A. Structure et fonctionnement des muscles

Chaque muscle est formé de fibres musculaires groupées en faisceaux. La fibre est une cellule de grande taille qui a la particularité de contenir de nombreux noyaux. A l’intérieur sont alignés des faisceaux de myofibrilles. Chaque myofibrille est un enchaînement de sous unités responsables de la contraction : les sarcomères qui se composent de deux protéines : l’actine et la myosine présentées sous forme de filament. Lors de la contraction, une partie de la myosine – la « tête » de la protéine – s’unit au filament d’actine et par un mouvement de bascule tire sur le filament.

On observe alors un raccourcissement de la fibre musculaire. Cette réaction enzymatique nécessite la présence d’ions calcium et d’énergie fournie par la dégradation de l’adénosine triphosphate (ATP) directement disponible dans la fibre musculaire.
Mais cette réserve s’épuiserait en seulement une ou deux seconde(s) lors d’un effort de grande intensité comme le 100m. 3 voies métaboliques assurent alors la production d’ATP pour que l’effort puisse se poursuivre :
Une première correspond à la dégradation de la créatine phosphate, une protéine riche en énergie qui permet d’approvisionner la fibre pendant un temps court d’environ 5 à 7 secondes. C’est cette voie qui intervient principalement lors des efforts brefs et violents ( sprint court, saut en longueur).
l’ATP est produite plus durablement à partir du glucose et du glycogène (qui est la principale forme de stockage des glucides dans les muscles et le foie) . La dégradation du glucose débouche notamment sur la formation de deux composés : l’acide pyruvique et l’acide lactique. Cette voie métabolique intervient en complément de l’hydrolyse de la créatine phosphate lors des efforts de durée intermédiaire comme la course de 400m.

Ces deux premiers modes de production d’ATP peuvent avoir lieu en l’absence d’oxygène, on les appelle voies anaérobies. Mais ils s’épuiseraient en 40s environ lors d’un effort très intense.
- Pour un effort de longue durée, comme un marathon, intervient une 3ème voie dite aérobie ( pour laquelle la présence d’oxygène est indispensable). L’énergie provient de l’oxydation de l’acide pyruvique ( produit de la glycolyse) et des acides gras issus de l’hydrolyse des lipides ( réactions qui ont lieu dans mitochondries).
Ainsi, lors d’un effort physique, la puissance énergétique est d’abord fournie par les voies anaérobies, puis uniquement par la voie aérobie, beaucoup plus durable. (voir schémas ci-dessus, et ci-dessous)