre qualité de vie, votre santé et votre longévité. Les systèmes énergétiques influencent la santé de votre mitochondrie, de votre système respiratoire, de votre système circulatoire et de votre croissance musculaire, autant d’éléments qui améliorent votre bien-être général. Les mitochondries, les générateurs cellulaires responsables de la synthèse de l’énergie du corps, sont essentielles à la longévité. En fait, la détérioration de la santé des mitochondries accélère le vieillissement et augmente la mortalité. Le dysfonctionnement mitochondrial a été associé à toute une série de maladies dégénératives, allant du diabète aux troubles neurologiques et même aux maladies cardiaques. Essentiellement, nous ne pouvons pas nous permettre de ne pas prendre soin de nos systèmes énergétiques, de la santé et de la production cellulaires, de la masse musculaire et de la robustesse. Et la façon de prendre soin de ces systèmes est de faire régulièrement de l’exercice et du conditionnement afin de les faire travailler. Le fait de stimuler ces voies de manière répétée les obligera à s’adapter de manière positive. Le fait de soulever des poids, de pratiquer l’entraînement par intervalles, d’entraîner le débit cardiaque et de vous pousser dans des endroits physiquement inconfortables stimulera la croissance et les capacités de votre corps. Et cela compte pour tout le monde – que vous soyez un joueur de hockey de division 1 ou le parent d’un joueur de hockey de division 1.
Les systèmes énergétiques sont les voies chimiques qui font face à la production d’énergie et aux produits du travail physique. J’utilise les mots « faire face à » pour une raison. Je ne veux pas dire qu’ils « créent de l’énergie », car l’énergie n’est jamais créée ou détruite – elle est transférée. Je ne veux pas non plus suggérer que ces systèmes énergétiques n’existent que pour nous donner la capacité de bouger – leur existence est polyvalente. Ils doivent libérer l’énergie stockée par les molécules afin d’alimenter le travail cellulaire, mais ils doivent également gérer les sous-produits de ces réactions chimiques. Donc, globalement, ils font face aux demandes de mouvement et aux sous-produits (comme la chaleur) pour fournir de l’énergie et des stratégies de dissuasion des menaces (la surchauffe est dangereuse).
L’énergie nécessaire au travail cellulaire provient de la molécule ATP, ou adénosine triphosphate. Les trois phosphates attachés au sucre de la molécule peuvent être considérés comme des ressorts qui se libèrent afin de fournir de l’énergie libre. Le clivage de ces liaisons crée des sous-produits – tels que l’eau, l’hydrogène et la chaleur – ainsi que de l’énergie disponible pour entraîner d’autres réactions. À cet égard, l’ATP sert à la fois de récepteur et de donneur d’énergie car il peut être dégradé et resynthétisé. Tous les systèmes énergétiques fonctionnent pour générer de l’ATP, ou pour générer des molécules qui entraîneront davantage la production d’ATP, et traitent également l’hydrogène et la chaleur qui font surface à partir de tels mécanismes.
Il existe trois systèmes énergétiques : le système énergétique immédiat, le système glycolytique et le système oxydatif. Ces trois systèmes fonctionnent simultanément dans une certaine mesure, mais certaines parties du système deviendront prédominantes en fonction des besoins de l’organisme.
Le système énergétique immédiat fait face aux demandes qui nécessitent une réponse explosive et rapide – comme un one-rep max d’un soulèvement de poids rapide et lourd.
Le système glycolytique fait face aux demandes qui nécessitent une production d’énergie relativement élevée pendant un temps relativement court-comme un sprint sur la glace lors d’un match de hockey.
Le système oxydatif fait face à un travail à plus faible rendement pendant des durées plus longues-comme une course sur route.
Le système énergétique immédiat
Le système énergétique immédiat dans le muscle squelettique utilise plusieurs réactions chimiques intégrées pour libérer de l’énergie pour le travail cellulaire dans une séquence explosive et rapide, mais ensuite remettre rapidement l’ATP en place. Il ne nécessite pas d’oxygène (anaérobie) et ne produit pas de lactate (comme avec la glycolyse). Au lieu de cela, ce système fait intervenir l’ATP et le phosphate de créatine qui sont stockés dans les fibres musculaires. Grâce à plusieurs étapes enzymatiques, le système libère l’énergie de l’ATP, puis la resynthétise en utilisant le phosphate de créatine pour produire de l’ATP et de la créatine. La capacité globale de cette voie est assez limitée, de sorte que pendant un exercice explosif, le rendement énergétique de ce système peut se poursuivre jusqu’à ce que les réserves de créatine phosphate soient en grande partie épuisées, ce qui peut se produire en dix secondes environ. Le facteur limitant la vitesse de ce système est partiellement dépendant de la créatine phosphate, ce qui explique pourquoi les athlètes se supplémentent souvent en créatine.
