La filière Anaérobie Lactique

Cet article est le numéro 5 sur 7 du dossier Adaptation énergétique à l'entraînement
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    La filière de la résistance

    Si on baisse légèrement l’intensité pour n’être qu’à un effort presque maximal, on pourra durer un peu plus longtemps qu’avec la filière anaérobie alactique. Ceci est possible grâce à l’utilisation du sucre (le glucose) pour produire l’énergie nécessaire. C’est la filière anaérobie lactique ou glycolyse.

    Cela correspond à ce que l’on appelle vulgairement la résistance (même si ce terme est faux).

    La glycolyse ou la filière de la souffrance

    L’anaérobie lactique correspond à la courbe orange du schéma 1. C’est la filière communément appelée lactique. En fait, l’acide lactique n’existe pas dans le muscle. Il y a production de pyruvate qui est rapidement converti en Lactate, accompagné d’un proton (H+) pour sortir de la cellule.

    La réaction permettant d’utiliser le glucose pour rapidement produire de l’énergie (sans oxygène) s’appelle la Glycolyse :

    ADP + Glucose/Glycogène→Pyruvate + ATP

    Ceci est une formule très simplifiée.

    Justification de la présence de lactates

    Pourquoi ? Lors de la dégradation du glucose ou glycogène en Pyruvate, la cellule utilise le NAD (Coenzyme Nicotinamide Adénine Dinucléotide) qui captera un proton (H+) pour devenir du NADH.

    Pour se débarrasser de ce proton (et donc abaisser une partie de l’acidité), le NADH passera dans la mitochondrie et participera aux mécanismes oxydatifs. Durant ce processus mitochondrial, l’usage d’Oxygène (O2) sera nécessaire.

    Nous sommes dans une réaction anaérobie (sans oxygène), donc ce processus mitochondrial sera très limité (même en anaérobie, l’activité aérobie existe, mais est trop faible pour être significative par rapport au NADH).

    Puisque la possibilité de stockage du NADH est faible (la concentration augmentant rapide et ne pouvant dépasser une certaine valeur, il arrivera un moment ou le transport des protons (H+) devra trouver une autre solution.

    Cette solution est la transformation de l’acide pyruvate en lactate capable de transporter les protons.  Ce pyruvate sera donc transformé en Lactate (grâce à la LDH), soit en Alanine (grâce à la ALAT); les 2 réactions ayant lieu en même temps.

    Vidéo issue de la chaine youtube jeremyspongelab.

    Le mythe du lactate

    Contrairement à l’idée qui circule depuis très longtemps et qui a pourtant été démontrée comme fausse il y a plusieurs décennies, le lactate n’est en rien responsable de l’acidité du muscle, ni de l’arrêt de l’exercice. Ceci a été postulé au début du vingtième siècle mais ignoré (refusé) jusqu’à Poortmans en 1984. Au contraire, le rôle du lactate est d’abaisser la présente de protons libres dans la cellule. Ainsi, comme pour les très hypothétiques dangers de la créatine, il ne faut pas confondre indicateur et cause, le messager n’est pas le responsable.

    Devenir du lactate

    Ainsi, l’Alanine et le Lactate pourront passer dans le système sanguin (augmentation de la lactémie sanguine) pour revenir vers le foie et être synthétisé en Glucose (néoglucogénèse).

    En présence d’oxygène (aérobie), le pyruvate pourra passer directement dans la mitochondrie pour être utilisé dans la fabrication de l’acétyl-CoA (nécessaire à la glycolyse), de l’ATP et divers autres composites telle que l’eau (H2O). La baisse de PH se fera ici aussi par utilisation des H+ au sein de la mitochondrie.

    De fait, la prépondérance de l’évacuation du pyruvate de la cellule ou de son utilisation pour produire de l’énergie dépendra de l’intensité de l’effort et de la capacité de l’athlète.

    La sortie du Lactate de la cellule nécessitera des transporteurs (MTC4, les transporteurs faisant entrer le lactate sont les MTC1). Le fonctionnement de ces transporteurs est lié à leur nombre. Le niveau de stimulation est lié au gradient PH (différence entre le milieu cellulaire et le sang indiquera la vitesse d’évacuation possible).

    Donc plus l’effort sera intense, plus la chute du PH sera rapide et forte, plus le pyruvate se modifiera en Lactate et Alanine pour être évacué de la cellule. A l’inverse, plus l’effort sera de type endurant, moins le PH chutera et plus l’utilisation du pyruvate pourra se faire au sein de la filière Aérobie.

    Les limitations de la filière anaérobie lactique

    Le nombre de ces transporteurs est directement lié à l’entraînement de l’athlète : le type d’entraînement, le niveau de l’athlète, les fibres utilisées et enfin l’âge (Juel, 1991 – Dermott et Bonen, 1993 – Pilegaard, 1993 – Roth et Brooks, 1993 – Brooks, 1999 – Pilegaard, 1999 – Bonen, 2000).

    Comme son nom l’indique, cette filière énergétique est anaérobie, donc fonctionnant sans oxygène. Ainsi, tout comme pour la filière Anaérobie Alactique, la filière Anaérobie Lactique s’arrêtera lorsque ses substrats (ou éléments essentiels) fournissant l’énergie seront épuisés ou lorsque les concentrations seront en-deçà d’un certain seuil.

