ATP et filières énergétiques au service de la performance musculaire

Pour cet article, un peu plus technique que d'habitude, j'ai décidé de vulgariser quelques termes afin que cela soit simple à comprendre. Décortiquons ensemble cette molécule de la performance dont tout le monde à déjà entendu parlé mais qui reste flou pour la plupart d'entre vous. 

Qu'est ce que l' ATP (adénosine triphosphate) ?

Découverte en 1929, par un biochimiste allemand du nom de Lohmann. L'ATP est l'acronyme de Adénosine Triphosphate. Elle est composé d'une adénine (base) et de D-Ribose (sucre) et est classé dans le groupe des Ribonucléoside.

On peut dire que c'est l'énergie de la cellule, c'est l'énergie responsable de la contraction musculaire.

Rappelons que la contraction musculaire (le glissement des filaments d'actine et de myosine) se produit grâce à l'ATP. Selon l'effort, il y a différents filières énergétiques, elles utilisent des processus différents pour au final donner de l'énergie grâce à la molécule d'ATP.

La durée de vie de l'adénosine triphosphate est de moins de 60 secondes, et les stocks sont généralement reconstitué rapidement de l'ordre de 1 à 10 minutes, voir moins pour les sportifs experts, tout cela dans pour un organisme en bonne santé.

L'ATP est également lié à l'anabolisme musculaire et à la performance sportive.

A quoi sert l'ATP ?

L'ATP est une molécule qui sert à fournir de l'énergie aux muscles. Elle permet de fournir de l'énergie pour des efforts musculaires intenses (comme un sprint). Mais elle peut aussi être utilisée pour des efforts beaucoup plus léger, comme la marche ou encore le vélo.

En fait, l'ATP est utilisé dans toutes les activités physiques nécessitant de la concentration et une grande énergie. Mais l'ATP n'est pas seulement utile pour les sports nécessitant une grande concentration, mais également pour les activités demandant moins d'effort physique.

En effet, l'ATP est aussi utilisé pour le système nerveux et le cerveau. Il est ainsi utilisé comme neurotransmetteur dans le système nerveux central.

L'ATP est également un composant essentiel des globules rouges. Il est nécessaire au transport de l'oxygène vers les tissus et permet ainsi de fournir une grande quantité d'oxygène dans les muscles.

L'ATP est enfin utilisé pour fabriquer le muscle. C'est en effet un précurseur de la synthèse protéique, qui elle même va permettre la synthèse des protéines musculaires.

Comment l'ATP est fabriqué en fonction des filières énergétiques ?

Il existe 3 processus que le corps utilise suivant l'effort réalisé. En réalité les 3 rentrent en action mais avec des degrés différents.

La filière anaérobique alactique

Anaérobie signifie sans oxygène et alactique sans acide lactique. Il s'agit de la filière qui répond aux efforts courts et intenses, d'environ 3 à 20 secondes.

Elle offre la plus grande puissance musculaire, la plus importante et la plus explosive. Cette filière est utilisée pour la force, l'haltérophilie et les sprints.

Dans cette filière, l'ATP est regénéré par l'hydrolyse de la phosphocréatine. La phosphocréatine est principalement présente dans les cellules musculaires et est synthétisé par le foie, le pancréas et les reins.

La phosphocréatine est composé d'un groupement phosphate en liaison à une molécule de créatine. La molécule de phosphate est libéré par une réaction d'hydrolyse et se couple avec de l'ADP pour généré de l'ATP.

La filière anaérobique lactique (fermentation lactique)

Anaérobie sans oxygène et avec de l'acide lactique. Ce type d'effort d'environ 30 secondes à 2 min est logiquement moins intensif que le premier mais tout de même soutenue. La musculation et la boxe par exemple utilisent aussi cette filière.

Dans cette filière, la dégradation du glucose génère la production de l'ATP et fourni l'énergie au corps. 

Présent dans le sang, le glucose va subir un ensemble de réactions chimiques appelé la glycolyse. A l'issu de ce processus d'oxydation, chaque molécule de glucose va fournir 2 molécules d'ATP et du lactate. Il est important de préciser que pendant ce cycle, le glucose passe par le NADH, NAD et le pyruvate.

La filière aérobique

Comme son l'indique, elle utilise de l'oxygène et l'oxydation du sucres et de graisses pour fabriquer de l'ATP. On la connait car c'est l'énergie de l'endurance, par exemple de la course à pied. Elle entre en compte sur des efforts de 2 min à plusieurs heures.

En aérobie, le glucose et le processus de glycolyse sont également mis à contribution. Dans ce mécanisme le pyruvate va entrer dans la mitochondrie, une petite usine à fournir de l'énergie. Le pyruvate va subir une suite d'oxydations et réactions chimiques au sein de la mitochondries appelé cycle de Krebs. Dans ce processus cellulaire, la production d'ATP est généré en grande quantité.

Pour un fonctionnement optimal du cycle de Krebs, il faut la présence suffisante d'intermédiaire comme l'alpha-cétoglutarate, le succinyl-Coa. Des acides aminés comme la glutamine, l'arginine, la méthionine, l'isoleucine et la valine peuvent être précurseur de ces intermédiaires. 

Le COenzyme Q10 joue un rôle dans la production d'ATP au sein de la mitochondrie.