Le système glycolytique
La glycolyse est la voie qui fractionne les glucides (glucose ou glycogène stocké) afin de générer de l’ATP pour alimenter le travail cellulaire. Seuls les glucides peuvent être utilisés comme substrat pour cette voie. Ce système fonctionne pendant les exercices de courte durée et de haute intensité. Vous avez probablement entendu le terme « acide lactique » en rapport avec les douleurs musculaires ou la fatigue – cependant, ces deux remarques courantes sont inexactes. L’acide lactique n’existe pas dans le corps humain, mais le lactate. Et le lactate ne provoque pas de douleurs musculaires. En fait, il est renvoyé vers le foie de manière assez efficace.
Le produit de la glycolyse est le pyruvate, et c’est là que le système glycolytique peut être alactique, ou lactique. C’est-à-dire que dans les situations où les produits de la glycolyse (molécules de pyruvate) dépassent la vitesse à laquelle ils peuvent être transférés dans le cycle de l’acide citrique (la phase suivante des systèmes énergétiques), le corps va lier un hydrogène à chaque molécule de pyruvate pour former du lactate, qui sera ensuite renvoyé au début de la glycolyse pour être réutilisé. La production de lactate, par conséquent, est à la fois un mécanisme d’adaptation (gérer l’excès d’hydrogène), et un moyen de créer de l’ATP dans les situations où le système plus lent et plus efficace ne peut pas suivre son cours mais où les demandes du corps sont trop intenses.
Le système oxydatif
Le système oxydatif se met en évidence lors d’exercices soutenus de plus faible intensité, où les besoins en ATP peuvent être satisfaits presque indéfiniment, mais où les taux de production ne sont pas aussi rapides que ceux de la glycolyse. Contrairement à la glycolyse, ce système est aérobie, et peut être alimenté non seulement par le glucose et le glycogène, mais aussi par les acides gras.
Ce système énergétique est assez profond, et étant donné qu’un substrat adéquat est disponible – c’est-à-dire que vous avez suffisamment mangé – la production d’ATP peut durer longtemps. Le système oxydatif est alimenté par ce que l’on appelle des « transporteurs d’électrons à haute énergie », qui sont des molécules qui se lient à l’hydrogène (menace de réduction) et créent ensuite un gradient d’hydrogène à l’intérieur des membranes internes des mitochondries pour alimenter la chaîne de transport des électrons – qui fournit finalement l’énergie nécessaire pour resynthétiser une grande quantité d’ATP. De tous les systèmes, celui-ci est le plus efficace pour faire face à l’hydrogène et régénérer l’ATP.
Les systèmes énergétiques et votre corps
Ces voies pour faire face et alimenter le travail ont des impacts incroyables sur les performances, la santé et la longévité de l’homme. Les fibres musculaires changent et s’adaptent lorsque de nouveaux stimuli leur sont imposés de manière répétée, et certaines de leurs caractéristiques changent en fonction de ce stimulus. Si vous vous entraînez pour une course de fond, vos fibres musculaires de type I développeront une plus grande densité mitochondriale pour alimenter un système oxydatif plus puissant. Si vous faites du levage lourd et explosif, vos muscles stockeront plus de glycogène et de créatine (si vous mangez correctement) pour répondre aux nouvelles exigences. Et si vous faites de courts sprints pour travailler vos adaptations glycolytiques, vous pouvez augmenter votre taux de contraction dans vos fibres musculaires de type IIa pour alimenter votre changement de vitesse dans votre match de hockey.
La santé mitochondriale, la santé cellulaire, la santé musculaire et tant d’autres facettes de notre bien-être dépendent de l’utilisation de nos systèmes énergétiques. En comprenant ce qu’ils sont, nous pouvons travailler dans la salle de sport et dans la cuisine pour entraîner et alimenter de manière optimale ces anciennes voies qui rendent notre corps si adaptatif et plastique. En faisant cela, nous augmentons la capacité de notre corps à performer et à prospérer pendant de plus longues périodes.
LES SYSTÈMES ÉNERGÉTIQUES NE SONT PAS RÉSERVÉS AUX ATHLÈTES
Vous avez peut-être entendu le terme » systèmes énergétiques » mentionné à la salle de sport, à l’entraînement – ou peut-être à l’entraînement de vos enfants – dans des articles sur le fitness ou d’autres points de vente sur la santé. C’est un terme complexe auquel on fait souvent référence, et c’est peut-être l’une des choses les plus déroutantes et les plus mal comprises concernant la performance humaine. Et si vous n’avez pas entendu le terme « systèmes énergétiques », vous avez au moins très certainement entendu le terme « acide lactique ». Si quelqu’un vous a déjà dit que « vos muscles sont douloureux à cause de l’acide lactique que vous avez produit pendant votre entraînement », alors, vous avez eu affaire à ces mythes de première main (nous y reviendrons plus tard).