    Quels sont ces substrats ? Il s’agit du glucose-6phosphate = le sucre présent dans le muscle (en entrant dans la cellule musculaire, ce dernier est immédiatement converti en glucose-6P; de même, le glycogène intramusculaire est d’abord dégradé en glucose-6P avant d’être utilisé dans la production d’ATP). L’effort est trop bref pour que l’organisme ait le temps d’en apporter une quantité suffisante pour poursuivre l’effort au-delà du temps permis par les réserves intramusculaires. Nous pouvons artificiellement améliorer ce temps en mobilisant certaines réserves extra-musculaires grâce à un échauffement suffisamment performant.

    Mais cela ne permettra pas une modification illimitée (la modification sera importante en terme de performance, mais nous ne pourrons pas effectuer un 1500m à la même vitesse qu’un 200m ou un 400m).

    Contrairement à l’idée reçue disant que l’activité s’arrête lorsqu’il y a trop de lactates, l’activité s’arrêtera lorsqu’il n’y aura plus de réserves. Pour un athlète débutant, l’acidité due à l’accumulation des protons pourra faire arrêter l’effort (manque d’habitude, trop douloureux), mais en aucun cas le niveau de lactate produit (l’entraînement spécifique permet d’augmenter la quantité de lactates produite et donc les performances) : Lacour (1991) ayant montré que les athlètes courant le plus vite sont ceux qui savent produire le plus d’ATP à partir du glucose (donc sécrétant le plus de lactates).

    En effort maximal, la puissance (plateau de vitesse montrant une production d’ATP maximale) est d’environ 15 secondes (entre 30 et 45 secondes d’efforts) variable selon les compétences de l’athlète. La capacité de cette filière (durée maximale d’utilisation de la filière pour produire de l’énergie) est de 2 minutes environ en effort maximal, 1h30 en efforts sous-maximal.

    Enclenchement de la glycolyse

    Le démarrage (et donc le fonctionnement) de cette filière est tributaire de différents facteurs dont la baisse de la concentration en ATP dans un muscle (donc dès le démarrage d’une activité physique). Plus le ratio ATP/ADP baisse, plus la production d’énergie par la filière AL augmente. L’inverse est également vrai. Par contre, l’idée reçue d’une influence de l’Adrénaline sur ces opération semble erronée (Richter, 1996 – Kjaer, 1999).

    Même s’il s’agit d’une filière anaérobie (sans oxygène), l’oxygène est présent (la filière aérobie démarrant également dès le début de l’activité) et est important. En effet, durant la dégradation du glucose-6P pour obtenir de l’énergie, la cellule utilise le NAD (Coenzyme Nicotinamide Adénine Dinucléotide) qui captera un proton (H+). Pour se débarrasser de ce proton (et donc abaisser une partie de l’acidification), le NADH passera dans la mitochondrie et participera aux mécanismes oxydatifs. Durant ce processus mitochondrial, l’usage d’Oxygène (O2) sera nécessaire.

    De plus, le pyruvate (résultat de la production d’énergie de la glycolyse) a besoin de passer dans la mitochondrie pour poursuivre le cycle énergétique (Aérobie). Toutefois, durant les efforts trop importants, il y aura un excès de pyruvate ne pouvant pas entrer dans les mitochondries. À PH=7, ce pyruvate est converti en Lactate (+ un proton, H+) et en Alanine.

    Et les hormones ?

    Du point de vue hormonal, entre les 10-15 premières secondes, les hormones catécholamines (dont l’adrénaline) augmentent, stimulant la glycogénolyse hépatique (transformation du glycogène hépatique en glucose). Après ces 15 premières secondes, le taux d’insuline baisse (réduction de la glycogenèse) et le glucagon augmente (renforcement de la glycogénolyse hépatique).

    A l’inverse, la glycogénolyse musculaire n’est pas enclenchée par les hormones. Celles-ci régulent cette activité, mais le déclenchement proviendra de l’augmentation du taux de Calcium (le calcium étant libéré pour permettre la contraction musculaire).

    La récupération des stocks

    La réplétion énergétique se fera, comme nous venons de le voir, grâce à l’apport de glucose dans le muscle et la baisse des éléments limitant de cette filière. Nous verrons plus loin pour le glucose (qui sera intimement lié à la filière aérobie).

    La récupération spécifique à la filière Anaérobie Lactique sera donc la résorption du lactate (utilisation pour produire soit du glucose soit du glycogène). D’après Cazorla & Léger (2003), il existe 2 possibilités de récupération et donc 2 vitesses de synthèse du glucose et glycogène à partir de la filière AL.

    En récupération passive (aucune activité ou marche) :

    • 50% à 25 minutes
    • 75% à 50 minutes
    • 88% à 75 minutes
    • 100% à 90 minutes

    Cela correspond à une vitesse d’élimination de 50% de la concentration par 15 minutes (50% les 15 premières minutes, 50% de la concentration restante les 15 minutes suivantes, etc.).

    En récupération active (40 à 60% de la VMA) :

    • 50% à 6 minutes
    • 75% à 12 minutes
    • 100% à 20 minutes

    Cet article fait partie du recueil 2011-2012


    L’énergie
    Déplétion et réplétion énergétique
    Filière anaérobie alactique
    Aérobie
    Réplétion du glucose


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      A propos de Sébastien BÊME

      Préparateur physique depuis +20 ans. De formation Staps, diplômé BPJEPS AGFF, Certifié CrossFit Level 1, Gymnastics et Weightlifting. Formation CrossFit Judge et Scaling Auteur de nombreuses publications et propriétaire des sites internet www.gymsante.eu (et ses déclinaisons), www.fuck-genetics.fr et www.etre-conscient.com

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      Livre – Entraînement Fonctionnel