Les systèmes énergétiques peuvent sembler être un sujet auquel seuls les athlètes sérieux doivent penser – parce qu’ils sont liés à la performance. Mais si vous êtes un être humain, alors la performance de vos cellules compte bel et bien, car elle affecte votre qualité de vie, votre santé et votre longévité. Les systèmes énergétiques influencent la santé de votre mitochondrie, de votre système respiratoire, de votre système circulatoire et de votre croissance musculaire, autant d’éléments qui améliorent votre bien-être général. Les mitochondries, les générateurs cellulaires responsables de la synthèse de l’énergie du corps, sont essentielles à la longévité. En fait, la détérioration de la santé des mitochondries accélère le vieillissement et augmente la mortalité. Le dysfonctionnement mitochondrial a été associé à toute une série de maladies dégénératives, allant du diabète aux troubles neurologiques et même aux maladies cardiaques. Essentiellement, nous ne pouvons pas nous permettre de ne pas prendre soin de nos systèmes énergétiques, de la santé et de la production cellulaires, de la masse musculaire et de la robustesse. Et la façon de prendre soin de ces systèmes est de faire régulièrement de l’exercice et du conditionnement physique afin de les faire travailler. Le fait de stimuler ces voies de manière répétée les obligera à s’adapter de manière positive. Le fait de soulever des poids, de pratiquer l’entraînement par intervalles, d’entraîner le débit cardiaque et de vous pousser dans des endroits physiquement inconfortables stimulera la croissance et les capacités de votre corps. Et cela compte pour tout le monde – que vous soyez un joueur de hockey de division 1 ou le parent d’un joueur de hockey de division 1.
Les systèmes énergétiques sont les voies chimiques qui font face à la production d’énergie et aux produits du travail physique. J’utilise les mots « faire face à » pour une raison. Je ne veux pas dire qu’ils « créent de l’énergie », car l’énergie n’est jamais créée ou détruite – elle est transférée. Je ne veux pas non plus suggérer que ces systèmes énergétiques n’existent que pour nous donner la capacité de bouger – leur existence est polyvalente. Ils doivent libérer l’énergie stockée par les molécules afin d’alimenter le travail cellulaire, mais ils doivent également gérer les sous-produits de ces réactions chimiques. Donc, globalement, ils font face aux demandes de mouvement et aux sous-produits (comme la chaleur) pour fournir de l’énergie et des stratégies de dissuasion des menaces (la surchauffe est dangereuse).
L’énergie nécessaire au travail cellulaire provient de la molécule ATP, ou adénosine triphosphate. Les trois phosphates attachés au sucre de la molécule peuvent être considérés comme des ressorts qui se libèrent afin de fournir de l’énergie libre. Le clivage de ces liaisons crée des sous-produits – tels que l’eau, l’hydrogène et la chaleur – ainsi que de l’énergie disponible pour entraîner d’autres réactions. À cet égard, l’ATP sert à la fois de récepteur et de donneur d’énergie car il peut être dégradé et resynthétisé. Tous les systèmes énergétiques fonctionnent pour générer de l’ATP, ou pour générer des molécules qui entraîneront davantage la production d’ATP, et traitent également l’hydrogène et la chaleur qui font surface à partir de tels mécanismes.
Il existe trois systèmes énergétiques : le système énergétique immédiat, le système glycolytique et le système oxydatif. Ces trois systèmes fonctionnent simultanément dans une certaine mesure, mais certaines parties du système deviendront prédominantes en fonction des besoins de l’organisme.
Le système énergétique immédiat fait face aux demandes qui nécessitent une réponse explosive et rapide – comme un one-rep max d’un soulèvement de poids rapide et lourd.
Le système glycolytique fait face aux demandes qui nécessitent une production d’énergie relativement élevée pendant un temps relativement court-comme un sprint sur la glace lors d’un match de hockey.
Le système oxydatif fait face à un travail à plus faible rendement pendant des durées plus longues-comme une course sur route.
Le système énergétique immédiat
Le système énergétique immédiat dans le muscle squelettique utilise plusieurs réactions chimiques intégrées pour libérer de l’énergie pour le travail cellulaire dans une séquence explosive et rapide, mais ensuite remettre rapidement l’ATP en place. Il ne nécessite pas d’oxygène (anaérobie) et ne produit pas de lactate (comme avec la glycolyse). Au lieu de cela, ce système fait intervenir l’ATP et le phosphate de créatine qui sont stockés dans les fibres musculaires. Grâce à plusieurs étapes enzymatiques, le système libère l’énergie de l’ATP, puis la resynthétise en utilisant le phosphate de créatine pour produire de l’ATP et de la créatine. La capacité globale de cette voie est assez limitée, de sorte que pendant un exercice explosif, le rendement énergétique de ce système peut se poursuivre jusqu’à ce que les réserves de créatine phosphate soient en grande partie épuisées, ce qui peut se produire en dix secondes environ. Le facteur limitant la vitesse de ce système est partiellement dépendant de la créatine phosphate, ce qui explique pourquoi les athlètes se supplémentent souvent en créatine.
Le système glycolytique
La glycolyse est la voie qui fractionne les glucides (glucose ou glycogène stocké) afin de générer de l’ATP pour alimenter le travail cellulaire. Seuls les glucides peuvent être utilisés comme substrat pour cette voie. Ce système fonctionne pendant les exercices de courte durée et de haute intensité. Vous avez probablement entendu le terme « acide lactique » en rapport avec les douleurs musculaires ou la fatigue – cependant, ces deux remarques courantes sont inexactes. L’acide lactique n’existe pas dans le corps humain, mais le lactate. Et le lactate ne provoque pas de douleurs musculaires. En fait, il est renvoyé vers le foie de manière assez efficace.
Le produit de la glycolyse est le pyruvate, et c’est là que le système glycolytique peut être alactique, ou lactique. C’est-à-dire que dans les situations où les produits de la glycolyse (molécules de pyruvate) dépassent la vitesse à laquelle ils peuvent être transférés dans le cycle de l’acide citrique (la phase suivante des systèmes énergétiques), le corps va lier un hydrogène à chaque molécule de pyruvate pour former du lactate, qui sera ensuite renvoyé au début de la glycolyse pour être réutilisé. La production de lactate, par conséquent, est à la fois un mécanisme d’adaptation (gérer l’excès d’hydrogène), et un moyen de créer de l’ATP dans les situations où le système plus lent et plus efficace ne peut pas suivre son cours mais où les demandes du corps sont trop intenses.
Le système oxydatif
Le système oxydatif se met en évidence lors d’exercices soutenus de plus faible intensité, où les besoins en ATP peuvent être satisfaits presque indéfiniment, mais où les taux de production ne sont pas aussi rapides que ceux de la glycolyse. Contrairement à la glycolyse, ce système est aérobie, et peut être alimenté non seulement par le glucose et le glycogène, mais aussi par les acides gras.
Ce système énergétique est assez profond, et étant donné qu’un substrat adéquat est disponible – c’est-à-dire que vous avez suffisamment mangé – la production d’ATP peut durer longtemps. Le système oxydatif est alimenté par ce que l’on appelle des « transporteurs d’électrons à haute énergie », qui sont des molécules qui se lient à l’hydrogène (menace de réduction) et créent ensuite un gradient d’hydrogène à l’intérieur des membranes internes des mitochondries pour alimenter la chaîne de transport des électrons – qui fournit finalement l’énergie nécessaire pour resynthétiser une grande quantité d’ATP. De tous les systèmes, celui-ci est le plus efficace pour faire face à l’hydrogène et régénérer l’ATP.
Les systèmes énergétiques et votre corps
Ces voies pour faire face et alimenter le travail ont des impacts incroyables sur les performances, la santé et la longévité de l’homme. Les fibres musculaires changent et s’adaptent lorsque de nouveaux stimuli leur sont imposés de manière répétée, et certaines de leurs caractéristiques changent en fonction de ce stimulus. Si vous vous entraînez pour une course de fond, vos fibres musculaires de type I développeront une plus grande densité mitochondriale pour alimenter un système oxydatif plus puissant. Si vous faites du levage lourd et explosif, vos muscles stockeront plus de glycogène et de créatine (si vous mangez correctement) pour répondre aux nouvelles exigences. Et si vous faites de courts sprints pour travailler vos adaptations glycolytiques, vous pouvez augmenter votre taux de contraction dans vos fibres musculaires de type IIa pour alimenter votre changement de vitesse dans votre match de hockey.
La santé mitochondriale, la santé cellulaire, la santé musculaire et tant d’autres facettes de notre bien-être dépendent de l’utilisation de nos systèmes énergétiques. En comprenant ce qu’ils sont, nous pouvons travailler dans la salle de sport et dans la cuisine pour entraîner et alimenter de manière optimale ces anciennes voies qui rendent notre corps si adaptatif et plastique. Ce faisant, nous augmentons la capacité de notre corps à être performant et à s’épanouir pendant de plus longues périodes.